1. 乙(yi)烯裝置工藝的技術(shu)發(fa)展
乙(yi)(yi)烯（Ethylene或(huo)者Ethene）是(shi)石油(you)(you)化(hua)(hua)工的(de)(de)重要(yao)(yao)基(ji)礎原料，乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)是(shi)石油(you)(you)化(hua)(hua)工生(sheng)(sheng)產(chan)有機(ji)原料的(de)(de)基(ji)礎，是(shi)石油(you)(you)化(hua)(hua)工的(de)(de)龍頭，它的(de)(de)規模、產(chan)量、技(ji)術(shu)，標(biao)志(zhi)著一個國家的(de)(de)石油(you)(you)化(hua)(hua)學工業的(de)(de)發展(zhan)水平(ping)。乙(yi)(yi)烯生(sheng)(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)起(qi)源(yuan)于1940年(nian)，美孚(fu)公(gong)司建成了第(di)一套以煉(lian)廠(chang)氣為原料的(de)(de)乙(yi)(yi)烯生(sheng)(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)，開創了以乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)為中(zhong)心的(de)(de)石油(you)(you)化(hua)(hua)工歷史，目(mu)前(qian)世界上乙(yi)(yi)烯生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)技(ji)術(shu)是(shi)管式(shi)爐蒸汽熱裂解和深冷(leng)分離(li)流程(cheng)。
乙烯裝(zhuang)置主要由裂(lie)解(jie)(jie)和(he)分(fen)(fen)離兩部(bu)分(fen)(fen)組成(cheng)。管式(shi)裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)可(ke)以分(fen)(fen)為魯姆斯(si)裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)、斯(si)通-韋(wei)伯斯(si)特(te)裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)、凱洛(luo)格裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)、三菱油化(hua)裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)、福(fu)斯(si)特(te)-惠(hui)勒裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)和(he)西拉(la)斯(si)裂(lie)解(jie)(jie)法(fa)等。分(fen)(fen)離部(bu)分(fen)(fen)根據分(fen)(fen)離形式(shi)可(ke)以分(fen)(fen)為順序分(fen)(fen)離法(fa)、前端脫乙烷、前端脫丙烷和(he)漸進分(fen)(fen)離流程。
2. 乙(yi)烯裝置工藝流程簡介
乙烯裝置的基本(ben)組成單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為：裂(lie)解爐單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急冷(leng)(leng)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂(lie)解氣壓縮單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷(leng)(leng)分離單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)乙烷(wan)與乙烯精制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙烯產品外(wai)送單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)與丙(bing)(bing)烯精制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁(ding)烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、火炬單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、制冷(leng)(leng)壓縮單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和污(wu)水處理單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各(ge)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作(zuo)用(yong)介紹如下。
