装置档案 CHE-06化工二部 密级：内部学习
CHE-06化工区 · 化工二部

高密度聚乙烯（HDPE）

High Density Polyethylene
加工能力
30 万吨/年
操作弹性
50% ~ 110%
年开工时数
8000 小时
投产日期
2014-02-15 投产
高密度聚乙烯（HDPE）
Exhibit 1 · 装置实景钢框架+反应器+醒目绿色大管+黄梯护栏
30万吨/年
设计加工能力
192.37kg标油/t
单位能耗
8,000小时
年开工时数
1项
主要产物
50,400m²
占地面积
Executive Summary · 执行摘要
01 / 定位

定位要点

全厂乙烯的下游转化与增值环节：把上游乙烯装置送来的聚合级乙烯（界区进料 37500 kg/h）在己烷溶剂中聚合成固体粒料，使气态乙烯变成便于储存、运输、按牌号定价外销的固体产品，装置设计年产 30 万吨、年运转 8000 小时、操作弹性 50%~110%。

SRC 规程 1.1
02 / 能耗

能耗要点

装置单位能耗 192.37 kg 标油/t。折合 8,054.44 MJ/t。 设计综合能耗 8054.44 MJ/t PE（192.374 kg 标油/t PE），保证值 200 kg 标油/t PE（保证区间 1825000~2000000 kcal/t PE），计算标准为 SINOPEC 石油…

SRC 规程 1.2.7.9
03 / 财务

财务要点

主要产品产量：HDPE 粒料 30 万吨/年（24 种牌号，典型 6 个）。

SRC 规程 1.1 / 1.2.7
01

装置概况

Unit Profile
Key
Takeaway
全厂乙烯的下游转化与增值环节：把上游乙烯装置送来的聚合级乙烯（界区进料 37500 kg/h）在己烷溶剂中聚合成固体粒料，使气态乙烯变成便于储存、运输、按牌号定价外销的固体产品，装置设计年产 30 万吨、年运转 8000 小时、操作弹性 50%~110%。选用 Lyondellbasell Hostalen 低压淤浆法的理由是它能同时生产单峰和双峰 HDPE——双峰牌号（如管材料 HM CRP100N、膜料 HM9455F1）是管材与膜料等专用料的基础；配合双反应器串联/并联可切换的形式，产品切换容易、过渡料少，可覆盖 24 种牌号（注塑、吹塑、单丝、管材、膜产品）以对接不同下游市场。装置 2009-09-08 开工、2012-12-25 中交、2014-02-15 投产；2018 年 6 月因己烷蒸发系统换热器 E-3102 泄漏导致己烷水含量高、影响长周期运行，新增并投用备台 V-3101B、E-3102B，消除该瓶颈。
Table 1-1 · 装置基础参数
参数项数值 / 说明
设计规模300
装置规模万吨/年 HDPE 粒料（单线）
负荷调节范围50% ~ 110%
年运行时数8000
原料乙烯 + 1-丁烯 + 氢气 + 己烷 + 三乙基铝（TEAL）/异戊二烯基铝（IPRA） + 四氯化钛/乙氧基镁/Z501 等催化剂
投产时间2014-02-15 投产
建设历程2009-09-08 开工 → 2012-12-25 中交 → 2014-02-15 投产
面积（m²）50400
设计/施工单位中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院 EPC 总承包
专利技术• 德国 Lyondellbasell 公司 Hostalen 低压淤浆法聚乙烯专利生产技术
• 德国科培隆 WP 公司 ZSK350 挤出混炼机及水下造粒机组
Shutdown Overhauls• 2018-06 新增并投用己烷蒸发系统备台 V-3101B、E-3102B（消除 E-3102 泄漏导致的己烷水含量高、长周期运行瓶颈）
主要组成• 100 单元：催化剂制备和聚合反应单元（双反应器 R-1201/R-1202 + 后反应器 R-1204）
• 200 单元：粉料处理单元（沉降式离心机 S-2101A/B/C + 流化床干燥器 D-2201 + 粉料净化罐 V-2301 + 膜分离系统 A-2301）
• 300 单元：己烷精制和 1-丁烯回收单元（己烷蒸馏塔 C-3101 + 吸附塔 C-3102A/B/C + 1-丁烯塔 C-3201 + 蜡回收系统）
• 400 单元：罐区单元（精制己烷罐 T-4101 + 母液罐 T-4102 + 烷基铝/四氯化钛罐区 + 1-丁烯储存和进料）
• 500 单元：挤压造粒及颗粒掺混单元（ZSK350 双螺杆混炼挤出机 + PR50-6 齿轮泵 + UG550 水下切粒机 + 掺混料仓）
• 600 单元：公用工程单元
• 800 单元：颗粒储存单元
• 900 单元：辅助设施
装置类型低压淤浆法（Hostalen ACP 工艺，Ziegler-Natta 钛系催化剂，双反应器串联/并联灵活切换）
产品牌号24 种不同牌号（典型 6 个：HC7260、HF7750M、HF7750S、HD7255、HF4760、HM9455F1、HM9450F、HMCRP100N），覆盖注塑、吹塑、单丝、管材、膜产品
控制系统分散控制系统（DCS）+ 安全仪表保护系统（SIS）
资料来源：《高密度聚乙烯（HDPE）操作规程》—（规程未明示编号） v—（规程未明示版本号）。
02

