1. 乙烯裝置(zhi)工藝的技術(shu)發展
乙(yi)烯(xi)（Ethylene或者(zhe)Ethene）是石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)化工(gong)的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)基礎原料，乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)(zhi)(zhi)是石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)化工(gong)生產(chan)(chan)有(you)機原料的(de)(de)基礎，是石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)化工(gong)的(de)(de)龍頭，它的(de)(de)規模、產(chan)(chan)量(liang)、技術，標志著一個國家的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)化學工(gong)業的(de)(de)發(fa)展水平(ping)。乙(yi)烯(xi)生產(chan)(chan)裝置(zhi)(zhi)(zhi)起源于1940年(nian)，美孚公(gong)司建(jian)成(cheng)了(le)第一套以煉廠(chang)氣(qi)為(wei)原料的(de)(de)乙(yi)烯(xi)生產(chan)(chan)裝置(zhi)(zhi)(zhi)，開創了(le)以乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)中心的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)油(you)(you)化工(gong)歷史，目前(qian)世界上乙(yi)烯(xi)生產(chan)(chan)的(de)(de)主要(yao)(yao)技術是管式爐蒸汽熱裂解和深冷分離流程。
乙烯裝置主要由裂解(jie)(jie)和(he)分(fen)離(li)(li)兩部分(fen)組成(cheng)。管式裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)可(ke)以分(fen)為(wei)魯姆斯(si)(si)裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)、斯(si)(si)通-韋伯斯(si)(si)特裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)、凱洛格(ge)裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)、三菱(ling)油化裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)、福斯(si)(si)特-惠勒(le)裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)和(he)西拉斯(si)(si)裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)等。分(fen)離(li)(li)部分(fen)根據分(fen)離(li)(li)形式可(ke)以分(fen)為(wei)順(shun)序(xu)分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)、前端(duan)脫乙烷、前端(duan)脫丙烷和(he)漸進分(fen)離(li)(li)流程。
2. 乙烯(xi)裝置(zhi)工藝流程簡介
乙(yi)烯(xi)裝置的(de)基本組成單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為：裂(lie)解(jie)(jie)爐單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急冷單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂(lie)解(jie)(jie)氣壓縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷分離單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)乙(yi)烷(wan)與(yu)乙(yi)烯(xi)精(jing)制單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙(yi)烯(xi)產品外(wai)送單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)與(yu)丙(bing)烯(xi)精(jing)制單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、火炬單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、制冷壓縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和污水處理單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作用介紹如(ru)下。
