1. 乙(yi)烯裝置(zhi)工(gong)藝的技術發(fa)展
乙烯(xi)(xi)（Ethylene或者Ethene）是(shi)石油(you)(you)(you)化(hua)(hua)工(gong)的重要基礎原料，乙烯(xi)(xi)裝置是(shi)石油(you)(you)(you)化(hua)(hua)工(gong)生產(chan)(chan)有機原料的基礎，是(shi)石油(you)(you)(you)化(hua)(hua)工(gong)的龍頭，它的規模、產(chan)(chan)量、技術，標志(zhi)著(zhu)一個國(guo)家的石油(you)(you)(you)化(hua)(hua)學工(gong)業的發展(zhan)水平(ping)。乙烯(xi)(xi)生產(chan)(chan)裝置起源于1940年，美(mei)孚公(gong)司建成(cheng)了(le)第一套以(yi)煉廠氣為(wei)原料的乙烯(xi)(xi)生產(chan)(chan)裝置，開創了(le)以(yi)乙烯(xi)(xi)裝置為(wei)中心的石油(you)(you)(you)化(hua)(hua)工(gong)歷史(shi)，目前世(shi)界上乙烯(xi)(xi)生產(chan)(chan)的主要技術是(shi)管式爐蒸(zheng)汽熱裂解和深冷分離流程。
乙烯裝置主要由裂(lie)(lie)解(jie)(jie)和(he)(he)分(fen)(fen)離兩部分(fen)(fen)組成。管(guan)式裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)可以(yi)分(fen)(fen)為魯姆斯(si)(si)(si)(si)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、斯(si)(si)(si)(si)通-韋伯(bo)斯(si)(si)(si)(si)特(te)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、凱洛格裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、三菱油化裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、福斯(si)(si)(si)(si)特(te)-惠勒裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)和(he)(he)西(xi)拉斯(si)(si)(si)(si)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)等。分(fen)(fen)離部分(fen)(fen)根據(ju)分(fen)(fen)離形(xing)式可以(yi)分(fen)(fen)為順序(xu)分(fen)(fen)離法(fa)、前端脫乙烷、前端脫丙烷和(he)(he)漸進分(fen)(fen)離流程。
2. 乙烯裝置工藝流程簡(jian)介
乙烯(xi)裝置的基本組成(cheng)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)為：裂解爐單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、急冷單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、裂解氣壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、深冷分(fen)離(li)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)乙烷(wan)與乙烯(xi)精(jing)制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、乙烯(xi)產品外(wai)送單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)與丙烯(xi)精(jing)制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)丁烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、火(huo)炬(ju)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、制冷壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)和污水處理單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)作(zuo)用(yong)介紹如下。
①. 裂(lie)解爐單元。原料(liao)油與(yu)稀釋蒸汽按(an)比例混合(he)，進入裂(lie)解爐發生(sheng)高(gao)溫斷鏈反(fan)應，生(sheng)成氫氣(qi)、甲烷(wan)、乙烯(xi)丙烯(xi)、碳四等目的產物，同(tong)時副產超高(gao)壓蒸汽，屬高(gao)溫單元。
②. 急冷單(dan)元(yuan)。裂(lie)解氣在(zai)此單(dan)元(yuan)先后經油(you)洗(xi)、水洗(xi)，溫度降低至40℃，同時將較重(zhong)組分(fen)如渣油(you)、重(zhong)汽油(you)分(fen)離出來。
