1. 乙烯裝置工藝的技術(shu)發展
乙烯(xi)(xi)(xi)（Ethylene或者Ethene）是石(shi)(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)的(de)(de)重要基礎原料(liao)(liao)，乙烯(xi)(xi)(xi)裝置(zhi)(zhi)是石(shi)(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)生(sheng)產(chan)(chan)有機原料(liao)(liao)的(de)(de)基礎，是石(shi)(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)的(de)(de)龍頭，它(ta)的(de)(de)規模、產(chan)(chan)量、技(ji)(ji)術，標(biao)志著一(yi)個國(guo)家的(de)(de)石(shi)(shi)油(you)化(hua)(hua)學工(gong)(gong)業的(de)(de)發(fa)展水平。乙烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)裝置(zhi)(zhi)起源于1940年(nian)，美孚公司建成了第一(yi)套以煉廠氣為原料(liao)(liao)的(de)(de)乙烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)裝置(zhi)(zhi)，開創了以乙烯(xi)(xi)(xi)裝置(zhi)(zhi)為中心的(de)(de)石(shi)(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)歷史，目前(qian)世界上乙烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)主要技(ji)(ji)術是管式爐蒸(zheng)汽(qi)熱裂(lie)解和深冷分(fen)離(li)流程。
乙(yi)烯裝置主要由(you)裂(lie)解(jie)和(he)分(fen)(fen)離(li)(li)兩部分(fen)(fen)組成。管式(shi)裂(lie)解(jie)法(fa)可以(yi)分(fen)(fen)為魯姆斯(si)裂(lie)解(jie)法(fa)、斯(si)通-韋伯斯(si)特裂(lie)解(jie)法(fa)、凱洛格(ge)裂(lie)解(jie)法(fa)、三菱油化裂(lie)解(jie)法(fa)、福(fu)斯(si)特-惠勒裂(lie)解(jie)法(fa)和(he)西拉斯(si)裂(lie)解(jie)法(fa)等。分(fen)(fen)離(li)(li)部分(fen)(fen)根(gen)據分(fen)(fen)離(li)(li)形(xing)式(shi)可以(yi)分(fen)(fen)為順序分(fen)(fen)離(li)(li)法(fa)、前端脫乙(yi)烷、前端脫丙烷和(he)漸進分(fen)(fen)離(li)(li)流程。
2. 乙烯(xi)裝置工藝流程簡介(jie)
乙(yi)(yi)(yi)烯裝置的基本組成單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為：裂(lie)解爐單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急(ji)冷單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂(lie)解氣壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷分離單(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(yi)(yi)(yi)烷(wan)與乙(yi)(yi)(yi)烯精制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙(yi)(yi)(yi)烯產品外送單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙烷(wan)與丙烯精制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁烷(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)、制冷壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和(he)污水處理單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作用(yong)介紹如下。
①. 裂解(jie)爐(lu)單元(yuan)。原(yuan)料油與稀釋蒸汽(qi)按比例混合(he)，進入裂解(jie)爐(lu)發生(sheng)高(gao)溫(wen)斷鏈反應，生(sheng)成氫氣、甲(jia)烷(wan)、乙烯丙(bing)烯、碳四(si)等目的(de)產物，同時(shi)副產超(chao)高(gao)壓蒸汽(qi)，屬高(gao)溫(wen)單元(yuan)。
②. 急(ji)冷單(dan)元(yuan)。裂解氣在此單(dan)元(yuan)先(xian)后經(jing)油(you)洗、水洗，溫度降低至40℃，同時將較重組(zu)分如(ru)渣油(you)、重汽油(you)分離出來。
