1. 乙烯裝置(zhi)工(gong)藝的技術發展
乙(yi)烯（Ethylene或(huo)者Ethene）是(shi)石(shi)油(you)(you)化工的重要基礎原(yuan)料(liao)，乙(yi)烯裝(zhuang)置是(shi)石(shi)油(you)(you)化工生產(chan)有機原(yuan)料(liao)的基礎，是(shi)石(shi)油(you)(you)化工的龍頭，它的規模、產(chan)量、技(ji)(ji)術，標志著一個國家的石(shi)油(you)(you)化學工業的發展水平。乙(yi)烯生產(chan)裝(zhuang)置起源(yuan)于(yu)1940年，美孚(fu)公司建成了(le)第一套以煉廠(chang)氣為原(yuan)料(liao)的乙(yi)烯生產(chan)裝(zhuang)置，開創了(le)以乙(yi)烯裝(zhuang)置為中心的石(shi)油(you)(you)化工歷(li)史(shi)，目前世(shi)界上(shang)乙(yi)烯生產(chan)的主(zhu)要技(ji)(ji)術是(shi)管(guan)式爐蒸汽熱裂(lie)解和深冷分(fen)離流程。
乙烯裝置主(zhu)要由裂(lie)(lie)解(jie)和分(fen)離兩部分(fen)組成。管式裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)(fa)可以分(fen)為魯姆斯裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)(fa)、斯通(tong)-韋伯斯特裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)(fa)、凱洛(luo)格裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)(fa)、三菱(ling)油(you)化裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)(fa)、福斯特-惠勒(le)裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)(fa)和西拉斯裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)(fa)等。分(fen)離部分(fen)根據(ju)分(fen)離形式可以分(fen)為順序分(fen)離法(fa)(fa)(fa)、前端脫(tuo)乙烷、前端脫(tuo)丙烷和漸(jian)進分(fen)離流程(cheng)。
2. 乙烯裝置工藝流程簡(jian)介
乙烯(xi)(xi)裝(zhuang)置的基本組成單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為：裂解爐(lu)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急冷(leng)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂解氣壓縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷(leng)分離單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)甲烷(wan)(wan)(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)乙烷(wan)(wan)(wan)與(yu)乙烯(xi)(xi)精(jing)制單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙烯(xi)(xi)產品外送單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)(wan)(wan)與(yu)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)精(jing)制單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁烷(wan)(wan)(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)戊烷(wan)(wan)(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、火(huo)炬單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、制冷(leng)壓縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和(he)污水處理單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作(zuo)用介紹如下。
①. 裂解爐(lu)單元。原料油與(yu)稀釋(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)按比例(li)混合，進(jin)入裂解爐(lu)發(fa)生高(gao)溫斷(duan)鏈反應，生成氫氣(qi)、甲(jia)烷、乙烯丙烯、碳四等目的產物(wu)，同時副產超高(gao)壓蒸(zheng)(zheng)汽(qi)，屬高(gao)溫單元。
②. 急(ji)冷單元(yuan)。裂解氣(qi)在此單元(yuan)先后經油(you)洗(xi)、水(shui)洗(xi)，溫度降低至40℃，同時(shi)將較重組分(fen)如渣油(you)、重汽油(you)分(fen)離出(chu)來。
③. 裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣壓(ya)縮單元。利用超高壓(ya)蒸汽作(zuo)動力(li)驅動汽輪機(ji)將裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣升(sheng)壓(ya)，分離其中(zhong)(zhong)較重組成，減少(shao)進入冷箱系統的物(wu)料量，同時(shi)將裂(lie)(lie)解(jie)(jie)過程中(zhong)(zhong)產生(sheng)的酸性氣體(ti)用堿中(zhong)(zhong)和脫除(chu)。過程中(zhong)(zhong)產生(sheng)廢(fei)堿、含硫污水(shui)。