③. 裂(lie)解(jie)氣壓縮(suo)單元(yuan)。利用超高壓蒸汽作動力驅動汽輪機將(jiang)(jiang)裂(lie)解(jie)氣升(sheng)壓，分離其中(zhong)較重組成，減少進入冷箱(xiang)系統的(de)物料量，同(tong)時將(jiang)(jiang)裂(lie)解(jie)過程中(zhong)產(chan)生的(de)酸性氣體用堿中(zhong)和脫除。過程中(zhong)產(chan)生廢堿、含硫污水。
④. 深冷分離單元。將(jiang)壓縮后的裂(lie)解氣(qi)干燥(zao)后，依次降溫最(zui)終達(da)到氫氣(qi)的分離。利(li)用(yong)鎳基(ji)催化劑將(jiang)氫氣(qi)中的雜質脫除。
⑤. 脫甲烷單元(yuan)。進(jin)行甲烷與碳二(er)以上組(zu)分的(de)切割。
⑥. 脫乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烷與(yu)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯精(jing)餾(liu)單(dan)元。進行碳(tan)二與(yu)碳(tan)三以上(shang)組分(fen)的切割，并(bing)將碳(tan)二在(zai)鈀系催化劑作(zuo)用(yong)下(xia)選擇加(jia)氫，使乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)炔加(jia)氫生(sheng)成乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯，分(fen)離乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烯與(yu)乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烷，乙(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙(yi)烯產品外送(song)單元(yuan)。進行乙(yi)烯儲(chu)存和汽化外送(song)，為下游裝置提供不同壓力等級的(de)氣相乙(yi)烯。
⑧. 脫丙烷與(yu)丙烯精制(zhi)單元。進行碳(tan)三(san)與(yu)碳(tan)四以上組分的切(qie)割，并將(jiang)碳(tan)三(san)在催化(hua)劑作(zuo)用下選擇加氫，使MAPD加氫生成丙烯，分離丙烯與(yu)丙烷，丙烯送(song)下游加工，丙烷循環裂解或外送(song)。
⑨. 脫丁烷單元。進行碳四與碳五以上組分(fen)的切割。
⑩. 脫戊(wu)烷單元(yuan)。將(jiang)碳五(wu)與汽(qi)油(you)分(fen)離，碳五(wu)送制(zhi)苯抽提(ti)。
?. 火炬單元。提供(gong)可燃(ran)(ran)氣體安全排(pai)放燃(ran)(ran)燒或回(hui)收，是事故狀(zhuang)態下(xia)的安全防護(hu)措施。
?. 制冷壓(ya)縮單元。為裂(lie)解氣順序(xu)分離提供(gong)不同(tong)等級(ji)的冷劑，是乙烯裝置的心臟(zang)部位。
?. 污水處(chu)理單元。預處(chu)理裝置產生的廢(fei)堿等污水，間斷處(chu)理，有劇毒物(wu)料。
順序分(fen)離流程如圖(tu)5-105所(suo)示。
①. 從界區外來的HGO、石腦油(you)、加氫(qing)尾油(you)原料分別儲存在進(jin)料罐，原料經過泵加壓后(hou)，用(yong)急(ji)冷(leng)(leng)(leng)水預(yu)熱(re)送至(zhi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)。經預(yu)熱(re)后(hou)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)原料進(jin)入(ru)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)對流段(duan)原料預(yu)熱(re)段(duan)預(yu)熱(re)后(hou)與稀釋蒸汽(qi)按比例混合后(hou)，經裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)混合預(yu)熱(re)段(duan)預(yu)熱(re)至(zhi)起始(shi)反(fan)應溫度（即橫(heng)跨溫度），進(jin)入(ru)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)輻射段(duan)進(jin)行裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣先進(jin)人廢熱(re)鍋爐(lu)(lu)盡(jin)快冷(leng)(leng)(leng)卻(que)以防止二次反(fan)應的發生，并回收裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣的顯熱(re)，然后(hou)進(jin)入(ru)急(ji)冷(leng)(leng)(leng)器用(yong)急(ji)冷(leng)(leng)(leng)油(you)進(jin)一步冷(leng)(leng)(leng)卻(que)后(hou)送入(ru)汽(qi)油(you)分餾(liu)塔。