③. 裂(lie)解(jie)氣(qi)壓縮(suo)單元。利用超高(gao)壓蒸汽(qi)作動力驅動汽(qi)輪機將裂(lie)解(jie)氣(qi)升壓，分離其(qi)中較重組成，減少進入冷(leng)箱系統的(de)(de)物(wu)料量(liang)，同(tong)時將裂(lie)解(jie)過程中產生的(de)(de)酸性氣(qi)體用堿中和脫除。過程中產生廢堿、含硫污水。
④. 深冷分(fen)離單元。將(jiang)壓縮(suo)后的裂解氣(qi)干燥后，依次降溫最終(zhong)達到氫(qing)氣(qi)的分(fen)離。利用鎳基催化劑(ji)將(jiang)氫(qing)氣(qi)中的雜質脫除(chu)。
⑤. 脫甲烷(wan)單元。進行(xing)甲烷(wan)與(yu)碳二以上組分的切(qie)割(ge)。
⑥. 脫乙(yi)烷(wan)(wan)與(yu)乙(yi)烯精餾單元。進行碳(tan)二與(yu)碳(tan)三以上組分的切割，并(bing)將(jiang)碳(tan)二在鈀系催(cui)化劑作用下選(xuan)擇加氫，使乙(yi)炔(gui)加氫生成(cheng)乙(yi)烯，分離乙(yi)烯與(yu)乙(yi)烷(wan)(wan)，乙(yi)烷(wan)(wan)循環(huan)裂解(jie)。
⑦. 乙烯產品外送單元。進行(xing)乙烯儲存和汽化外送，為下游(you)裝置提供不同壓力等級的氣相乙烯。
⑧. 脫丙烷(wan)與丙烯精制單元。進行碳三(san)與碳四以上組分(fen)的切(qie)割，并將碳三(san)在催(cui)化(hua)劑作用下(xia)選(xuan)擇(ze)加(jia)氫(qing)，使MAPD加(jia)氫(qing)生成丙烯，分(fen)離(li)丙烯與丙烷(wan)，丙烯送下(xia)游加(jia)工，丙烷(wan)循環(huan)裂解或外送。
⑨. 脫(tuo)丁烷單元。進行(xing)碳(tan)四與(yu)碳(tan)五以上組分的切割(ge)。
⑩. 脫戊烷單元(yuan)。將(jiang)碳(tan)五與汽(qi)油分(fen)離(li)，碳(tan)五送制(zhi)苯抽提(ti)。
?. 火炬單(dan)元。提供可燃(ran)氣(qi)體安(an)全排放燃(ran)燒或(huo)回收，是(shi)事故狀態(tai)下的(de)安(an)全防護措施。
?. 制冷壓縮(suo)單(dan)元。為裂解氣(qi)順序分離提(ti)供不同等級的冷劑，是(shi)乙烯裝置的心臟部位(wei)。
?. 污(wu)水處理(li)單元。預處理(li)裝置產(chan)生的廢堿等污(wu)水，間斷處理(li)，有劇(ju)毒物料。
順序分離流程如圖5-105所示。
①. 從界(jie)區外來的(de)HGO、石(shi)腦(nao)油(you)、加氫(qing)尾油(you)原(yuan)料(liao)分別儲存(cun)在進(jin)料(liao)罐，原(yuan)料(liao)經(jing)(jing)過泵加壓后，用(yong)急冷(leng)(leng)水預(yu)(yu)熱(re)(re)送(song)至裂(lie)解爐(lu)。經(jing)(jing)預(yu)(yu)熱(re)(re)后裂(lie)解原(yuan)料(liao)進(jin)入裂(lie)解爐(lu)對流段原(yuan)料(liao)預(yu)(yu)熱(re)(re)段預(yu)(yu)熱(re)(re)后與稀釋蒸汽按(an)比例混(hun)合(he)后，經(jing)(jing)裂(lie)解爐(lu)混(hun)合(he)預(yu)(yu)熱(re)(re)段預(yu)(yu)熱(re)(re)至起始(shi)反應溫(wen)度（即橫跨(kua)溫(wen)度），進(jin)入裂(lie)解爐(lu)輻射段進(jin)行裂(lie)解。裂(lie)解氣先(xian)進(jin)人廢熱(re)(re)鍋爐(lu)盡快冷(leng)(leng)卻(que)以防止二次反應的(de)發生，并回(hui)收裂(lie)解氣的(de)顯熱(re)(re)，然后進(jin)入急冷(leng)(leng)器(qi)用(yong)急冷(leng)(leng)油(you)進(jin)一步冷(leng)(leng)卻(que)后送(song)入汽油(you)分餾塔。
②. 裂解(jie)(jie)氣在汽(qi)油(you)分餾(liu)塔(ta)中用循環(huan)急(ji)冷(leng)油(you)進一步冷(leng)卻，重組(zu)(zu)分通過(guo)塔(ta)釜采出(chu)作為(wei)裂解(jie)(jie)燃料油(you)（PFO）產(chan)(chan)品，較輕的(de)組(zu)(zu)分通過(guo)側(ce)線采出(chu)作為(wei)裂解(jie)(jie)柴(chai)油(you)（PGO）產(chan)(chan)品，裂解(jie)(jie)汽(qi)油(you)和更輕的(de)組(zu)(zu)分在塔(ta)頂以氣相采出(chu)。急(ji)冷(leng)油(you)帶走的(de)熱(re)量經過(guo)稀釋(shi)蒸(zheng)汽(qi)發生系統、工藝水(shui)汽(qi)提塔(ta)再(zai)沸(fei)器、對去工藝水(shui)汽(qi)提塔(ta)及稀釋(shi)蒸(zheng)汽(qi)發生器的(de)工藝水(shui)加熱(re)進行回(hui)收。