①. 裂解(jie)爐(lu)單元(yuan)。原料(liao)油與稀釋(shi)蒸汽按比例(li)混合，進(jin)入(ru)裂解(jie)爐(lu)發生(sheng)高溫(wen)斷鏈反應，生(sheng)成氫(qing)氣、甲烷、乙烯(xi)丙烯(xi)、碳四等目的(de)產物(wu)，同(tong)時副產超高壓蒸汽，屬高溫(wen)單元(yuan)。
②. 急冷單(dan)元。裂解氣在此單(dan)元先后(hou)經油洗(xi)、水洗(xi)，溫度降低至(zhi)40℃，同時(shi)將較重(zhong)組分如(ru)渣油、重(zhong)汽油分離出來。
③. 裂解(jie)(jie)氣(qi)壓(ya)(ya)縮單(dan)元。利用超高壓(ya)(ya)蒸汽作動力驅(qu)動汽輪機將裂解(jie)(jie)氣(qi)升壓(ya)(ya)，分離(li)其中(zhong)(zhong)較重組(zu)成，減少進入冷箱系統的物料量，同時將裂解(jie)(jie)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)產(chan)生的酸性氣(qi)體用堿(jian)中(zhong)(zhong)和(he)脫除。過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)產(chan)生廢(fei)堿(jian)、含硫污水。
④. 深冷分(fen)離(li)單元。將(jiang)壓縮后(hou)的(de)裂解(jie)氣干燥(zao)后(hou)，依次降溫最終達到氫(qing)氣的(de)分(fen)離(li)。利用鎳基催化劑將(jiang)氫(qing)氣中的(de)雜(za)質脫除。
⑤. 脫甲烷單元(yuan)。進行甲烷與碳二以上組分的(de)切割。
⑥. 脫乙(yi)烷與(yu)乙(yi)烯精餾單元。進行碳(tan)二(er)與(yu)碳(tan)三以(yi)上組分的切割，并將(jiang)碳(tan)二(er)在鈀系催化劑(ji)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(yu)乙(yi)烷，乙(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙(yi)烯(xi)產品外送單元。進行(xing)乙(yi)烯(xi)儲存和汽化外送，為下(xia)游(you)裝置提供不同壓力等級(ji)的氣相乙(yi)烯(xi)。
⑧. 脫丙(bing)烷(wan)與丙(bing)烯精(jing)制單元(yuan)。進行(xing)碳(tan)(tan)三(san)與碳(tan)(tan)四(si)以上組分的切割(ge)，并(bing)將碳(tan)(tan)三(san)在催化(hua)劑作(zuo)用下(xia)選擇(ze)加(jia)氫，使MAPD加(jia)氫生成丙(bing)烯，分離丙(bing)烯與丙(bing)烷(wan)，丙(bing)烯送下(xia)游加(jia)工，丙(bing)烷(wan)循環裂(lie)解或外送。
⑨. 脫丁烷單元。進行碳四與碳五(wu)以上組分的切割。
⑩. 脫戊(wu)烷單元(yuan)。將(jiang)碳(tan)五(wu)與(yu)汽油(you)分離，碳(tan)五(wu)送制(zhi)苯抽提(ti)。
?. 火炬單元。提供(gong)可燃氣體安全排放燃燒或回收，是事故狀態下的安全防護措施。
?. 制冷壓(ya)縮單元。為(wei)裂解氣順(shun)序(xu)分離提供不同等級的冷劑，是乙烯裝置(zhi)的心臟(zang)部位(wei)。
?. 污水處(chu)理單元。預處(chu)理裝置產生(sheng)的廢堿(jian)等污水，間斷處(chu)理，有(you)劇毒(du)物(wu)料(liao)。
順序分離(li)流程如圖5-105所示(shi)。
①. 從界區外來(lai)的HGO、石腦油、加氫尾(wei)油原料(liao)分別儲存(cun)在進料(liao)罐，原料(liao)經(jing)(jing)過泵加壓后，用急冷(leng)水預熱送至(zhi)裂解(jie)(jie)(jie)爐(lu)。經(jing)(jing)預熱后裂解(jie)(jie)(jie)原料(liao)進入(ru)裂解(jie)(jie)(jie)爐(lu)對流(liu)段(duan)原料(liao)預熱段(duan)預熱后與稀釋蒸汽(qi)按比例混(hun)合后，經(jing)(jing)裂解(jie)(jie)(jie)爐(lu)混(hun)合預熱段(duan)預熱至(zhi)起始反應(ying)溫度（即(ji)橫跨溫度），進入(ru)裂解(jie)(jie)(jie)爐(lu)輻射段(duan)進行裂解(jie)(jie)(jie)。裂解(jie)(jie)(jie)氣先進人廢熱鍋爐(lu)盡快冷(leng)卻以防止二次反應(ying)的發生，并(bing)回收(shou)裂解(jie)(jie)(jie)氣的顯熱，然后進入(ru)急冷(leng)器(qi)用急冷(leng)油進一(yi)步(bu)冷(leng)卻后送入(ru)汽(qi)油分餾塔(ta)。
②. 裂(lie)解(jie)(jie)氣在汽油分(fen)餾塔(ta)(ta)中用循(xun)環急冷油進一步冷卻(que)，重組(zu)分(fen)通過塔(ta)(ta)釜采出(chu)作(zuo)(zuo)為(wei)裂(lie)解(jie)(jie)燃料油（PFO）產品，較輕的組(zu)分(fen)通過側線(xian)采出(chu)作(zuo)(zuo)為(wei)裂(lie)解(jie)(jie)柴(chai)油（PGO）產品，裂(lie)解(jie)(jie)汽油和更輕的組(zu)分(fen)在塔(ta)(ta)頂以(yi)氣相采出(chu)。急冷油帶走的熱量經過稀(xi)釋(shi)蒸汽發生(sheng)(sheng)系統、工(gong)藝水(shui)(shui)汽提塔(ta)(ta)再沸器(qi)、對去(qu)工(gong)藝水(shui)(shui)汽提塔(ta)(ta)及稀(xi)釋(shi)蒸汽發生(sheng)(sheng)器(qi)的工(gong)藝水(shui)(shui)加(jia)熱進行回收。