工艺原理

Process Principle
Key
Takeaway
Hostalen 低压淤浆法：乙烯、共聚单体 1-丁烯、分子量调节剂 H2、催化剂、活化剂和己烷溶剂连续从反应器底部进入带 5+1 阶搅拌桨的釜式反应器，在 Ziegler-Natta 钛系催化剂作用下发生阴离子配位聚合反应（放热 -3.465 MJ/kgPE，温度 78~85℃），聚合热通过外循环冷却器和外蛇管夹套水撤出；反应后的聚合物淤浆经沉降式离心机固液分离，流化床干燥，粉料净化后挤压造粒。
详细说明
  • 催化剂制备：TiCl4 + Mg(OC2H5)2 → Ti(C2H5O)nCl4-n + MgCl2，加入烷基铝后形成具有聚合活性的 Ziegler-Natta 催化剂
  • 聚合机理：阴离子配位聚合，钛铝活性中心使乙烯双键 π 电子云密度减少，不断在活性中心聚合
  • 总反应：nCH2=CH2 → (CH2-CH2)n + 3.465 MJ/kgPE（78~85℃）
  • 乙烯单程总转化率 ≥99%（包括后反应器 R-1204）
  • 淤浆聚合：己烷作分散剂，将乙烯/1-丁烯/催化剂/聚乙烯粉料均匀分散
  • 聚合反应热通过外循环冷却器 E-1201A/B、E-1202A/B 及反应器外蛇管夹套水撤出
  • 离心分离：依靠聚合物（重）与己烷（轻）密度差，沉降式离心机分离后湿饼己烷含量 ≤35%wt
  • 流化床干燥：流化床两腔间压差实现粉料流动，内置加热器和高温循环氮气带走己烷湿气，干燥后粉料己烷含量 ≤1%wt
  • 粉料净化：高温含湿氮气经 V-2301 失活残留催化剂/活化剂，进一步降低己烷至 ≤0.1%wt
  • 挤压造粒：聚合物粉料 + 添加剂经 200~300℃ 加热熔融，双螺杆挤压机+齿轮泵通过模板后水下切粒（ZSK350 挤出机 41.5 t/h，齿轮泵 21~49 t/h，水下切粒机 48 t/h）
  • 颗粒掺混：6 根贴壁掺混管沿料仓壁均匀间隔分布，外循环量一般为料仓总容量 15%
资料来源：规程工艺原理章节。
03