③. 急冷(leng)(leng)水塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂汽相經帶(dai)有段(duan)間冷(leng)(leng)卻和(he)(he)分離(li)的五段(duan)裂(lie)解(jie)氣壓(ya)(ya)縮機壓(ya)(ya)縮。裂(lie)解(jie)氣壓(ya)(ya)縮機五段(duan)出(chu)口裂(lie)解(jie)氣經冷(leng)(leng)卻水、丙烯冷(leng)(leng)劑和(he)(he)脫乙(yi)烷塔(ta)(ta)進料激冷(leng)(leng)后進入裂(lie)解(jie)氣干燥器。過程(cheng)中(zhong)分離(li)的汽油送(song)出(chu)界區，凝液汽提(ti)塔(ta)(ta)釜出(chu)料送(song)至脫丙烷系統(tong)。在三段(duan)和(he)(he)四(si)段(duan)之間，裂(lie)解(jie)氣經過堿洗除(chu)去H2S和(he)(he)CO2。
④. 裂解氣(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)過(guo)脫水干燥，進入冷(leng)箱，依次經(jing)(jing)丙烯(xi)冷(leng)劑、乙烯(xi)冷(leng)劑、甲烷節流降溫冷(leng)凝(ning)分離，最(zui)終氣(qi)(qi)(qi)相降溫至-165℃從低壓甲烷中分離出氫氣(qi)(qi)(qi)，氫氣(qi)(qi)(qi)經(jing)(jing)甲烷化精(jing)制后(hou)提供給乙炔、丙炔加氫用。
⑤. 低(di)壓(ya)(ya)脫甲烷(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)接收(shou)深冷(leng)(leng)分(fen)離(li)單(dan)元來的各股液體進料(liao)，塔(ta)(ta)頂(ding)用(yong)二(er)元冷(leng)(leng)劑部分(fen)冷(leng)(leng)凝，分(fen)離(li)出(chu)的高壓(ya)(ya)甲烷(wan)(wan)(wan)產(chan)品(pin)在冷(leng)(leng)箱中回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)量后去再生氣(qi)(qi)、燃料(liao)氣(qi)(qi)系統，中壓(ya)(ya)甲烷(wan)(wan)(wan)產(chan)品(pin)去燃料(liao)氣(qi)(qi)系統。塔(ta)(ta)釜(fu)物(wu)料(liao)經(jing)塔(ta)(ta)釜(fu)泵加(jia)壓(ya)(ya)后依次經(jing)回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)量至作為(wei)脫乙烷(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)進料(liao)。塔(ta)(ta)釜(fu)再沸器用(yong)-37℃裂(lie)解氣(qi)(qi)和二(er)元冷(leng)(leng)劑作為(wei)熱源。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)烷(wan)塔(ta)進行碳二與(yu)碳三以上組分的切割分離。塔(ta)釜再沸器(qi)采用來(lai)至(zhi)急冷(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui)塔(ta)的急冷(leng)(leng)(leng)水(shui)(shui)加熱(re)，釜液經冷(leng)(leng)(leng)卻水(shui)(shui)換(huan)熱(re)器(qi)和脫(tuo)砷反應器(qi)去(qu)高壓脫(tuo)丙(bing)烷(wan)塔(ta)，塔(ta)頂氣(qi)(qi)體(ti)經-24℃丙(bing)烯(xi)冷(leng)(leng)(leng)劑部(bu)分冷(leng)(leng)(leng)凝(ning)，氣(qi)(qi)體(ti)去(qu)乙(yi)炔轉化器(qi)。加氫(qing)后(hou)的氣(qi)(qi)體(ti)經冷(leng)(leng)(leng)卻后(hou)經綠油吸收塔(ta)、乙(yi)烯(xi)干燥器(qi)進入(ru)乙(yi)烯(xi)精(jing)餾(liu)塔(ta)，由(you)側線(xian)采出液態乙(yi)烯(xi)產品(pin)送(song)入(ru)乙(yi)烯(xi)產品(pin)儲罐(guan)，塔(ta)釜乙(yi)烷(wan)循環裂解。
⑦. 乙(yi)烯(xi)(xi)產(chan)品(pin)經乙(yi)烯(xi)(xi)泵(beng)送(song)出(chu)(chu)，用氣體丙烯(xi)(xi)加(jia)熱(re)蒸(zheng)發、液(ye)體丙烯(xi)(xi)過(guo)熱(re)，然后以氣相產(chan)品(pin)送(song)出(chu)(chu)界(jie)區。
