一(yi)、裝置簡介

  我(wo)國乙(yi)(yi)烯工業起步于20世紀(ji)60年(nian)代，最早是1964年(nian)從原聯邦德國引進(jin)的(de)魯奇公(gong)司(si)的(de)原油裂解技術及年(nian)產(chan)3.6萬(wan)(wan)噸(dun)乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)。20世紀(ji)70年(nian)代先后(hou)建(jian)成了年(nian)產(chan)30萬(wan)(wan)噸(dun)、11.5萬(wan)(wan)噸(dun)和7.3萬(wan)(wan)噸(dun)的(de)三套(tao)乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)，分別(bie)(bie)由日本東(dong)洋工程公(gong)司(si)、三菱油化(hua)(hua)公(gong)司(si)及法國石油研究院和貝西姆(mu)公(gong)司(si)引進(jin)，專利技術分別(bie)(bie)來自美國魯姆(mu)斯公(gong)司(si)、日本三菱油化(hua)(hua)及法國石油研究院。21世紀(ji)后(hou)，年(nian)產(chan)百(bai)萬(wan)(wan)噸(dun)的(de)乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)在我(wo)國大量建(jian)成投產(chan)。煉(lian)化(hua)(hua)一體化(hua)(hua)工廠原料互供示(shi)意圖見圖2.12。

  現以裂(lie)解(jie)技術(shu)為主體對乙烯(xi)裝置進行簡(jian)單介紹。根據裂(lie)解(jie)方式的(de)(de)不同(tong)，乙烯(xi)生產分(fen)(fen)(fen)為管式爐裂(lie)解(jie)法(fa)(fa)、催化(hua)裂(lie)解(jie)法(fa)(fa)、部分(fen)(fen)(fen)氧化(hua)法(fa)(fa)和熱載體裂(lie)解(jie)法(fa)(fa)等。但(dan)任何裂(lie)解(jie)法(fa)(fa)得(de)到(dao)的(de)(de)裂(lie)解(jie)氣都是(shi)混(hun)合物(wu)，需(xu)要分(fen)(fen)(fen)離(li)才能得(de)到(dao)純凈(jing)的(de)(de)烯(xi)烴(jing)產品。通過混(hun)合物(wu)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)制取烯(xi)烴(jing)、芳烴(jing)的(de)(de)方法(fa)(fa)主要有三(san)種(zhong)：深冷分(fen)(fen)(fen)離(li)、油吸(xi)(xi)收中冷分(fen)(fen)(fen)離(li)和超吸(xi)(xi)附分(fen)(fen)(fen)離(li)。目前國內(nei)的(de)(de)大部分(fen)(fen)(fen)乙烯(xi)裝置采用的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)技術(shu)都是(shi)深冷分(fen)(fen)(fen)離(li)法(fa)(fa)。基本分(fen)(fen)(fen)離(li)流(liu)程有順序分(fen)(fen)(fen)離(li)、前脫乙烷和前脫丙烷三(san)種(zhong)，采用哪種(zhong)分(fen)(fen)(fen)離(li)流(liu)程與(yu)裂(lie)解(jie)原(yuan)料有關。

  乙烯和丙烯在20世紀70年代，基本上都是由醇類脫水制得。隨著原料乙烯需求量的急劇增加，利用石油產品的熱裂解制作原料乙烯的生產方法成為現代乙烯生產的主要途徑。目前原料乙烯大部分以石油系碳氫化合物或濕天然氣為原料制得。乙烯裂解裝置主要以輕柴油為原料，采用高溫裂解和深冷分離工藝，即用六塔順序分離生產純乙烯、純丙烯、混合C₄等產品。

二、典(dian)型乙烯裂解(jie)裝置的工藝及(ji)特點

  典型乙烯(xi)裂解裝置(zhi)的(de)工(gong)藝流程示意圖如圖2.13所(suo)示。

  乙(yi)烯(xi)裂解裝置大致可(ke)以分(fen)為四個部(bu)分(fen)，即裂解系(xi)統(tong)、壓(ya)縮及干燥(zao)系(xi)統(tong)、乙(yi)烯(xi)分(fen)離(li)系(xi)統(tong)和丙(bing)烯(xi)分(fen)離(li)系(xi)統(tong)。

1. 裂解系統(tong) 

   裂解(jie)(jie)系統(tong)是(shi)指裂解(jie)(jie)爐區及高(gao)壓(ya)蒸(zheng)汽發生系統(tong)，其工藝流程示(shi)意圖如(ru)圖2.14所示(shi)。

   原料輕柴油經急冷水、急冷油兩級換熱，預熱后加入適量的稀釋蒸汽送入輕柴油裂解爐對流段。在對流段被加熱后進入輻射段加熱，至770～800℃并完成裂解反應。由乙烯精餾塔釜返回的循環乙烷經回收冷流量氣化后，按比例加入稀釋蒸汽并注入少量CS₂送入乙烷裂解爐，在對流段被預熱后進入輻射段，在輻射段加熱到800～863℃進行裂解反應。