②. 裂(lie)解(jie)(jie)氣在汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)分(fen)餾(liu)塔中用循(xun)環急冷(leng)(leng)油(you)(you)(you)進(jin)一(yi)步冷(leng)(leng)卻，重組(zu)分(fen)通過(guo)塔釜采出(chu)作為(wei)裂(lie)解(jie)(jie)燃料(liao)油(you)(you)(you)（PFO）產(chan)品，較(jiao)輕(qing)的(de)組(zu)分(fen)通過(guo)側線采出(chu)作為(wei)裂(lie)解(jie)(jie)柴油(you)(you)(you)（PGO）產(chan)品，裂(lie)解(jie)(jie)汽(qi)(qi)油(you)(you)(you)和更(geng)輕(qing)的(de)組(zu)分(fen)在塔頂以氣相采出(chu)。急冷(leng)(leng)油(you)(you)(you)帶走(zou)的(de)熱(re)量經(jing)過(guo)稀(xi)釋蒸汽(qi)(qi)發生(sheng)系統、工藝(yi)水汽(qi)(qi)提(ti)塔再沸(fei)器、對(dui)去工藝(yi)水汽(qi)(qi)提(ti)塔及稀(xi)釋蒸汽(qi)(qi)發生(sheng)器的(de)工藝(yi)水加熱(re)進(jin)行回收。
③. 急冷(leng)(leng)水(shui)塔(ta)塔(ta)頂汽(qi)(qi)相經(jing)(jing)帶有段(duan)(duan)間冷(leng)(leng)卻和(he)分離的五(wu)段(duan)(duan)裂(lie)解(jie)氣(qi)壓縮(suo)機(ji)壓縮(suo)。裂(lie)解(jie)氣(qi)壓縮(suo)機(ji)五(wu)段(duan)(duan)出口裂(lie)解(jie)氣(qi)經(jing)(jing)冷(leng)(leng)卻水(shui)、丙烯冷(leng)(leng)劑和(he)脫乙(yi)烷塔(ta)進料激(ji)冷(leng)(leng)后進入裂(lie)解(jie)氣(qi)干燥器。過程中(zhong)分離的汽(qi)(qi)油送出界區，凝(ning)液汽(qi)(qi)提塔(ta)釜(fu)出料送至脫丙烷系統。在三段(duan)(duan)和(he)四段(duan)(duan)之間，裂(lie)解(jie)氣(qi)經(jing)(jing)過堿洗除去H2S和(he)CO2。
④. 裂解氣經(jing)過脫水干燥，進入(ru)冷箱(xiang)，依(yi)次經(jing)丙烯(xi)冷劑、乙烯(xi)冷劑、甲(jia)烷節流降(jiang)溫(wen)冷凝(ning)分(fen)(fen)離，最終(zhong)氣相降(jiang)溫(wen)至(zhi)-165℃從低壓甲(jia)烷中(zhong)分(fen)(fen)離出氫氣，氫氣經(jing)甲(jia)烷化精制后(hou)提供給乙炔、丙炔加氫用。
⑤. 低(di)壓脫甲(jia)烷塔接(jie)收深(shen)冷分(fen)離單元來(lai)的各股液體(ti)進料(liao)，塔頂用二元冷劑(ji)部分(fen)冷凝，分(fen)離出的高壓甲(jia)烷產品在冷箱中回收冷量后(hou)去(qu)再(zai)生氣、燃料(liao)氣系(xi)統，中壓甲(jia)烷產品去(qu)燃料(liao)氣系(xi)統。塔釜(fu)物料(liao)經塔釜(fu)泵加壓后(hou)依(yi)次經回收冷量至作為脫乙烷塔進料(liao)。塔釜(fu)再(zai)沸器用-37℃裂解氣和(he)二元冷劑(ji)作為熱源。
⑥. 脫乙(yi)(yi)烷塔(ta)(ta)(ta)進行碳二與碳三以上組分(fen)的(de)(de)切割分(fen)離。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)再沸(fei)器采用來(lai)至急(ji)冷(leng)水塔(ta)(ta)(ta)的(de)(de)急(ji)冷(leng)水加熱(re)，釜(fu)液經(jing)冷(leng)卻(que)水換熱(re)器和脫砷反應器去高壓脫丙(bing)烷塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂氣(qi)體經(jing)-24℃丙(bing)烯(xi)冷(leng)劑部分(fen)冷(leng)凝，氣(qi)體去乙(yi)(yi)炔轉化器。加氫后的(de)(de)氣(qi)體經(jing)冷(leng)卻(que)后經(jing)綠油吸收塔(ta)(ta)(ta)、乙(yi)(yi)烯(xi)干(gan)燥器進入乙(yi)(yi)烯(xi)精餾塔(ta)(ta)(ta)，由側線采出液態乙(yi)(yi)烯(xi)產(chan)品送入乙(yi)(yi)烯(xi)產(chan)品儲罐，塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)乙(yi)(yi)烷循環裂(lie)解。
⑦. 乙(yi)烯(xi)產品經乙(yi)烯(xi)泵送(song)出，用氣體丙(bing)烯(xi)加熱蒸發、液體丙(bing)烯(xi)過熱，然后以氣相產品送(song)出界區。