①. 裂(lie)解爐單元。原料油與(yu)稀釋蒸汽按比例(li)混合，進入裂(lie)解爐發生高(gao)溫斷(duan)鏈反(fan)應，生成氫氣、甲(jia)烷、乙(yi)烯(xi)丙烯(xi)、碳四等目的產物，同時副產超高(gao)壓蒸汽，屬高(gao)溫單元。
②. 急冷(leng)單元。裂解氣(qi)在此單元先后經油洗、水洗，溫度降低(di)至40℃，同時將較重組分如渣油、重汽油分離出來。
③. 裂(lie)解(jie)氣壓縮(suo)單元。利用超高壓蒸汽(qi)作動力驅(qu)動汽(qi)輪機將(jiang)裂(lie)解(jie)氣升壓，分離其中較重組成，減少進入冷箱系(xi)統的物(wu)料量，同時將(jiang)裂(lie)解(jie)過(guo)程(cheng)中產(chan)生的酸性氣體用堿中和(he)脫除(chu)。過(guo)程(cheng)中產(chan)生廢堿、含硫污水。
④. 深冷分離單元。將(jiang)壓縮后的裂解(jie)氣干燥(zao)后，依次降(jiang)溫(wen)最終達到氫氣的分離。利用鎳(nie)基催化(hua)劑將(jiang)氫氣中(zhong)的雜質脫除(chu)。
⑤. 脫甲烷單元。進(jin)行甲烷與碳二以上組分的切割(ge)。
⑥. 脫乙(yi)烷與乙(yi)烯精餾單元(yuan)。進行碳二(er)與碳三以上(shang)組分的(de)切割，并將(jiang)碳二(er)在鈀系(xi)催(cui)化劑作用(yong)下選擇加氫，使乙(yi)炔加氫生成乙(yi)烯，分離乙(yi)烯與乙(yi)烷，乙(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙烯(xi)產品外送(song)單元。進行乙烯(xi)儲存和汽化(hua)外送(song)，為下(xia)游裝置提供不同壓(ya)力(li)等(deng)級的氣相乙烯(xi)。
⑧. 脫丙(bing)烷(wan)與丙(bing)烯(xi)(xi)精制單元。進行碳三與碳四以上組分的切(qie)割，并將碳三在催(cui)化(hua)劑作用下選擇加氫，使MAPD加氫生成(cheng)丙(bing)烯(xi)(xi)，分離丙(bing)烯(xi)(xi)與丙(bing)烷(wan)，丙(bing)烯(xi)(xi)送下游(you)加工，丙(bing)烷(wan)循環裂解或外送。
⑨. 脫丁烷單元。進行碳四與(yu)碳五(wu)以上組(zu)分的切割(ge)。
⑩. 脫戊烷(wan)單元。將碳五(wu)(wu)與汽油分(fen)離(li)，碳五(wu)(wu)送制苯抽提。
?. 火炬單(dan)元。提供可燃氣(qi)體安全(quan)排放燃燒或回收，是事故狀態下的(de)安全(quan)防護措施。
?. 制(zhi)冷(leng)(leng)壓(ya)縮單元。為裂解氣順(shun)序(xu)分離提供(gong)不同等級的(de)冷(leng)(leng)劑，是(shi)乙烯裝置的(de)心臟(zang)部位。
?. 污水處(chu)(chu)理(li)單元(yuan)。預處(chu)(chu)理(li)裝置產生的廢堿等(deng)污水，間斷處(chu)(chu)理(li)，有劇毒物料。
順序分離流程如圖5-105所示。
①. 從界區(qu)外來(lai)的HGO、石腦油(you)、加氫尾油(you)原(yuan)料分別儲存在進(jin)料罐，原(yuan)料經過(guo)泵加壓后(hou)(hou)，用急冷水(shui)預(yu)熱(re)送(song)至裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)。經預(yu)熱(re)后(hou)(hou)裂(lie)(lie)解(jie)原(yuan)料進(jin)入裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)對流段(duan)(duan)原(yuan)料預(yu)熱(re)段(duan)(duan)預(yu)熱(re)后(hou)(hou)與稀釋蒸(zheng)汽按比例混合后(hou)(hou)，經裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)混合預(yu)熱(re)段(duan)(duan)預(yu)熱(re)至起(qi)始(shi)反應(ying)溫(wen)度（即橫跨(kua)溫(wen)度），進(jin)入裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)輻射(she)段(duan)(duan)進(jin)行裂(lie)(lie)解(jie)。裂(lie)(lie)解(jie)氣(qi)先進(jin)人廢熱(re)鍋爐(lu)盡快冷卻以防(fang)止二(er)次反應(ying)的發生，并回收裂(lie)(lie)解(jie)氣(qi)的顯熱(re)，然后(hou)(hou)進(jin)入急冷器(qi)用急冷油(you)進(jin)一(yi)步冷卻后(hou)(hou)送(song)入汽油(you)分餾(liu)塔。
②. 裂解(jie)氣在汽油分(fen)餾塔(ta)中用循(xun)環急冷(leng)油進一步(bu)冷(leng)卻，重組分(fen)通過塔(ta)釜采(cai)出(chu)作(zuo)為(wei)裂解(jie)燃料油（PFO）產(chan)品，較輕的組分(fen)通過側線采(cai)出(chu)作(zuo)為(wei)裂解(jie)柴油（PGO）產(chan)品，裂解(jie)汽油和更輕的組分(fen)在塔(ta)頂(ding)以氣相(xiang)采(cai)出(chu)。急冷(leng)油帶(dai)走的熱量經過稀釋蒸(zheng)汽發生系統、工藝水(shui)汽提塔(ta)再沸器(qi)、對去工藝水(shui)汽提塔(ta)及稀釋蒸(zheng)汽發生器(qi)的工藝水(shui)加熱進行回收。