④. 深冷(leng)分(fen)離單元(yuan)。將壓縮后的(de)裂(lie)解氣(qi)干燥后，依次降溫最終達到氫氣(qi)的(de)分(fen)離。利(li)用鎳基(ji)催化劑將氫氣(qi)中(zhong)的(de)雜(za)質脫除(chu)。
⑤. 脫(tuo)甲烷單元(yuan)。進行甲烷與碳二以上(shang)組分的切(qie)割。
⑥. 脫乙(yi)烷(wan)與(yu)乙(yi)烯精餾(liu)單元。進(jin)行碳二(er)與(yu)碳三以上組(zu)分的切(qie)割，并將(jiang)碳二(er)在鈀系催化劑作用下選擇加(jia)(jia)氫(qing)(qing)，使乙(yi)炔(gui)加(jia)(jia)氫(qing)(qing)生成乙(yi)烯，分離乙(yi)烯與(yu)乙(yi)烷(wan)，乙(yi)烷(wan)循環裂解。
⑦. 乙(yi)烯(xi)(xi)產品外送(song)單元(yuan)。進行乙(yi)烯(xi)(xi)儲存和汽化外送(song)，為(wei)下游裝(zhuang)置提(ti)供不(bu)同壓力等(deng)級的(de)氣相乙(yi)烯(xi)(xi)。
⑧. 脫丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)與丙(bing)(bing)(bing)烯精制單元。進行碳三與碳四以上組分的切(qie)割，并將碳三在(zai)催化劑作用下(xia)選(xuan)擇加(jia)氫，使MAPD加(jia)氫生(sheng)成丙(bing)(bing)(bing)烯，分離丙(bing)(bing)(bing)烯與丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)，丙(bing)(bing)(bing)烯送下(xia)游加(jia)工，丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)循環裂解或外(wai)送。
⑨. 脫丁烷單元。進行碳四與碳五以(yi)上(shang)組(zu)分的(de)切割。
⑩. 脫戊(wu)烷(wan)單元。將碳(tan)五與(yu)汽油分離，碳(tan)五送制苯抽提。
?. 火炬單元。提供可燃氣體安(an)全排放燃燒或(huo)回收，是(shi)事故狀態下(xia)的安(an)全防護措施(shi)。
?. 制(zhi)冷(leng)壓縮單元。為裂解(jie)氣順序分離(li)提供不同(tong)等級的(de)冷(leng)劑，是乙烯裝置的(de)心臟部(bu)位(wei)。
?. 污水處(chu)理單(dan)元。預處(chu)理裝置產生的廢堿等污水，間斷處(chu)理，有劇毒物料。
順序分離流程如圖5-105所示。
①. 從界區外來的(de)(de)HGO、石(shi)腦油(you)、加(jia)氫尾油(you)原(yuan)料分(fen)別儲存(cun)在進(jin)(jin)料罐，原(yuan)料經過泵加(jia)壓(ya)后(hou)(hou)，用急(ji)冷(leng)水(shui)預熱(re)送至(zhi)裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)。經預熱(re)后(hou)(hou)裂(lie)(lie)解(jie)原(yuan)料進(jin)(jin)入(ru)(ru)裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)對流段(duan)原(yuan)料預熱(re)段(duan)預熱(re)后(hou)(hou)與稀(xi)釋蒸汽(qi)(qi)按比例混合后(hou)(hou)，經裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)混合預熱(re)段(duan)預熱(re)至(zhi)起(qi)始反應(ying)溫(wen)度(du)（即(ji)橫跨溫(wen)度(du)），進(jin)(jin)入(ru)(ru)裂(lie)(lie)解(jie)爐(lu)輻射(she)段(duan)進(jin)(jin)行裂(lie)(lie)解(jie)。裂(lie)(lie)解(jie)氣先進(jin)(jin)人廢熱(re)鍋(guo)爐(lu)盡快冷(leng)卻(que)以防止二(er)次反應(ying)的(de)(de)發生，并回收裂(lie)(lie)解(jie)氣的(de)(de)顯熱(re)，然(ran)后(hou)(hou)進(jin)(jin)入(ru)(ru)急(ji)冷(leng)器用急(ji)冷(leng)油(you)進(jin)(jin)一步(bu)冷(leng)卻(que)后(hou)(hou)送入(ru)(ru)汽(qi)(qi)油(you)分(fen)餾塔(ta)。
②. 裂(lie)(lie)解(jie)氣在汽(qi)油(you)分餾塔(ta)(ta)中用循環急冷(leng)油(you)進一步冷(leng)卻，重(zhong)組分通過塔(ta)(ta)釜采(cai)出作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)裂(lie)(lie)解(jie)燃(ran)料油(you)（PFO）產(chan)品，較輕(qing)的(de)組分通過側線采(cai)出作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)裂(lie)(lie)解(jie)柴油(you)（PGO）產(chan)品，裂(lie)(lie)解(jie)汽(qi)油(you)和更輕(qing)的(de)組分在塔(ta)(ta)頂(ding)以氣相采(cai)出。急冷(leng)油(you)帶走的(de)熱量經過稀釋蒸汽(qi)發生(sheng)系統、工藝水(shui)汽(qi)提塔(ta)(ta)再沸(fei)器、對去工藝水(shui)汽(qi)提塔(ta)(ta)及(ji)稀釋蒸汽(qi)發生(sheng)器的(de)工藝水(shui)加熱進行回收。