工艺流程

Process Flow
Key
Takeaway
乙烯 + 1-丁烯 + H2 + 催化剂 → 双反应器淤浆聚合 → 后反应器 → 沉降式离心机 → 流化床干燥 → 粉料净化 → 挤压造粒（水下切粒）→ 颗粒掺混 → 包装出厂
Table 3-1 · 主流程链 · 13 道工序
序工序
01乙烯 + 1-丁烯 + H2 + 催化剂/活化剂 + 己烷
02双反应器 R-1201/R-1202（串联/并联模式）
03后反应器 R-1204
04离心机 S-2101A/B/C
05流化床干燥器 D-2201（己烷 ≤1%wt）
06粉料净化 V-2301（己烷 ≤0.1%wt）
07粉料气力输送
08造粒粉料仓 V-5101
09ZSK350 挤出机 + PR50-6 齿轮泵
10水下切粒机 UG550
11颗粒掺混
12颗粒储存
13包装出厂；母液经己烷精制塔 C-3101 + 吸附塔 C-3102A/B/C 循环使用；尾气经 K-3502A/B/C 送火炬系统；1-丁烯尾气经裂解气压缩机 K-3501A/B 返回乙烯装置
资料来源：规程工艺流程章节。
侧线产品
  • 回收 1-丁烯：经 1-丁烯塔 C-3201 + 裂解气压缩机 K-3501A/B 返回上游乙烯装置
  • 回收己烷：经己烷蒸馏塔 C-3101 + 吸附塔 C-3102A/B/C 精制后循环使用
  • 回收蜡：经蜡闪蒸罐 V-3301 + 蜡净化罐 V-3302 + 蜡出料泵 P-3303A/B 装槽车外送
  • 尾气：经尾气压缩机 K-3502A/B/C 送火炬系统
04

投入产出物料

Material Balance
Key
Takeaway
共 6 项，前三大（HMCRP100N（Y）、HM9455F1 / HM9453F、HC7260）合计占 71.7%（215 万吨/年），是排产与效益测算的主要抓手。
Exhibit 4-1 · Typical Product Scheme Kt Year构成帕累托分析（按万吨/年）
Bar = 各项数值（按最大值归一）　│　Line = 累计占比 %
项目数值（按最大值归一）万吨/年累计
HMCRP100N（Y）12040.00
HM9455F1 / HM9453F5056.67
HC72604571.67
HF7750M4586.67
HF47602093.33
HM9450F20100.00
前三大项其他项累计占比 %
年运行时数8000
进料
乙烯
Kg Per T Pe1015
kg/h37866.25
万吨/年302.93
1-丁烯
Kg Per T Pe9.933
kg/h372.5
万吨/年2.98
说明牌号不同差异较大
氢气
Kg Per T Pe0.86
kg/h32.25
万吨/年0.258
说明牌号不同差异较大
己烷
Kg Per T Pe12
kg/h450
万吨/年3.6
说明助剂及化学品
烷基铝合计
Kg Per T Pe0.1015
kg/h4.556
万吨/年0.0365
说明催化剂制备 0.0015 + 聚合 0.1
四氯化钛
Kg Per T Pe0.437
kg/h16.4
万吨/年0.1312
说明自配催化剂时使用
乙氧基镁
Kg Per T Pe0.109
kg/h4.1
万吨/年0.0328
说明自配催化剂时使用
Z501 催化剂
Kg Per T Pe0.055
kg/h2.063
万吨/年0.01265
说明以年产 23 万吨管材料 HM CRP100N 计
20% NaOH
Kg Per T Pe1.92
kg/h72
万吨/年0.576
添加剂
Kg Per T Pe3.5~4.6
kg/h131.25~172.5
万吨/年1.05~1.38
说明牌号不同差异较大
产品
  • • 名称：HDPE 粒料（24 种牌号）
    • kg/h：37200~37500
    • 万吨/年：300.0
    • 说明：按牌号略有差异：注塑料 HC-7260 37400、管材料 HMCRP100N 37200、膜料 HM9455F1 37200、小中空 HF4760 37300、拉丝料 HF7750S 37500、膜料 HM9450F 37200；单线年产 30 万吨，设计年运转 8000 小时
Typical Product Scheme Kt Year
牌号万吨/年催化剂说明
HC726045.0THE
HF7750M45.0THE
HF7750S / HD7255规程未明示具体年产量
HF476020.0BCE-H100
HM9455F1 / HM9453F50.0BCE-H100/XY-H2
HM9450F20.0Z509
HMCRP100N（Y）120.0BCE-H100/Z501
副产品
名称kg/h说明
副产蜡（低聚物）150~850装槽车外送；按牌号差异大：注塑料 HC-7260 150、拉丝料 HF7750S 319、小中空 HF4760 350、膜料 HM9450F 600、膜料 HM9455F1 710、管材料 HMCRP100N 850 kg/h
工艺废气约 700 Nm³/h，经尾气压缩机 K-3502A/B/C 送火炬系统
废液排放3000去废水预处理
资料来源：规程物料平衡章节。口径以规程原表为准，未做补全或估算。
05