⑧. 脫丙(bing)(bing)烷(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)系(xi)統采用雙塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)脫丙(bing)(bing)烷(wan)(wan)，一個(ge)加氫催化劑(ji)的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓脫丙(bing)(bing)烷(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)和一個(ge)低壓脫丙(bing)(bing)烷(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)組(zu)成。首先經過(guo)碳(tan)(tan)三脫砷保護床(chuang)脫除砷。而后(hou)用干燥后(hou)的(de)(de)(de)(de)氫氣進(jin)入(ru)在塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)上部的(de)(de)(de)(de)催化劑(ji)床(chuang)層中與碳(tan)(tan)三中的(de)(de)(de)(de)MAPD反應(ying)，將甲基(ji)乙炔(gui)和丙(bing)(bing)二烯加氫為丙(bing)(bing)烯。將碳(tan)(tan)三餾(liu)分(fen)精制分(fen)離，聚(ju)合級丙(bing)(bing)烯產品(pin)液相(xiang)送(song)出，丙(bing)(bing)烷(wan)(wan)循(xun)環(huan)裂(lie)解或作為液化氣外(wai)送(song)。低壓塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜將碳(tan)(tan)四以上餾(liu)分(fen)送(song)至脫丁烷(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)。
⑨. 脫丁烷(wan)塔(ta)(ta)系統采用(yong)兩個(ge)并(bing)聯的塔(ta)(ta)操(cao)作(zuo)，塔(ta)(ta)頂物料(liao)一(yi)(yi)部(bu)分作(zuo)回流，一(yi)(yi)部(bu)分作(zuo)為碳四(si)產品(pin)送(song)出(chu)界區(qu)。塔(ta)(ta)釜物料(liao)一(yi)(yi)部(bu)分去脫戊(wu)(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)，另一(yi)(yi)部(bu)分直接作(zuo)為裂解汽(qi)油(you)送(song)出(chu)界區(qu)。脫丁烷(wan)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)釜來的物料(liao)進入脫戊(wu)(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂氣相經冷凝后作(zuo)為碳五產品(pin)送(song)出(chu)界區(qu)。塔(ta)(ta)釜液則作(zuo)為裂解汽(qi)油(you)送(song)至界區(qu)。
⑩. 火炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)分為第一(yi)火炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)、第二火炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)和(he)火炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)(qi)回(hui)收(shou)系(xi)統(tong)。用以將(jiang)正常(chang)時的低(di)壓(ya)甲(jia)烷排放和(he)無組織泄漏物安全燃燒(shao)，并將(jiang)工藝紊亂時的安全排放燃燒(shao)。火炬(ju)(ju)頭上有三股中壓(ya)蒸汽，其目的是為了保護(hu)火炬(ju)(ju)頭、消煙和(he)助燃。在裝置操作(zuo)穩定(ding)，提高(gao)排放系(xi)統(tong)的壓(ya)力，投用火炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)(qi)回(hui)收(shou)壓(ya)縮機，回(hui)收(shou)火炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)(qi)、燃料氣(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)。
?. 制(zhi)冷壓(ya)縮機由丙烯制(zhi)冷壓(ya)縮機、乙烯制(zhi)冷壓(ya)縮機和二(er)元(yuan)(yuan)制(zhi)冷壓(ya)縮機構(gou)成，其(qi)中乙烯機和丙烯機構(gou)成復疊(die)式制(zhi)冷，為分(fen)離過(guo)程中裂解氣(qi)等提供(gong)多種等級的(de)冷劑。本單元(yuan)(yuan)是乙烯裝置的(de)心臟，一(yi)旦停車，系(xi)統無法正常運行。
?. 將裂(lie)解(jie)氣壓(ya)縮單(dan)元中堿洗的廢堿和(he)含硫污水利用二氧化碳(tan)中和(he)處(chu)理，使之合(he)格排(pai)放，減少環境污染。
3. 在國外執行的某工程乙烯裝置(zhi)布(bu)置(zhi)典型實例（圖5-106）
圖5-106 在國外執行的(de)某工程乙烯裝置(zhi)布置(zhi)典型實(shi)例(li)