③. 急冷水塔(ta)塔(ta)頂汽相經(jing)帶有段(duan)間(jian)冷卻(que)和(he)分(fen)離的五段(duan)裂(lie)解(jie)氣壓縮(suo)機壓縮(suo)。裂(lie)解(jie)氣壓縮(suo)機五段(duan)出(chu)口(kou)裂(lie)解(jie)氣經(jing)冷卻(que)水、丙烯冷劑和(he)脫(tuo)(tuo)乙烷塔(ta)進料(liao)激冷后(hou)進入(ru)裂(lie)解(jie)氣干燥器。過(guo)程中(zhong)分(fen)離的汽油送出(chu)界區，凝液(ye)汽提(ti)塔(ta)釜出(chu)料(liao)送至脫(tuo)(tuo)丙烷系統。在三段(duan)和(he)四(si)段(duan)之間(jian)，裂(lie)解(jie)氣經(jing)過(guo)堿(jian)洗除去H2S和(he)CO2。
④. 裂解氣(qi)經(jing)過脫水干燥，進入冷箱，依次經(jing)丙(bing)烯冷劑、乙烯冷劑、甲烷節流降(jiang)溫冷凝(ning)分離(li)，最(zui)終氣(qi)相(xiang)降(jiang)溫至-165℃從低壓甲烷中分離(li)出(chu)氫(qing)(qing)氣(qi)，氫(qing)(qing)氣(qi)經(jing)甲烷化精(jing)制后提供(gong)給乙炔、丙(bing)炔加(jia)氫(qing)(qing)用(yong)。
⑤. 低壓(ya)脫甲烷(wan)(wan)塔(ta)接(jie)收(shou)深冷(leng)(leng)(leng)分(fen)離單(dan)元(yuan)來(lai)的各(ge)股液體進料(liao)(liao)，塔(ta)頂用二元(yuan)冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)部分(fen)冷(leng)(leng)(leng)凝，分(fen)離出的高壓(ya)甲烷(wan)(wan)產品在冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)中(zhong)回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)(leng)量后去再生氣、燃料(liao)(liao)氣系統(tong)，中(zhong)壓(ya)甲烷(wan)(wan)產品去燃料(liao)(liao)氣系統(tong)。塔(ta)釜(fu)物料(liao)(liao)經(jing)(jing)塔(ta)釜(fu)泵加壓(ya)后依次經(jing)(jing)回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)(leng)量至作(zuo)為脫乙烷(wan)(wan)塔(ta)進料(liao)(liao)。塔(ta)釜(fu)再沸(fei)器(qi)用-37℃裂(lie)解氣和二元(yuan)冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)作(zuo)為熱源。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)(yi)烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)進行碳二(er)與碳三(san)以上組(zu)分(fen)的(de)切割分(fen)離。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)再沸器(qi)采(cai)用(yong)來至急(ji)冷(leng)水(shui)塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)急(ji)冷(leng)水(shui)加(jia)熱，釜(fu)液經冷(leng)卻(que)水(shui)換熱器(qi)和(he)脫(tuo)砷反應器(qi)去高壓(ya)脫(tuo)丙烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂氣(qi)體(ti)經-24℃丙烯(xi)(xi)冷(leng)劑部分(fen)冷(leng)凝，氣(qi)體(ti)去乙(yi)(yi)炔轉化器(qi)。加(jia)氫后的(de)氣(qi)體(ti)經冷(leng)卻(que)后經綠油(you)吸收塔(ta)(ta)(ta)(ta)、乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)干(gan)燥器(qi)進入乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)精餾塔(ta)(ta)(ta)(ta)，由側(ce)線采(cai)出(chu)液態乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產品(pin)送入乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產品(pin)儲罐，塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)乙(yi)(yi)烷循(xun)環裂解(jie)。
⑦. 乙烯(xi)產品經乙烯(xi)泵送出(chu)，用氣體丙烯(xi)加(jia)熱蒸發(fa)、液體丙烯(xi)過熱，然后以氣相產品送出(chu)界(jie)區。
