KBR-乙烯生产过程降低CO2排放技术

©2009KBR.保留所有权利。MichaelTallman乙烯生产过程降低CO2排放©2009KBR.保留所有权利。♦乙烯装置哪里排放CO2？♦与能耗相关的CO2排放♦如何减少CO2排放？O=C=OCO2KBRSCORETM技术可减少能耗与CO2排放降低烯烃厂的CO2排放©2009KBR.保留所有权利。050001000015000195419561958196019621964196619681970197219741976197819801982198419861988199019921994199820022006YEARSPECIFICENERGY,Kcal/KgC2H4石脑油裂解乙烯装置能耗单位能耗，Kcal/KgC2H4年份©2009KBR.保留所有权利。TonofCO2/TonofEthyleneSourceofCO2N.GasFuelTailGasFuel*NaphthaCrackingFurnaces1.2(LN,0.45P/E)1.6(FRN,0.56P/E)1.0(LN,0.45P/E)1.3(FRN,0.56P/E)EthaneCrackingFurnaces1.00.8*TailGaswith41v%hydrogen.♦裂解炉烟气中CO2含量超过90%♦烯烃厂通常蒸汽自给自足蒸汽裂解炉中的CO2排放CO2来源石脑油裂解炉乙烷裂解炉CO2吨数/吨乙烯天然气燃料尾气燃料*尾气，41%（体积）的氢©2009KBR.保留所有权利。石脑油裂解炉能量分配烟囱排放损失与热损失烟道损失高压蒸汽形式余热回收高压蒸汽系统主要用于驱动机稀释蒸汽发生工艺用户超高压蒸汽至混合原料预热总燃料至裂解炉对流段高温工艺气体急冷锅炉回收的显热分配到表面冷凝器至裂解炉辐射段至急冷塔排放到大气中的热量分配到急冷塔以显热形式传至工艺气体工艺热量回收至低压蒸汽或原料预热器等至工艺气用于反应热反应热©2009KBR.保留所有权利。♦裂解炉区域♦回收部分♦其他方法/工艺如何减少CO2排放？©2009KBR.保留所有权利。♦高收率/短停留时间♦高单程转化率♦结合燃气透平♦空气预热♦尽可能提高原料预热♦尽可能提高蒸汽压力♦裂解轻质原料♦减少过剩空气♦最低汽/油比♦从烟气回收CO2减少裂解炉区域的CO2排放©2009KBR.保留所有权利。SC-1典型侧视图一次急冷换热器开放式辐射箱双排辐射列管♦最高乙烯收率♦每次通过都达到75%以上的乙烷转化率♦高产能乙烷，每台20万吨每年石脑油，每台17万吨每年♦简单、可靠KBR的SC-1裂解炉能做到什么©2009KBR.保留所有权利。SinglePassYieldSpecificEnergy,Kcal/kgC2H4高单程收率（转化率）燃料消耗量更少分离能耗更少能耗与收率关系（转化率）单位能耗，Kcal/KgC2H4单程收率©2009KBR.保留所有权利。00.10.20.30.40.50.61020停留时间（秒）柴油石脑油丁烷丙烷乙烷相对百分比收率增幅更高收率意味着-原料消耗更少-燃料消耗量更少-分离能耗更少CO2更少SC-1SC-1裂解炉乙烯收率更高U型炉管W型炉管©2009KBR.保留所有权利。♦使用燃气透平（GT）发电，用燃气透平尾气作为裂解炉的燃烧空气发电效率可达到91%左右燃气透平还可用于驱动压缩机♦KBR已经为四个用户设计了集成燃气透平乙烯装置在合成氨装置中联合燃气透平方面也具有丰富的经验联合燃气透平©2009KBR.保留所有权利。45035Frame6GENCC-2HPC35025Frame5GENCC-1HPC40025Frame5GENEPSK30037MW-251MitsubishiChibaIPC装置产能KTAC2’输出功率（MW）GT型号燃气透平制造商项目客户乙烯装置中集成燃气透平©2009KBR.保留所有权利。91%-发电效率107%100%超高压蒸汽110%100%裂解炉+燃气透平86%100%裂解炉燃烧空气+燃气透平尾气空气集成燃气透平的效果裂解炉超高压蒸汽其他裂解炉燃料压缩机透平燃气透平尾气动力输出空气发电机燃料©2009KBR.保留所有权利。燃料消耗更少，但裂解炉产生的蒸汽也更少60708090100110050100150200250300350CombustionAirTemperature,degCPercentFuelFiredVHPSteam燃烧空气预热的效果燃烧的燃料超高压蒸汽百分比燃烧空气温度，℃©2009KBR.