1.3.1 乙烯的生产装置及原理
乙烯的生产过程中主要设备是乙烯装置。乙烯装置所用的主要原料简称“裂解原料”，它的原料路线需综合考虑原料可得性和经济性来确定。
在北美和中东，裂解料主要为天然气液体（乙烷、丙烷、丁烷、液化石油气混合物和脱丁烷的天然汽油等。以下简称“NGL”）。在欧洲和亚洲，裂解料主要为石脑油。从全世界范围看，石脑油约占全部裂解料的一半，NGL约占40％，余下的约10％为柴油、炼厂气、煤制油所得馏份等。表1给出了全球裂解原料的类型及其所占比例。
表3-1 全球乙烯生产所用原料类型及其所占比例 原料类型
所占比例，%
乙烷 乙烷/丙烷混合物
丙烷 丁烷 LPG(丙烷/丁烷混
合物)
世界各地所用各类裂解原料的比例，取决于各地区能够经济地取得的原料质量和数量。表2列出世界各地区裂解料的状况及其在该地区所占比例。
24 4 8 1 4
石脑油 柴油 炼厂气 煤制油所得馏份
合计
49 6 2 1 100
原料类型
所占比例，%
表3-2 世界各地区采用的乙烯原料及所占比例（%） 地区 非洲 亚洲 东欧 中东 北美 大洋洲 拉丁美洲 西欧
NGL 26 12 10 70 76 65 27 24
石脑油 32 78 75 29 17 18 70 65
柴油 10 10 4 17 8
其它 42* 5 1 3 3 3
注：* 由Sasol煤制油生产的合成气。
在亚洲，约80%的乙烯用石脑油生产。马来西亚和印尼是这个地区的例外，它们的天然气资源丰富，可在很大程度上用NGL替代石脑油。中国则不具备这样的条件，乙烯生产主要依靠石脑油加上相当数量的轻柴油和加氢尾油。
由石油分离生产
乙烯是由石油化工裂解而成。在这个过程中，气态或轻液态烃是加热到750-950 ℃ ，诱使许多自由基反应，然后立即淬火冻结的反应。这个过程中，把大型碳氢化合物转换到较小型的碳氢化合物，并反应出不饱和烃。 由煤合成方法
煤合成烯烃:煤基制烯烃技术，它是C1化工新工艺， 是
指以煤气化的合成气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。 3.2 乙烯的生产工艺
目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，拥有LDPE技术的有7家，LLDPE和全密度技术的企业有10家，HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况看，高压法生产LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法，釜式法和管式法工艺技术均已成熟，目前这两种生产工艺技术并存。发达国家普遍采用管式法生产工艺。此外，国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系，可降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。低压法生产HDPE和LLDPE，主要采用钛系和络系催化剂，欧洲和日本多采用齐格勒型钛系催化剂，而美国多采用络系催化剂。目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术用11种，现简单介绍如下：
巴塞尔公司气相法Spherilene工艺 生产线性PE可从很低密度PE（ULDPE）到LLDPE，也可生产HDPE等。采用齐格勒-纳塔型钛基催化剂和Spherilene气相法工艺。在轻质惰性烃类存在下，催化剂和进料先进行本体预聚合，在缓和条件下发生本体聚合。浆液进入第一台气相反应器，采用循环气体回路冷却器散热，再进入二台气相反应器。生产产品密度从ULDPE（小于900kg/m3）到HDPE（大于960kg/m3），
熔体流动速率（MFR）从0.01－100。因采用二台气相反应器，故可生产双峰级和特种聚合物。Spherilene工艺1992年推向市场以来，现已拥有生产能力180万吨/年。六套生产装置（美国1套、韩国2套、巴西2套、印度1套）己投入运转，另有二套（印度和伊朗各1套）在建设中，单线生产能力可从10万吨/年－30万吨/年。目前，中国没有这类技术的生产装置。
北欧化工公司北星（Bastar）工艺
北星PE工艺可生产双峰和单峰LLDPE、MDPE（中密度PE）和HDPE。采用串联的回路、气相低压法反应器。PE密度为918－970kg/m3，熔融指数0.1－100。采用Z-N催化剂或SSC（单活性中心）催化剂。
催化剂与丙烷稀释剂混入进入紧凑的预聚合反应器，同时送入共催化剂、乙烯、共聚单体和氢气。预聚合的浆液再进入第二台较大的浆液回路反应器，在超临界条件（75－100℃、5.5－6.5MPa）下操作。可生产双峰级产品。经闪蒸后的聚合物进一步送入流化床气相反应器，无需加入新催化剂，可得到均聚物，气相反应落操作条件为：75－100℃、2.0MPa。第一套工业化装置于1995年在芬兰投运，阿布扎比建设的二条生产线（45万吨/年双峰级产品）于2001年下半年投运。第5套25万吨/年装置（第二套双峰级）也在中国上海石化公司建成，成为中国最大的PE装置，该工艺单线最大的设计能力可达30万吨/年。
BP公司气相法Innovene工艺 可生产LLDPE和HDPE产品，采用Z-N钛基、铬基或茂金属催化剂。铬催化剂可生产宽分子量分布的产品，齐格勒-纳塔（Z-N）催化剂生产窄分子量分布的产品。床层反应器操作条件缓和，为75－100℃和2.0MPa。可采用丁烯或已烯为共聚单体。己有30套生产线投入运转、设计或建设中。能力范围为5万－35万吨/年。
Technip公司与BP公司合作，在欧洲、前苏联、南美、中国和马来西亚拥介BP公司生产聚乙烯的Innovene工艺。BP公司Innovene PE能力现已超过800万吨/年，包括伊朗Bandar Iman、苏格兰格兰杰默斯、印度尼西亚梅拉克和马来西亚克尔蒂赫等的PE装置。中国独山子石化公司LLDPE/HDPE装置的二次扩建也采用Innovene工艺，从12万吨/年扩增到20万吨/年。赛科新建的60万吨聚乙烯将采用该技术。
埃克森美孚公司管式和釜式反应工艺 采用高压自由基工艺生产LDPE均聚物和EVA（乙烯醋酸乙烯）共聚物。采用大规模管式反应器（能力13万－35万吨/年）和搅拌釜式反应器（能力约10万吨/年）。管式反应器操作压力高达300MPa，釜式反应器低于200MPa。高压工艺的优点是缩短停留时间，相同的反应器可从生产均聚物切换至共聚物。均