   輕(qing)柴油(you)和乙(yi)烷(wan)經加(jia)熱(re)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)得到乙(yi)烯、丙烯、丁(ding)二烯及(ji)其他副(fu)產(chan)品混(hun)合(he)的(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣。裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣由裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)出(chu)來后直接(jie)進入(ru)(ru)廢(fei)熱(re)鍋(guo)爐(lu)，迅速冷(leng)卻，同時產(chan)生高壓(ya)(ya)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)。由開工(gong)鍋(guo)爐(lu)給水(shui)(shui)泵過(guo)來的(de)高壓(ya)(ya)鍋(guo)爐(lu)給水(shui)(shui)經蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)過(guo)熱(re)爐(lu)、裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)對流(liu)段加(jia)熱(re)后，進入(ru)(ru)廢(fei)熱(re)鍋(guo)爐(lu)汽(qi)包，產(chan)生的(de)高壓(ya)(ya)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)再經蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)過(guo)熱(re)爐(lu)過(guo)熱(re)至520℃后送入(ru)(ru)透(tou)平和工(gong)藝設備。混(hun)合(he)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣進入(ru)(ru)急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)進行冷(leng)卻。之(zhi)后又經過(guo)油(you)氣塔(ta)(ta)(ta)、水(shui)(shui)洗塔(ta)(ta)(ta)進一步(bu)冷(leng)卻。水(shui)(shui)洗塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)部(bu)出(chu)來的(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣被(bei)送入(ru)(ru)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣壓(ya)(ya)縮機進行壓(ya)(ya)縮。油(you)氣塔(ta)(ta)(ta)和水(shui)(shui)洗塔(ta)(ta)(ta)底部(bu)分(fen)別獲得裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)焦油(you)和裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)汽(qi)油(you)。

2. 壓縮及干燥系統 

   裂(lie)(lie)解(jie)氣(qi)進入(ru)五(wu)段(duan)離(li)(li)心式裂(lie)(lie)解(jie)氣(qi)壓縮(suo)機，在三段(duan)出口至四段(duan)入(ru)口間進入(ru)堿洗塔，經(jing)堿洗脫除(chu)硫化氫和二氧化碳。經(jing)三段(duan)堿洗和一段(duan)水洗后的(de)裂(lie)(lie)解(jie)氣(qi)送入(ru)四段(duan)、五(wu)段(duan)壓縮(suo)，送入(ru)分離(li)(li)部(bu)分，以便在較(jiao)高的(de)壓力下進行深冷分離(li)(li)。經(jing)過壓縮(suo)后的(de)裂(lie)(lie)解(jie)氣(qi)首先(xian)進入(ru)干燥器進行干燥，然后進入(ru)乙烯分離(li)(li)系統。

3. 乙(yi)烯(xi)分離系統 

   干燥后的裂解氣進入高壓脫乙烷塔進行C₂/C₃分離，C₂經過加氫、冷卻分離出氫氣，然后進入脫甲烷塔進行甲烷脫除。脫除甲烷后的C₂進入乙烯精餾塔獲得乙烯產品。乙烯產品在送出裝置前先進行5級壓縮。壓縮后的乙烯可以氣相產品送出裝置。壓縮乙烯也可以進行制冷，一方面為脫甲烷塔等提供制冷劑，另一方面可作為液體乙烯產品送出裝置。

4. 丙烯分離(li)系統 

   從高壓脫乙烷塔底部出來的C₃被送至低壓脫乙烷塔作進一步分離。塔底出來的C₃被送入脫丙烷塔進行C₃/C₄分離。脫丙烷塔頂出來的C₃，進入C₃加氫系統，然后送至丙烯精餾塔獲得丙烯產品。脫丙烷塔底出來的C₄/C₅ 物料進入脫丁烷塔進行C₄/C₅分離。從丙烯精餾塔出來的丙烯進入加工三段壓縮機壓縮，以液體丙烯作為產品送出裝置。

三、乙烯裂解裝置(zhi)的工藝特點

  裂解系統溫度較高，裂解氣中含有氫氣、硫化氫和二氧化碳等腐蝕性介質，裂解部分的廢熱蒸汽系統為高溫高壓工況，C₂分離系統為超低溫（-101℃及以下）工況，C3分離系統為低溫（-46℃及以下）介質工況。裝置中的典型介質有氫氣、二氧化碳、乙烯、丙烯和高壓蒸汽等。

四、乙烯裂解裝置的配管(guan)設計(ji)

  主要是對裂解爐、塔(ta)、換熱(re)器、罐(guan)、泵、壓縮機等設(she)備的(de)配(pei)管設(she)計。