公用工程与三剂

Utilities & Chemicals
高压蒸汽 4MPa/420℃（t/h）
正常0.713
最大2.26
年耗（t/年）5704
中压蒸汽 1.2MPa/190℃（t/h）
正常10.919
最大25.362
年耗（t/年）87352
低压蒸汽 0.4MPa/215℃（t/h）
正常6.434
最大9.705
年耗（t/年）51472
蒸汽凝液（t/h）
正常-17.635
最大-30
年耗（t/年）-141080
循环冷却水（t/h）
正常6532
最大6740
年耗（t/年）52256000
循环水单耗（t/t PE）174.187
脱盐水（t/h）
正常0.9
最大37.5
年耗（t/年）7200
中压氮气 0.7MPa（Nm³/h）
正常1751
最大8849
年耗（Nm³/年）14008000
仪表风 0.7MPa（Nm³/h）
正常185
最大450
年耗（Nm³/年）1480000
工厂风 0.7MPa（Nm³/h）
正常0
最大870
电（kW）
装机容量10114.2
6 kV6764.4
380 V3145.7
照明204.06
年耗电（kWh）144290620
电单耗（kWh/t PE）480.97
化学品（kg/年）
名称用量说明
烷基铝（催化剂制备）0.5
烷基铝（聚合）36
四氯化钛131.2自配催化剂时使用
乙氧基镁32.8自配催化剂时使用
Z501 催化剂12.65以年产 23 万吨管材料 HM CRP100N 计
己烷（助剂）3600
NaOH 20%(wt)576
丙烯（一次装填量）3000一次性装填
添加剂1050~1380牌号不同差异较大
资料来源：规程公用工程消耗 / 三剂消耗章节。
06