③. 急(ji)冷(leng)(leng)水塔(ta)塔(ta)頂(ding)汽(qi)相經(jing)帶有段(duan)(duan)間冷(leng)(leng)卻和(he)分(fen)離的五段(duan)(duan)裂(lie)解氣(qi)壓(ya)縮(suo)機(ji)壓(ya)縮(suo)。裂(lie)解氣(qi)壓(ya)縮(suo)機(ji)五段(duan)(duan)出口(kou)裂(lie)解氣(qi)經(jing)冷(leng)(leng)卻水、丙烯冷(leng)(leng)劑和(he)脫乙烷(wan)塔(ta)進(jin)料(liao)激(ji)冷(leng)(leng)后進(jin)入裂(lie)解氣(qi)干燥器(qi)。過(guo)程中分(fen)離的汽(qi)油送出界區，凝液汽(qi)提(ti)塔(ta)釜出料(liao)送至脫丙烷(wan)系統。在三段(duan)(duan)和(he)四段(duan)(duan)之(zhi)間，裂(lie)解氣(qi)經(jing)過(guo)堿洗除去H2S和(he)CO2。
④. 裂解氣經(jing)過脫水干(gan)燥，進入冷(leng)箱(xiang)，依次經(jing)丙烯(xi)冷(leng)劑、乙(yi)烯(xi)冷(leng)劑、甲烷(wan)節流降(jiang)溫(wen)冷(leng)凝分離，最終氣相降(jiang)溫(wen)至-165℃從低壓甲烷(wan)中分離出氫氣，氫氣經(jing)甲烷(wan)化精(jing)制后提供給(gei)乙(yi)炔(gui)、丙炔(gui)加氫用。
⑤. 低壓(ya)脫甲(jia)(jia)烷塔(ta)接(jie)收(shou)深冷(leng)(leng)分(fen)離單元來的(de)各股液體進料(liao)，塔(ta)頂用二(er)元冷(leng)(leng)劑部分(fen)冷(leng)(leng)凝，分(fen)離出的(de)高壓(ya)甲(jia)(jia)烷產品在(zai)冷(leng)(leng)箱中回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)量后去(qu)再生氣、燃料(liao)氣系(xi)統(tong)，中壓(ya)甲(jia)(jia)烷產品去(qu)燃料(liao)氣系(xi)統(tong)。塔(ta)釜(fu)物料(liao)經塔(ta)釜(fu)泵加壓(ya)后依次經回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)量至作(zuo)為(wei)脫乙烷塔(ta)進料(liao)。塔(ta)釜(fu)再沸器用-37℃裂(lie)解(jie)氣和二(er)元冷(leng)(leng)劑作(zuo)為(wei)熱源。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)烷塔(ta)進(jin)行碳(tan)二與碳(tan)三以上(shang)組分(fen)的切割分(fen)離。塔(ta)釜再沸器(qi)(qi)采用來至急(ji)冷(leng)(leng)水塔(ta)的急(ji)冷(leng)(leng)水加熱(re)，釜液經冷(leng)(leng)卻水換熱(re)器(qi)(qi)和脫(tuo)砷反(fan)應器(qi)(qi)去高壓脫(tuo)丙(bing)烷塔(ta)，塔(ta)頂(ding)氣體經-24℃丙(bing)烯(xi)冷(leng)(leng)劑部分(fen)冷(leng)(leng)凝，氣體去乙(yi)炔轉化器(qi)(qi)。加氫后的氣體經冷(leng)(leng)卻后經綠油吸收(shou)塔(ta)、乙(yi)烯(xi)干燥器(qi)(qi)進(jin)入(ru)乙(yi)烯(xi)精餾塔(ta)，由側線采出液態乙(yi)烯(xi)產品(pin)送入(ru)乙(yi)烯(xi)產品(pin)儲罐，塔(ta)釜乙(yi)烷循環裂解(jie)。
⑦. 乙(yi)烯產品經乙(yi)烯泵送出，用(yong)氣體丙烯加熱蒸發、液(ye)體丙烯過(guo)熱，然(ran)后以氣相產品送出界區。
⑧. 脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)塔(ta)(ta)系統采用雙塔(ta)(ta)脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)，一(yi)個加(jia)氫(qing)(qing)催化(hua)劑的(de)高壓脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)塔(ta)(ta)和(he)一(yi)個低(di)壓脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)塔(ta)(ta)組成。首先經過碳(tan)(tan)三脫(tuo)(tuo)(tuo)砷保(bao)護床脫(tuo)(tuo)(tuo)除砷。而后用干燥后的(de)氫(qing)(qing)氣進入在(zai)塔(ta)(ta)上(shang)部的(de)催化(hua)劑床層中(zhong)與(yu)碳(tan)(tan)三中(zhong)的(de)MAPD反應，將甲基乙炔和(he)丙二(er)烯加(jia)氫(qing)(qing)為丙烯。將碳(tan)(tan)三餾(liu)分精制(zhi)分離，聚合(he)級(ji)丙烯產品(pin)液相送(song)出，丙烷(wan)循環裂解(jie)或(huo)作為液化(hua)氣外送(song)。低(di)壓塔(ta)(ta)釜將碳(tan)(tan)四以上(shang)餾(liu)分送(song)至脫(tuo)(tuo)(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)。