⑧. 脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)(ta)系統采用(yong)雙塔(ta)(ta)脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷，一(yi)個加氫催(cui)化(hua)劑(ji)的高(gao)壓(ya)(ya)脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)(ta)和(he)一(yi)個低(di)壓(ya)(ya)脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)(ta)組成。首(shou)先經(jing)過(guo)碳三脫(tuo)(tuo)砷(shen)(shen)保護床脫(tuo)(tuo)除砷(shen)(shen)。而后(hou)用(yong)干燥后(hou)的氫氣進入在塔(ta)(ta)上部的催(cui)化(hua)劑(ji)床層(ceng)中與碳三中的MAPD反應，將(jiang)甲基乙炔(gui)和(he)丙(bing)(bing)二烯(xi)加氫為丙(bing)(bing)烯(xi)。將(jiang)碳三餾分精制分離，聚合級丙(bing)(bing)烯(xi)產品液(ye)相送(song)(song)出，丙(bing)(bing)烷循(xun)環裂解或作為液(ye)化(hua)氣外送(song)(song)。低(di)壓(ya)(ya)塔(ta)(ta)釜(fu)將(jiang)碳四以上餾分送(song)(song)至脫(tuo)(tuo)丁(ding)烷塔(ta)(ta)。
⑨. 脫丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)系統(tong)采用兩個(ge)并(bing)聯的塔(ta)(ta)(ta)操作(zuo)(zuo)，塔(ta)(ta)(ta)頂物(wu)料一(yi)部分作(zuo)(zuo)回流，一(yi)部分作(zuo)(zuo)為(wei)碳四(si)產品(pin)送(song)(song)(song)出界(jie)區(qu)。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)物(wu)料一(yi)部分去(qu)脫戊烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，另一(yi)部分直(zhi)接作(zuo)(zuo)為(wei)裂解汽油送(song)(song)(song)出界(jie)區(qu)。脫丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)來的物(wu)料進入脫戊烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂氣(qi)相(xiang)經冷凝(ning)后作(zuo)(zuo)為(wei)碳五(wu)產品(pin)送(song)(song)(song)出界(jie)區(qu)。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)液(ye)則作(zuo)(zuo)為(wei)裂解汽油送(song)(song)(song)至界(jie)區(qu)。
⑩. 火(huo)(huo)炬(ju)系(xi)統分為(wei)第一火(huo)(huo)炬(ju)系(xi)統、第二火(huo)(huo)炬(ju)系(xi)統和(he)(he)火(huo)(huo)炬(ju)氣(qi)回(hui)收(shou)系(xi)統。用以(yi)將正常時的低壓(ya)(ya)甲(jia)烷排(pai)放(fang)和(he)(he)無(wu)組(zu)織泄漏物安全燃燒(shao)，并(bing)將工藝紊亂時的安全排(pai)放(fang)燃燒(shao)。火(huo)(huo)炬(ju)頭上有三(san)股中壓(ya)(ya)蒸汽，其目的是為(wei)了保護火(huo)(huo)炬(ju)頭、消煙和(he)(he)助燃。在裝置操作穩定，提(ti)高排(pai)放(fang)系(xi)統的壓(ya)(ya)力，投用火(huo)(huo)炬(ju)氣(qi)回(hui)收(shou)壓(ya)(ya)縮機，回(hui)收(shou)火(huo)(huo)炬(ju)氣(qi)、燃料氣(qi)系(xi)統。
?. 制冷壓(ya)縮(suo)機由丙烯制冷壓(ya)縮(suo)機、乙烯制冷壓(ya)縮(suo)機和(he)二元制冷壓(ya)縮(suo)機構(gou)成(cheng)，其中乙烯機和(he)丙烯機構(gou)成(cheng)復疊式(shi)制冷，為分離過程中裂解氣等提供多種等級的(de)(de)冷劑(ji)。本單(dan)元是乙烯裝(zhuang)置的(de)(de)心臟，一旦停車，系(xi)統(tong)無法正常運行。
?. 將裂解(jie)氣壓縮單元(yuan)中堿洗(xi)的(de)廢堿和(he)含(han)硫污(wu)水(shui)利用二氧化碳中和(he)處理，使之合格排放，減(jian)少環境污(wu)染。
3. 在國外執行的某工(gong)程乙烯(xi)裝置布(bu)置典型(xing)實例(li)（圖5-106）
圖5-106 在國外執行的某工程乙烯(xi)裝(zhuang)置布置典型實例(li)