装置能耗

Energy Consumption
Key
Takeaway
装置单位能耗 192.37 kg 标油/t。设计综合能耗 8054.44 MJ/t PE（192.374 kg 标油/t PE），保证值 200 kg 标油/t PE（保证区间 1825000~2000000 kcal/t PE），计算标准为 SINOPEC 石油化工企业能量消耗计算方法。按规程分项 MJ/t 折算，能耗高度集中在电力：动力电单耗 480.97 kWh/t，折 5694.67 MJ/t，约占总量的 70.7%；其次是中压蒸汽 1.2MPa 0.291 t/t，折 …
Exhibit 6-1 · 单耗构成瀑布图（MJ/t）
单位：MJ/t　│　从左至右逐项累加　│　绿色为回收抵扣项　│　末列为净合计
0
2,314.6
4,629.2
6,943.9
9,258.5
+70.06
高压蒸汽 …
+926.55
中压蒸汽 …
+474.13
低压蒸汽 …
−145.71
蒸汽凝液（…
+729.84
循环冷却水
+2.31
脱盐水
+293.23
中压氮气
+5.77
仪表空气
−0
工厂空气
+5,694.67
动力电
8,050.86
净合计
读图：各项自左向右累加（单位 MJ/t），绿色为回收抵扣项，最终落在净合计 8,050.86。柱子越高代表该项对总量的贡献越大。
计算标准SINOPEC 石油化工企业能量消耗计算方法
总能耗 MJ/t PE8054.44
设计总能耗 kg 标油/t PE192.374
保证总能耗 kg 标油/t PE200
保证能耗 kcal/t PE 区间1825000~2000000
能耗构成（MJ/t PE）
项目单位消耗MJ/t
高压蒸汽 4MPa0.019 t/t70.056
中压蒸汽 1.2MPa0.291 t/t926.548
低压蒸汽 0.4MPa0.172 t/t474.129
蒸汽凝液（回收）-0.470 t/t-145.707
循环冷却水174.187 t/t729.842
脱盐水0.024 t/t2.311
中压氮气46.693 Nm3/t293.234
仪表空气4.933 Nm3/t5.772
工厂空气0.000 Nm3/t0
动力电480.97 kWh/t5694.67
结构说明设计综合能耗 8054.44 MJ/t PE（192.374 kg 标油/t PE），保证值 200 kg 标油/t PE（保证区间 1825000~2000000 kcal/t PE），计算标准为 SINOPEC 石油化工企业能量消耗计算方法。按规程分项 MJ/t 折算，能耗高度集中在电力：动力电单耗 480.97 kWh/t，折 5694.67 MJ/t，约占总量的 70.7%；其次是中压蒸汽 1.2MPa 0.291 t/t，折 926.548 MJ/t（约 11.5%），主要用于己烷蒸发与粉料干燥；循环冷却水 174.187 t/t，折 729.842 MJ/t（约 9.1%）；低压蒸汽 0.4MPa 0.172 t/t，折 474.129 MJ/t（约 5.9%）；中压氮气 46.693 Nm3/t，折 293.234 MJ/t（约 3.6%）。蒸汽凝液回收 -0.470 t/t，折 -145.707 MJ/t（抵扣约 1.8%）。蒸汽（高/中/低压合计）与电力两项合计约占九成，是装置能耗的主要构成。
资料来源：规程能耗计算章节。计算标准见规程原文。
07

装置关联

Unit Interconnections
Key
Takeaway
上游 4 项，下游 4 项。上游断料即本装置降负荷或停工。

上游进料 · 4 项

乙烯装置
物料：聚合级乙烯 30.29 万吨/年　输送方式：管线
MTBE/丁烯-1 装置
物料：1-丁烯 0.30 万吨/年　输送方式：管线
氢气管网
物料：氢气 0.026 万吨/年　输送方式：管线
己烷/烷基铝/四氯化钛/Z501 催化剂（外购）
物料：己烷 3600 t/年 + 烷基铝 36.5 t/年 + TiCl4 131.2 t/年 + 乙氧基镁 32.8 t/年 + Z501 12　输送方式：罐区
高密度聚乙烯（HDPE）
化工二部

下游去向 · 4 项

颗粒储存 + 包装出厂
物料：HDPE 粒料 30 万吨/年（24 种牌号）　输送方式：皮带/料仓
罐区
物料：蜡产品（装槽车）　输送方式：管线/槽车
乙烯装置
物料：1-丁烯尾气（裂解气压缩机 K-3501A/B 返回）　输送方式：管线
火炬系统
物料：装置工艺废气（尾气压缩机 K-3502A/B/C）　输送方式：管线
装置内循环
  • 母液经母液收集罐 V-2101 → 母液罐 T-4102 → 己烷精制单元循环使用
  • 己烷经己烷蒸馏塔 C-3101 + 吸附塔 C-3102A/B/C + 母液罐 T-4102 精制后循环
  • 吸附塔 C-3102A/B/C 定期用低压蒸汽+氮气+空气混合气再生
  • 吸附塔 C-3103A/B 用电加热氮气 232℃ 再生（脱 3A 分子筛吸附水）
资料来源：规程上下游关联章节。
08

