一(yi)、裝置簡(jian)介

  我(wo)國(guo)乙(yi)烯工業(ye)起步于20世紀60年(nian)代(dai)，最早是(shi)1964年(nian)從原(yuan)聯邦德(de)國(guo)引進的(de)魯奇公(gong)(gong)司(si)(si)(si)的(de)原(yuan)油(you)裂解技術(shu)及(ji)年(nian)產3.6萬噸乙(yi)烯裝置。20世紀70年(nian)代(dai)先(xian)后(hou)(hou)建成了年(nian)產30萬噸、11.5萬噸和7.3萬噸的(de)三套乙(yi)烯裝置，分別由日(ri)本東洋工程(cheng)公(gong)(gong)司(si)(si)(si)、三菱油(you)化(hua)公(gong)(gong)司(si)(si)(si)及(ji)法國(guo)石油(you)研(yan)究院和貝(bei)西(xi)姆公(gong)(gong)司(si)(si)(si)引進，專利技術(shu)分別來(lai)自美國(guo)魯姆斯公(gong)(gong)司(si)(si)(si)、日(ri)本三菱油(you)化(hua)及(ji)法國(guo)石油(you)研(yan)究院。21世紀后(hou)(hou)，年(nian)產百萬噸的(de)乙(yi)烯裝置在我(wo)國(guo)大(da)量建成投產。煉化(hua)一(yi)體化(hua)工廠原(yuan)料(liao)互(hu)供示意圖(tu)見圖(tu)2.12。

  現(xian)以裂解(jie)(jie)技術為主(zhu)體對(dui)乙(yi)烯裝置進行簡(jian)單(dan)介(jie)紹。根據裂解(jie)(jie)方式(shi)的(de)(de)不(bu)同，乙(yi)烯生產(chan)分(fen)為管(guan)式(shi)爐裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)、催化裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)、部分(fen)氧化法(fa)(fa)和熱載體裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)等(deng)。但任何裂解(jie)(jie)法(fa)(fa)得到的(de)(de)裂解(jie)(jie)氣都是混(hun)合物，需要(yao)分(fen)離(li)(li)才能(neng)得到純凈的(de)(de)烯烴產(chan)品。通過(guo)混(hun)合物的(de)(de)分(fen)離(li)(li)制取烯烴、芳烴的(de)(de)方法(fa)(fa)主(zhu)要(yao)有三種(zhong)：深冷(leng)分(fen)離(li)(li)、油吸收中冷(leng)分(fen)離(li)(li)和超吸附分(fen)離(li)(li)。目前(qian)(qian)國內的(de)(de)大部分(fen)乙(yi)烯裝置采(cai)用的(de)(de)分(fen)離(li)(li)技術都是深冷(leng)分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)。基(ji)本分(fen)離(li)(li)流(liu)程有順(shun)序分(fen)離(li)(li)、前(qian)(qian)脫乙(yi)烷和前(qian)(qian)脫丙(bing)烷三種(zhong)，采(cai)用哪種(zhong)分(fen)離(li)(li)流(liu)程與(yu)裂解(jie)(jie)原料有關。

  乙烯和丙烯在20世紀70年代，基本上都是由醇類脫水制得。隨著原料乙烯需求量的急劇增加，利用石油產品的熱裂解制作原料乙烯的生產方法成為現代乙烯生產的主要途徑。目前原料乙烯大部分以石油系碳氫化合物或濕天然氣為原料制得。乙烯裂解裝置主要以輕柴油為原料，采用高溫裂解和深冷分離工藝，即用六塔順序分離生產純乙烯、純丙烯、混合C₄等產品。

二(er)、典(dian)型乙烯裂(lie)解(jie)裝置的工藝及特點

  典型(xing)乙烯裂解裝置的工藝(yi)流程示(shi)意(yi)圖如圖2.13所示(shi)。

  乙烯(xi)裂解裝(zhuang)置大致可(ke)以分(fen)(fen)為四個部分(fen)(fen)，即(ji)裂解系(xi)統、壓縮及干燥系(xi)統、乙烯(xi)分(fen)(fen)離系(xi)統和丙烯(xi)分(fen)(fen)離系(xi)統。

1. 裂解系統 

   裂解系統是指裂解爐(lu)區及高壓蒸汽發生系統，其工(gong)藝流(liu)程(cheng)示(shi)(shi)意圖如圖2.14所示(shi)(shi)。

   原料輕柴油經急冷水、急冷油兩級換熱，預熱后加入適量的稀釋蒸汽送入輕柴油裂解爐對流段。在對流段被加熱后進入輻射段加熱，至770～800℃并完成裂解反應。由乙烯精餾塔釜返回的循環乙烷經回收冷流量氣化后，按比例加入稀釋蒸汽并注入少量CS₂送入乙烷裂解爐，在對流段被預熱后進入輻射段，在輻射段加熱到800～863℃進行裂解反應。