⑧. 脫(tuo)丙(bing)烷(wan)塔(ta)(ta)系統采用(yong)雙塔(ta)(ta)脫(tuo)丙(bing)烷(wan)，一個加(jia)氫催(cui)化劑的高壓(ya)脫(tuo)丙(bing)烷(wan)塔(ta)(ta)和一個低壓(ya)脫(tuo)丙(bing)烷(wan)塔(ta)(ta)組(zu)成。首先經過碳(tan)三(san)脫(tuo)砷保護床(chuang)脫(tuo)除砷。而后(hou)(hou)用(yong)干(gan)燥后(hou)(hou)的氫氣(qi)進(jin)入(ru)在塔(ta)(ta)上(shang)(shang)部(bu)的催(cui)化劑床(chuang)層(ceng)中(zhong)(zhong)與(yu)碳(tan)三(san)中(zhong)(zhong)的MAPD反應，將(jiang)(jiang)甲基乙炔和丙(bing)二(er)烯(xi)加(jia)氫為(wei)丙(bing)烯(xi)。將(jiang)(jiang)碳(tan)三(san)餾(liu)分(fen)精制分(fen)離，聚合級(ji)丙(bing)烯(xi)產品(pin)液相送(song)出，丙(bing)烷(wan)循環裂解或作為(wei)液化氣(qi)外送(song)。低壓(ya)塔(ta)(ta)釜將(jiang)(jiang)碳(tan)四以上(shang)(shang)餾(liu)分(fen)送(song)至脫(tuo)丁烷(wan)塔(ta)(ta)。
⑨. 脫(tuo)丁烷(wan)(wan)塔(ta)系統(tong)采(cai)用兩(liang)個并聯的(de)塔(ta)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)，塔(ta)頂物(wu)料(liao)一部分(fen)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)回流，一部分(fen)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為碳(tan)(tan)四產品(pin)(pin)送(song)出(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)區(qu)(qu)。塔(ta)釜物(wu)料(liao)一部分(fen)去脫(tuo)戊(wu)烷(wan)(wan)塔(ta)，另(ling)一部分(fen)直(zhi)接(jie)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為裂(lie)解(jie)汽油送(song)出(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)區(qu)(qu)。脫(tuo)丁烷(wan)(wan)塔(ta)塔(ta)釜來的(de)物(wu)料(liao)進入脫(tuo)戊(wu)烷(wan)(wan)塔(ta)，塔(ta)頂氣相經冷凝后作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為碳(tan)(tan)五產品(pin)(pin)送(song)出(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)區(qu)(qu)。塔(ta)釜液(ye)則(ze)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)為裂(lie)解(jie)汽油送(song)至(zhi)界(jie)(jie)區(qu)(qu)。
⑩. 火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統分為第一(yi)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統、第二火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統和(he)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣回收(shou)系統。用以將正常時的(de)(de)低壓(ya)甲烷(wan)排放和(he)無(wu)組(zu)織泄漏(lou)物安全燃(ran)燒，并將工藝紊亂時的(de)(de)安全排放燃(ran)燒。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭(tou)上有(you)三股(gu)中壓(ya)蒸汽，其目的(de)(de)是為了保護(hu)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭(tou)、消煙和(he)助燃(ran)。在裝置操(cao)作穩定，提高排放系統的(de)(de)壓(ya)力(li)，投用火(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣回收(shou)壓(ya)縮機，回收(shou)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣、燃(ran)料氣系統。
?. 制冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)(ji)由丙烯(xi)(xi)制冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)(ji)、乙烯(xi)(xi)制冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)(ji)和二元制冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)(ji)構成，其(qi)中乙烯(xi)(xi)機(ji)(ji)和丙烯(xi)(xi)機(ji)(ji)構成復(fu)疊式(shi)制冷(leng)(leng)，為(wei)分離過程(cheng)中裂解氣等提(ti)供(gong)多種等級(ji)的冷(leng)(leng)劑。本單元是乙烯(xi)(xi)裝置的心臟，一旦停車，系統無法正(zheng)常(chang)運行(xing)。
?. 將裂解氣壓縮單元中堿洗(xi)的廢堿和含硫污水利用二氧(yang)化碳中和處理，使之(zhi)合格排(pai)放，減(jian)少環境(jing)污染。
3. 在(zai)國外執行(xing)的(de)某工程乙烯裝(zhuang)置布(bu)置典(dian)型實例（圖5-106）
圖5-106 在(zai)國外執行的某工程乙烯(xi)裝置布(bu)置典型實例