保留所有权利。♦成本更高需要送风机需要空气预热器需要铺设管路NOx排放量增加FUELAIRFDFanIDFanSTEAMFUELAIRFDFanIDFanFUELAIRFDFanIDFanRecuperativeHeater燃烧空气预热的效果引风机燃料蒸汽空气送风机风机风机空气燃料燃料空气风机同流换热器送风机引风机引风机送风机©2009KBR.保留所有权利。♦高收率/短停留时间♦高单程转化率♦集成燃气透平♦燃烧空气预热♦尽可能提高原料预热♦最大化超高压蒸汽压力♦以最低汽/油比率裂解轻质原料♦减少裂解炉中的过剩空气♦从裂解炉烟气中回收CO2减少裂解炉区域的CO2排放©2009KBR.保留所有权利。♦尽可能提高原料预热使用更少热量（急冷水、急冷油或低压蒸汽）加热裂解原料此后可通过超高压蒸汽回收这部分能量降低总体能耗减少CO2排放♦最高压力蒸汽可超过120巴，而非100巴或更低减少蒸汽消耗量降低总体能耗减少CO2排放减少裂解炉区域的CO2排放©2009KBR.保留所有权利。♦以更少异构烷烃裂解轻质原料原料和能耗更少升级重质原料减少总体能耗/CO2排放♦最低汽/油比减少燃料和蒸汽消耗量减少总体能耗/CO2排放FeedstockCO2,ton/tonofEthyleneEthane1.0LightNaphtha(@0.45P/E)1.2FullRangeNaphtha(@0.56P/E)1.6以最低汽/油比裂解轻质原料原料CO2吨数/乙烯吨数乙烷轻质石脑油各类石脑油©2009KBR.保留所有权利。♦最终目标，但是♦成本高、能耗高、化学品补充量大美国德州湾城ExxonMobil从烟气回收CO2？©2009KBR.保留所有权利。膨胀机和冷箱新鲜原料稀释蒸汽燃料油氢气尾气乙烯丙烯混合C4裂解炉一次分馏器急冷塔碱洗塔干燥器前脱丙烷塔前加氢反应器脱甲烷塔脱乙烷塔乙烯精馏塔丙烯精馏塔脱丁烷塔1-34C2乙烷循环丙烷循环C5+（裂解汽油）回收部分PQE©2009KBR.保留所有权利。♦使用原料饱和器提供稀释蒸汽对于轻质原料，使用急冷水和低压蒸汽减少超高压蒸汽消耗量♦使用急冷水/急冷油/低压蒸汽蒸发/加热原料提高等量原料的超高压蒸汽产量♦通过更高压力的蒸汽回收急冷油热量需要适当的粘度控制方案减少总体蒸汽消耗量♦充分利用急冷水热量降低回收部分的能耗©2009KBR.保留所有权利。♦前脱乙烷和前脱丙烷流程低能耗开车中尽可能减少火炬排放波动更小火炬排放更少裂解气体中已有用于乙炔加氢的H2烯烃选择性高开车时间短乙炔加氢反应器至少5年内无需再生降低低温部分的能耗©2009KBR.保留所有权利。♦SUPERFLEX™工艺♦ACO™（先进催化制烯烃）工艺♦从FCC尾气中回收烯烃♦从炼油厂尾气中回收乙烷♦联产应用SUPERFLEXTM转换器其他方法©2009KBR.保留所有权利。♦利用“低价值”烯烃原料（如丁二烯抽提之后的C4抽余液）获得高达60%以上的烯烃收率♦高丙/乙比~2.0-2.5♦可减少CO2排放，但需要引入蒸汽或者电循环C4-C6非芳RECOVERY燃料气或燃料油丙烯乙烯尾气芳烃汽油C4-/C6-轻质石脑油烯烃流SUPERFLEX™工艺回收©2009KBR.保留所有权利。♦催化工艺（FCC类型），以1:1左右的P/E比将石脑油转换为丙烯和乙烯。♦600-700oC，比热裂解温度低♦生焦率极低♦副产物只有尾气和高芳烃含量汽油♦由KBR和SK能源开发；KBR独家授权♦低CO2排放；但因为需要输入蒸汽或电力而减少了一定的优势RECOVERY可燃气体或油丙烯乙烯尾气BTX+汽油石脑油循环C4-C6非芳香族ACO™（AdvancedCatalyticOlefins先进催化制烯烃）工艺回收©2009KBR.保留所有权利。♦从FCC废气中回收烯烃♦净化之后，FCC尾气可与裂解气体混合以回收气体中包含的烯烃（和乙烷/丙烷）。能效极高♦从炼油厂尾气（FCC、焦化、铂重整装置、异构化等）回收乙烷（以及丙烷、氢等）♦联产其他减少CO2排放的方法©2009KBR.保留所有权利。♦采用选择性更高的裂解炉-SC-1♦采用燃气透平整合♦设计用于高效回收部分-SCORE乙烯结论©2009KBR.保留所有权利。非常感谢！问题？