③. 急冷(leng)水塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂(ding)汽(qi)相經(jing)(jing)帶有(you)段(duan)(duan)間(jian)冷(leng)卻(que)和(he)分離(li)的五(wu)段(duan)(duan)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓(ya)縮機壓(ya)縮。裂(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓(ya)縮機五(wu)段(duan)(duan)出口裂(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)經(jing)(jing)冷(leng)卻(que)水、丙(bing)烯冷(leng)劑和(he)脫乙(yi)烷(wan)塔(ta)(ta)進(jin)(jin)料激冷(leng)后進(jin)(jin)入裂(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)干燥器(qi)。過程中分離(li)的汽(qi)油送出界區，凝液汽(qi)提塔(ta)(ta)釜出料送至脫丙(bing)烷(wan)系統(tong)。在(zai)三段(duan)(duan)和(he)四段(duan)(duan)之間(jian)，裂(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)經(jing)(jing)過堿洗除去H2S和(he)CO2。
④. 裂解(jie)氣經(jing)過脫水干燥，進入冷(leng)箱，依次經(jing)丙烯冷(leng)劑、乙(yi)烯冷(leng)劑、甲烷節(jie)流降(jiang)溫(wen)(wen)冷(leng)凝分離(li)(li)，最終氣相降(jiang)溫(wen)(wen)至-165℃從低壓甲烷中分離(li)(li)出(chu)氫氣，氫氣經(jing)甲烷化(hua)精(jing)制后提供給乙(yi)炔、丙炔加氫用(yong)。
⑤. 低壓脫甲(jia)烷(wan)(wan)塔接收深冷(leng)分(fen)離單元(yuan)來的(de)各(ge)股液體進(jin)(jin)料(liao)，塔頂用二(er)元(yuan)冷(leng)劑部分(fen)冷(leng)凝，分(fen)離出的(de)高壓甲(jia)烷(wan)(wan)產品在(zai)冷(leng)箱中回收冷(leng)量后去(qu)再(zai)生氣、燃(ran)料(liao)氣系(xi)(xi)統(tong)，中壓甲(jia)烷(wan)(wan)產品去(qu)燃(ran)料(liao)氣系(xi)(xi)統(tong)。塔釜物料(liao)經塔釜泵加壓后依(yi)次經回收冷(leng)量至作(zuo)為(wei)脫乙烷(wan)(wan)塔進(jin)(jin)料(liao)。塔釜再(zai)沸器用-37℃裂解氣和二(er)元(yuan)冷(leng)劑作(zuo)為(wei)熱源(yuan)。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)(yi)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)進(jin)行(xing)碳二與碳三以上組分(fen)的(de)切割分(fen)離(li)。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)再(zai)沸(fei)器(qi)(qi)采用來至急冷(leng)水塔(ta)(ta)(ta)的(de)急冷(leng)水加熱，釜(fu)液經(jing)冷(leng)卻(que)(que)水換熱器(qi)(qi)和脫(tuo)砷(shen)反應器(qi)(qi)去(qu)高(gao)壓脫(tuo)丙烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)體(ti)經(jing)-24℃丙烯(xi)(xi)冷(leng)劑部分(fen)冷(leng)凝，氣(qi)體(ti)去(qu)乙(yi)(yi)炔(gui)轉(zhuan)化器(qi)(qi)。加氫(qing)后的(de)氣(qi)體(ti)經(jing)冷(leng)卻(que)(que)后經(jing)綠油吸收塔(ta)(ta)(ta)、乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)干燥器(qi)(qi)進(jin)入乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)精餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)，由側線采出液態乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產品(pin)送(song)入乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產品(pin)儲罐，塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)乙(yi)(yi)烷(wan)循環裂解(jie)。