⑨. 脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)塔(ta)系統采(cai)用兩個并聯的(de)塔(ta)操作(zuo)(zuo)，塔(ta)頂(ding)物(wu)(wu)料一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)(fen)作(zuo)(zuo)回(hui)流(liu)，一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)(fen)作(zuo)(zuo)為碳(tan)四(si)產(chan)品送(song)出(chu)界(jie)區。塔(ta)釜物(wu)(wu)料一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)(fen)去脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)塔(ta)，另一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)(fen)直接作(zuo)(zuo)為裂解汽(qi)油(you)(you)送(song)出(chu)界(jie)區。脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)塔(ta)塔(ta)釜來的(de)物(wu)(wu)料進入脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)塔(ta)，塔(ta)頂(ding)氣(qi)相經冷凝后作(zuo)(zuo)為碳(tan)五產(chan)品送(song)出(chu)界(jie)區。塔(ta)釜液則作(zuo)(zuo)為裂解汽(qi)油(you)(you)送(song)至界(jie)區。
⑩. 火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)(tong)(tong)分(fen)為(wei)第一(yi)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、第二火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)(tong)(tong)和(he)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣回收系(xi)統(tong)(tong)(tong)。用以將(jiang)正常時(shi)的(de)低壓(ya)甲烷排放和(he)無組織泄漏物安全燃燒(shao)，并將(jiang)工(gong)藝紊亂時(shi)的(de)安全排放燃燒(shao)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭上有三股中壓(ya)蒸汽，其目(mu)的(de)是(shi)為(wei)了保護(hu)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭、消煙和(he)助燃。在裝置(zhi)操作穩定，提高排放系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)壓(ya)力，投(tou)用火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣回收壓(ya)縮機，回收火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣、燃料氣系(xi)統(tong)(tong)(tong)。
?. 制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)(ya)縮機(ji)由丙烯制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)(ya)縮機(ji)、乙烯制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)(ya)縮機(ji)和二元制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)(ya)縮機(ji)構成(cheng)，其中乙烯機(ji)和丙烯機(ji)構成(cheng)復(fu)疊式制(zhi)(zhi)冷(leng)，為分離過程中裂解氣等提供多種等級(ji)的(de)冷(leng)劑。本單元是乙烯裝置的(de)心(xin)臟，一旦停車，系統無法(fa)正常運行。
?. 將裂解氣壓(ya)縮單元中堿洗(xi)的廢堿和含硫污(wu)水(shui)利(li)用二(er)氧化(hua)碳(tan)中和處理，使(shi)之合(he)格排放，減少環境(jing)污(wu)染。
3. 在國外執行的某工程乙烯裝置布(bu)置典型(xing)實例（圖5-106）
圖5-106 在國外執行的某工(gong)程乙烯裝置(zhi)布(bu)置(zhi)典(dian)型實(shi)例