行业技术特点

Industry Position
规模等级国内大型 HDPE 装置（30 万吨/年单线）
装置类型低压淤浆法（Hostalen ACP 工艺，Ziegler-Natta 钛系催化剂）
设计单位中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院（EPC 总承包）
技术许可方
  • 德国 Lyondellbasell 公司 Hostalen 专利技术
  • 德国科培隆 WP 公司 ZSK350 挤出造粒技术
关键技术
  • Hostalen 低压淤浆法（高科技淤浆层叠技术，可生产单峰和双峰 HDPE）
  • Ziegler-Natta 钛系催化剂（活性高、稳定性好、质量易控制）
  • Z501 改性催化剂 + Z509、THE、THT、THB、BCE-H100、XY-H2 多系列催化剂
  • 双反应器 R-1201/R-1202（串联/并联灵活切换，操作形式灵活，过渡料少）
  • 反应器 5+1 阶搅拌桨
  • 乙烯单程转化率 ≥99%（含后反应器 R-1204）
  • 三乙基铝（TEAL）/异戊二烯基铝（IPRA）活化剂分罐储存和稀释至 10%wt
  • 流化床干燥（两腔间压差推动粉料，循环氮气闭路）+ 粉料净化（高温含湿氮气失活催化剂）
  • 膜分离系统 A-2301 回收纯净氮气循环利用
  • ZSK350 双螺杆混炼挤出机（41.5 t/h）+ PR50-6 齿轮泵 + UG550 水下切粒机（48 t/h）
  • 颗粒掺混料仓：6 根贴壁掺混管沿料仓壁均匀间隔分布，外循环量 15% 料仓容量
  • 己烷精制：己烷蒸馏塔 C-3101 + 吸附塔 C-3102A/B/C（无固定形态硅铝酸盐物理吸附脱水脱氧）
  • 1-丁烯回收：用 -17℃ 低温己烷将气相 1-丁烯冷凝回收
历次检修
  • 2018-06 新增并投用己烷蒸发系统备台 V-3101B、E-3102B，消除 E-3102 泄漏导致的己烷水含量高问题
环保合规乙烯单程转化率 ≥99%；综合能耗 192.374 kg 标油/t PE（设计值），200 kg 标油/t PE（专利商保证值）；可生产 24 种牌号 HDPE
资料来源：规程装置概况 / 技术特点章节。
09

财务关注点

Financial Focus
加工能力
30万吨/年 HDPE（单线）
SRC 规程 1.1.1
原料乙烯
30.29万吨/年（1015 kg/t PE）
SRC 规程 1.2.7.1
原料 1-丁烯
0.298万吨/年（9.933 kg/t PE）
SRC 规程 1.2.7.1
原料氢气
0.026万吨/年（0.86 kg/t PE）
SRC 规程 1.2.7.1
原料己烷
0.36万吨/年（12 kg/t PE）
SRC 规程 1.2.7.1
Z501 催化剂
12.65t/年（55 g/t PE）
SRC 规程 1.2.7.1
单位能耗（设计值）
192.374kg 标油/t PE
SRC 规程 1.2.7.2
单位能耗（保证值）
200kg 标油/t PE（专利商保证值）
SRC 规程 1.2.7.2
电合计
10114.2kW（装机容量，6kV/380V 合计）
SRC 规程 1.2.7.3
主要产品产量
HDPE 粒料 30 万吨/年（24 种牌号，典型 6 个）
SRC 规程 1.3.1
副产品量
蜡产品（装槽车）+ 1-丁烯尾气（返回乙烯）+ 己烷循环使用
SRC 规程 1.1.3.3
三剂年消耗
烷基铝 36.5 t/年 + TiCl4 131.2 t/年 + 乙氧基镁 32.8 t/年 + 添加剂 1050~13…
烷基铝 36.5 t/年 + TiCl4 131.2 t/年 + 乙氧基镁 32.8 t/年 + 添加剂 1050~1380 t/年
SRC 规程 1.2.7.1
行业对标
国内大型 HDPE 装置（30 万吨级，Hostalen 工艺）
Note · 核算口径提示
1. 数据边界：本页所有数据均摘自规程原文，未做估算、外推或行业平均值填补。 缺失字段标注为「待补充」。
2. 口径一致性：物料量为规程设计值 / 典型工况值，非实际核算数据， 用于学习与量级判断。
3. 检修与折旧：涉及大修周期的装置，费用计提须按实际周期平滑， 避免年度间大幅波动。