一、裝(zhuang)置簡介

  我(wo)國(guo)(guo)乙(yi)(yi)烯(xi)工(gong)業(ye)起(qi)步(bu)于20世紀60年代(dai)，最早是1964年從原(yuan)聯邦德國(guo)(guo)引進(jin)的魯奇公(gong)司的原(yuan)油裂解技術及年產(chan)3.6萬(wan)噸(dun)乙(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)。20世紀70年代(dai)先(xian)后(hou)建成了年產(chan)30萬(wan)噸(dun)、11.5萬(wan)噸(dun)和(he)7.3萬(wan)噸(dun)的三套乙(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)，分別由日本東洋工(gong)程公(gong)司、三菱油化(hua)(hua)公(gong)司及法國(guo)(guo)石(shi)油研究院和(he)貝西(xi)姆(mu)公(gong)司引進(jin)，專利(li)技術分別來自美(mei)國(guo)(guo)魯姆(mu)斯公(gong)司、日本三菱油化(hua)(hua)及法國(guo)(guo)石(shi)油研究院。21世紀后(hou)，年產(chan)百萬(wan)噸(dun)的乙(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)在(zai)我(wo)國(guo)(guo)大量建成投(tou)產(chan)。煉化(hua)(hua)一體化(hua)(hua)工(gong)廠原(yuan)料互供(gong)示(shi)意圖見圖2.12。

  現以(yi)裂(lie)解(jie)(jie)技(ji)術為主體對乙(yi)烯裝(zhuang)置進行(xing)簡(jian)單介紹。根據裂(lie)解(jie)(jie)方(fang)式的(de)不同(tong)，乙(yi)烯生產分(fen)(fen)為管式爐裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)、催化(hua)裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)、部分(fen)(fen)氧化(hua)法(fa)和(he)熱載體裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)等。但(dan)任(ren)何裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)得到的(de)裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)都是(shi)混合物(wu)，需要(yao)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)才能得到純凈的(de)烯烴(jing)(jing)產品。通過混合物(wu)的(de)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)制取烯烴(jing)(jing)、芳烴(jing)(jing)的(de)方(fang)法(fa)主要(yao)有三種(zhong)：深冷(leng)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)、油吸(xi)收中冷(leng)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)和(he)超吸(xi)附(fu)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)。目前(qian)國內的(de)大(da)部分(fen)(fen)乙(yi)烯裝(zhuang)置采用的(de)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)技(ji)術都是(shi)深冷(leng)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)法(fa)。基本分(fen)(fen)離(li)(li)(li)流程(cheng)有順序分(fen)(fen)離(li)(li)(li)、前(qian)脫乙(yi)烷和(he)前(qian)脫丙(bing)烷三種(zhong)，采用哪種(zhong)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)流程(cheng)與(yu)裂(lie)解(jie)(jie)原料有關。

  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、典型(xing)乙烯裂解裝置(zhi)的(de)工藝及特(te)點

  典型(xing)乙烯裂解裝置(zhi)的(de)工藝流(liu)程示意(yi)圖如圖2.13所(suo)示。

  乙(yi)烯(xi)裂(lie)解裝置大致可以分(fen)(fen)為四個部分(fen)(fen)，即裂(lie)解系統(tong)(tong)、壓(ya)縮及干燥系統(tong)(tong)、乙(yi)烯(xi)分(fen)(fen)離系統(tong)(tong)和丙烯(xi)分(fen)(fen)離系統(tong)(tong)。

1. 裂解系(xi)統 

   裂解系(xi)統是指(zhi)裂解爐區及高(gao)壓蒸(zheng)汽發生系(xi)統，其工藝流(liu)程示意圖如圖2.14所示。

   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。

   輕柴油(you)和(he)乙烷經(jing)加(jia)熱(re)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)得(de)到乙烯(xi)、丙烯(xi)、丁(ding)二烯(xi)及其(qi)他副產品混合的(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣。裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣由裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)爐(lu)(lu)出(chu)來(lai)后(hou)直接進(jin)入(ru)(ru)(ru)廢熱(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)，迅速冷卻(que)，同時產生(sheng)(sheng)高壓(ya)蒸汽。由開工鍋(guo)爐(lu)(lu)給水泵過(guo)來(lai)的(de)高壓(ya)鍋(guo)爐(lu)(lu)給水經(jing)蒸汽過(guo)熱(re)爐(lu)(lu)、裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)爐(lu)(lu)對(dui)流(liu)段加(jia)熱(re)后(hou)，進(jin)入(ru)(ru)(ru)廢熱(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)汽包，產生(sheng)(sheng)的(de)高壓(ya)蒸汽再經(jing)蒸汽過(guo)熱(re)爐(lu)(lu)過(guo)熱(re)至(zhi)520℃后(hou)送入(ru)(ru)(ru)透平和(he)工藝(yi)設備。混合裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣進(jin)入(ru)(ru)(ru)急冷器，用急冷油(you)進(jin)行冷卻(que)。之后(hou)又經(jing)過(guo)油(you)氣塔(ta)(ta)、水洗塔(ta)(ta)進(jin)一步冷卻(que)。水洗塔(ta)(ta)頂部出(chu)來(lai)的(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣被(bei)送入(ru)(ru)(ru)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣壓(ya)縮(suo)機進(jin)行壓(ya)縮(suo)。油(you)氣塔(ta)(ta)和(he)水洗塔(ta)(ta)底(di)部分別獲得(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)焦油(you)和(he)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)汽油(you)。

2. 壓縮(suo)及(ji)干(gan)燥系統 

   裂解氣(qi)(qi)進入(ru)(ru)(ru)(ru)五(wu)段(duan)(duan)(duan)離(li)心式裂解氣(qi)(qi)壓縮(suo)(suo)機，在(zai)三(san)段(duan)(duan)(duan)出口至四段(duan)(duan)(duan)入(ru)(ru)(ru)(ru)口間(jian)進入(ru)(ru)(ru)(ru)堿洗(xi)(xi)塔，經堿洗(xi)(xi)脫除硫化氫和二氧化碳。經三(san)段(duan)(duan)(duan)堿洗(xi)(xi)和一段(duan)(duan)(duan)水洗(xi)(xi)后(hou)的裂解氣(qi)(qi)送入(ru)(ru)(ru)(ru)四段(duan)(duan)(duan)、五(wu)段(duan)(duan)(duan)壓縮(suo)(suo)，送入(ru)(ru)(ru)(ru)分離(li)部分，以(yi)便在(zai)較(jiao)高的壓力下進行深冷分離(li)。經過(guo)壓縮(suo)(suo)后(hou)的裂解氣(qi)(qi)首(shou)先進入(ru)(ru)(ru)(ru)干燥(zao)器進行干燥(zao)，然后(hou)進入(ru)(ru)(ru)(ru)乙(yi)烯分離(li)系統(tong)。

3. 乙烯分離(li)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(yi)烯裂解裝(zhuang)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(jie)裝置的配(pei)管(guan)設計

  主要是對裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮(suo)機等設備的配管設計。