   輕柴油(you)和(he)(he)乙(yi)烷經(jing)(jing)(jing)加熱(re)(re)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)得到乙(yi)烯(xi)、丙烯(xi)、丁(ding)二烯(xi)及其他副產品混合的(de)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)。裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)由裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)出(chu)來(lai)后直接進(jin)(jin)(jin)入(ru)廢熱(re)(re)鍋(guo)(guo)爐(lu)，迅速(su)冷卻，同時產生(sheng)高(gao)壓蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)。由開工鍋(guo)(guo)爐(lu)給水泵(beng)過來(lai)的(de)高(gao)壓鍋(guo)(guo)爐(lu)給水經(jing)(jing)(jing)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)過熱(re)(re)爐(lu)、裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)對流(liu)段(duan)加熱(re)(re)后，進(jin)(jin)(jin)入(ru)廢熱(re)(re)鍋(guo)(guo)爐(lu)汽(qi)包，產生(sheng)的(de)高(gao)壓蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)再經(jing)(jing)(jing)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)過熱(re)(re)爐(lu)過熱(re)(re)至520℃后送入(ru)透(tou)平和(he)(he)工藝設備(bei)。混合裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)進(jin)(jin)(jin)入(ru)急冷器(qi)，用急冷油(you)進(jin)(jin)(jin)行(xing)冷卻。之后又經(jing)(jing)(jing)過油(you)氣(qi)塔、水洗(xi)塔進(jin)(jin)(jin)一步(bu)冷卻。水洗(xi)塔頂部出(chu)來(lai)的(de)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)被(bei)送入(ru)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓縮機進(jin)(jin)(jin)行(xing)壓縮。油(you)氣(qi)塔和(he)(he)水洗(xi)塔底部分別獲得裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)焦油(you)和(he)(he)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)汽(qi)油(you)。

2. 壓縮及干燥系統 

   裂(lie)解氣進入(ru)(ru)五(wu)段(duan)離(li)(li)心(xin)式裂(lie)解氣壓縮(suo)機，在(zai)(zai)三(san)段(duan)出(chu)口至(zhi)四段(duan)入(ru)(ru)口間進入(ru)(ru)堿洗(xi)(xi)(xi)塔，經(jing)堿洗(xi)(xi)(xi)脫除硫化氫和二氧(yang)化碳。經(jing)三(san)段(duan)堿洗(xi)(xi)(xi)和一段(duan)水洗(xi)(xi)(xi)后的裂(lie)解氣送(song)入(ru)(ru)四段(duan)、五(wu)段(duan)壓縮(suo)，送(song)入(ru)(ru)分(fen)離(li)(li)部(bu)分(fen)，以便(bian)在(zai)(zai)較(jiao)高(gao)的壓力(li)下進行深冷分(fen)離(li)(li)。經(jing)過壓縮(suo)后的裂(lie)解氣首先進入(ru)(ru)干(gan)燥器進行干(gan)燥，然(ran)后進入(ru)(ru)乙烯分(fen)離(li)(li)系統。

3. 乙烯分離系統 

   干燥后的裂解氣進入高壓脫乙烷塔進行C₂/C₃分離，C₂經過加氫、冷卻分離出氫氣，然后進入脫甲烷塔進行甲烷脫除。脫除甲烷后的C₂進入乙烯精餾塔獲得乙烯產品。乙烯產品在送出裝置前先進行5級壓縮。壓縮后的乙烯可以氣相產品送出裝置。壓縮乙烯也可以進行制冷，一方面為脫甲烷塔等提供制冷劑，另一方面可作為液體乙烯產品送出裝置。

4. 丙(bing)烯分離系統 

   從高壓脫乙烷塔底部出來的C₃被送至低壓脫乙烷塔作進一步分離。塔底出來的C₃被送入脫丙烷塔進行C₃/C₄分離。脫丙烷塔頂出來的C₃，進入C₃加氫系統，然后送至丙烯精餾塔獲得丙烯產品。脫丙烷塔底出來的C₄/C₅ 物料進入脫丁烷塔進行C₄/C₅分離。從丙烯精餾塔出來的丙烯進入加工三段壓縮機壓縮，以液體丙烯作為產品送出裝置。

三(san)、乙烯裂(lie)解裝置的(de)工藝特點

  裂解系統溫度較高，裂解氣中含有氫氣、硫化氫和二氧化碳等腐蝕性介質，裂解部分的廢熱蒸汽系統為高溫高壓工況，C₂分離系統為超低溫（-101℃及以下）工況，C3分離系統為低溫（-46℃及以下）介質工況。裝置中的典型介質有氫氣、二氧化碳、乙烯、丙烯和高壓蒸汽等。

四、乙烯(xi)裂解裝置(zhi)的(de)配(pei)管設計

  主要是對裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機等(deng)設備(bei)的(de)配管設計。