⑦. 乙烯(xi)產(chan)品(pin)經乙烯(xi)泵送出，用(yong)氣體丙(bing)烯(xi)加(jia)熱蒸(zheng)發、液體丙(bing)烯(xi)過熱，然后以氣相產(chan)品(pin)送出界區。
⑧. 脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)系統采用(yong)(yong)雙塔(ta)脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷，一個(ge)(ge)加(jia)(jia)氫催化劑(ji)的高壓(ya)脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)和一個(ge)(ge)低壓(ya)脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)組(zu)成(cheng)。首先經過(guo)碳三(san)脫(tuo)(tuo)砷保護床脫(tuo)(tuo)除砷。而后用(yong)(yong)干燥后的氫氣進(jin)入在塔(ta)上部的催化劑(ji)床層中與碳三(san)中的MAPD反應，將甲基乙炔和丙(bing)(bing)二烯(xi)加(jia)(jia)氫為丙(bing)(bing)烯(xi)。將碳三(san)餾分(fen)精(jing)制(zhi)分(fen)離(li)，聚合級(ji)丙(bing)(bing)烯(xi)產品液(ye)相(xiang)送出，丙(bing)(bing)烷循環裂解或作為液(ye)化氣外送。低壓(ya)塔(ta)釜(fu)將碳四以上餾分(fen)送至脫(tuo)(tuo)丁烷塔(ta)。
⑨. 脫丁烷(wan)塔(ta)(ta)系統采用兩個(ge)并聯的塔(ta)(ta)操(cao)作，塔(ta)(ta)頂物料一(yi)(yi)部(bu)分作回流，一(yi)(yi)部(bu)分作為碳(tan)(tan)四產品送出(chu)界(jie)區(qu)。塔(ta)(ta)釜(fu)物料一(yi)(yi)部(bu)分去脫戊烷(wan)塔(ta)(ta)，另一(yi)(yi)部(bu)分直接作為裂解汽(qi)油(you)送出(chu)界(jie)區(qu)。脫丁烷(wan)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)釜(fu)來的物料進入脫戊烷(wan)塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂氣相經冷凝后作為碳(tan)(tan)五產品送出(chu)界(jie)區(qu)。塔(ta)(ta)釜(fu)液則作為裂解汽(qi)油(you)送至(zhi)界(jie)區(qu)。
⑩. 火(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統(tong)分(fen)為第一火(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統(tong)、第二火(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統(tong)和火(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣回(hui)(hui)收(shou)(shou)系統(tong)。用以將正常時(shi)的低(di)壓(ya)甲烷排放(fang)(fang)和無組織泄漏(lou)物安全燃(ran)燒(shao)，并(bing)將工(gong)藝紊(wen)亂時(shi)的安全排放(fang)(fang)燃(ran)燒(shao)。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)頭(tou)上有三股中壓(ya)蒸(zheng)汽，其目的是為了保(bao)護火(huo)(huo)(huo)炬(ju)頭(tou)、消煙和助燃(ran)。在裝置操(cao)作(zuo)穩定，提高排放(fang)(fang)系統(tong)的壓(ya)力(li)，投(tou)用火(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣回(hui)(hui)收(shou)(shou)壓(ya)縮機，回(hui)(hui)收(shou)(shou)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣、燃(ran)料氣系統(tong)。
?. 制冷(leng)壓縮機(ji)由丙(bing)烯(xi)制冷(leng)壓縮機(ji)、乙(yi)烯(xi)制冷(leng)壓縮機(ji)和二元(yuan)制冷(leng)壓縮機(ji)構成，其中乙(yi)烯(xi)機(ji)和丙(bing)烯(xi)機(ji)構成復(fu)疊式制冷(leng)，為分離過程中裂解氣等(deng)提供(gong)多種等(deng)級的冷(leng)劑。本(ben)單元(yuan)是乙(yi)烯(xi)裝置的心臟，一旦(dan)停車(che)，系統(tong)無法正常運(yun)行。
?. 將裂解氣壓縮單元中堿洗的廢堿和(he)含(han)硫污(wu)水利用二(er)氧化碳中和(he)處理，使之合格(ge)排放，減少環境污(wu)染(ran)。
3. 在國(guo)外執行(xing)的某工程乙烯裝(zhuang)置(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)典型實例（圖(tu)5-106）
圖5-106 在國外執行的某(mou)工(gong)程乙烯裝置(zhi)布置(zhi)典型(xing)實例
