一、裝(zhuang)置(zhi)簡(jian)介

  我國(guo)(guo)乙烯(xi)(xi)工業起(qi)步于20世(shi)紀60年(nian)代，最早(zao)是(shi)1964年(nian)從原(yuan)聯邦德國(guo)(guo)引(yin)(yin)進的魯奇公(gong)司(si)的原(yuan)油(you)裂解(jie)技術(shu)及年(nian)產(chan)3.6萬噸乙烯(xi)(xi)裝(zhuang)置(zhi)。20世(shi)紀70年(nian)代先(xian)后(hou)建成(cheng)了年(nian)產(chan)30萬噸、11.5萬噸和(he)7.3萬噸的三套(tao)乙烯(xi)(xi)裝(zhuang)置(zhi)，分別(bie)(bie)由日(ri)本東洋工程(cheng)公(gong)司(si)、三菱(ling)油(you)化(hua)公(gong)司(si)及法國(guo)(guo)石油(you)研究院和(he)貝西姆公(gong)司(si)引(yin)(yin)進，專利技術(shu)分別(bie)(bie)來自美國(guo)(guo)魯姆斯公(gong)司(si)、日(ri)本三菱(ling)油(you)化(hua)及法國(guo)(guo)石油(you)研究院。21世(shi)紀后(hou)，年(nian)產(chan)百(bai)萬噸的乙烯(xi)(xi)裝(zhuang)置(zhi)在我國(guo)(guo)大量建成(cheng)投產(chan)。煉化(hua)一體化(hua)工廠(chang)原(yuan)料互(hu)供示(shi)意圖見圖2.12。

  現以裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)技(ji)術為主體(ti)(ti)對乙烯(xi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)進(jin)行簡單(dan)介紹。根據裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)方式(shi)的(de)(de)不(bu)同，乙烯(xi)生產分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為管(guan)式(shi)爐裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)、催化裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)、部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)氧化法(fa)(fa)和(he)熱(re)載(zai)體(ti)(ti)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)等。但任何裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)得到(dao)的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣(qi)都(dou)是(shi)混(hun)合物(wu)，需(xu)要分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)才能得到(dao)純凈的(de)(de)烯(xi)烴產品。通過混(hun)合物(wu)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)制取烯(xi)烴、芳烴的(de)(de)方法(fa)(fa)主要有三種(zhong)：深冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)、油吸收中(zhong)冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)和(he)超吸附分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)。目前國內(nei)的(de)(de)大部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)乙烯(xi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)采用(yong)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)技(ji)術都(dou)是(shi)深冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)。基本分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)流程(cheng)有順序分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)、前脫(tuo)(tuo)乙烷(wan)和(he)前脫(tuo)(tuo)丙烷(wan)三種(zhong)，采用(yong)哪種(zhong)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)流程(cheng)與裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)原料(liao)有關(guan)。

  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、典型(xing)乙烯裂解(jie)裝置的工藝及特點

  典型乙烯(xi)裂解(jie)裝置的工藝(yi)流程示意圖(tu)如圖(tu)2.13所示。

  乙烯(xi)裂解裝(zhuang)置大致可以(yi)分(fen)(fen)為四個部分(fen)(fen)，即裂解系(xi)統、壓縮及干燥(zao)系(xi)統、乙烯(xi)分(fen)(fen)離(li)系(xi)統和丙烯(xi)分(fen)(fen)離(li)系(xi)統。

1. 裂解系統 

   裂解系(xi)(xi)統是(shi)指裂解爐區及高(gao)壓蒸汽發生系(xi)(xi)統，其(qi)工藝流(liu)程示意圖如圖2.14所示。

   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)和乙(yi)烷經(jing)加熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)解得(de)到乙(yi)烯(xi)、丙(bing)烯(xi)、丁(ding)二烯(xi)及其(qi)他副產品混(hun)合的(de)裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)。裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)由裂(lie)(lie)(lie)解爐(lu)出(chu)來后(hou)直接進(jin)(jin)入(ru)廢熱(re)(re)鍋(guo)爐(lu)，迅速冷(leng)卻，同(tong)時產生(sheng)高壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)。由開(kai)工鍋(guo)爐(lu)給水(shui)泵過(guo)(guo)來的(de)高壓(ya)鍋(guo)爐(lu)給水(shui)經(jing)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)過(guo)(guo)熱(re)(re)爐(lu)、裂(lie)(lie)(lie)解爐(lu)對流段加熱(re)(re)后(hou)，進(jin)(jin)入(ru)廢熱(re)(re)鍋(guo)爐(lu)汽(qi)(qi)(qi)包，產生(sheng)的(de)高壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)再經(jing)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)過(guo)(guo)熱(re)(re)爐(lu)過(guo)(guo)熱(re)(re)至520℃后(hou)送入(ru)透平和工藝設備(bei)。混(hun)合裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)進(jin)(jin)入(ru)急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)卻。之(zhi)后(hou)又經(jing)過(guo)(guo)油(you)氣(qi)塔(ta)、水(shui)洗塔(ta)進(jin)(jin)一步冷(leng)卻。水(shui)洗塔(ta)頂部出(chu)來的(de)裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)被送入(ru)裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)壓(ya)縮(suo)機進(jin)(jin)行(xing)壓(ya)縮(suo)。油(you)氣(qi)塔(ta)和水(shui)洗塔(ta)底(di)部分(fen)別獲得(de)裂(lie)(lie)(lie)解焦油(you)和裂(lie)(lie)(lie)解汽(qi)(qi)(qi)油(you)。

2. 壓縮及干(gan)燥系(xi)統 

   裂(lie)(lie)解(jie)氣進(jin)(jin)入(ru)五(wu)(wu)段(duan)(duan)(duan)離心式裂(lie)(lie)解(jie)氣壓(ya)縮(suo)(suo)機，在三段(duan)(duan)(duan)出口(kou)至四段(duan)(duan)(duan)入(ru)口(kou)間(jian)進(jin)(jin)入(ru)堿(jian)洗(xi)(xi)(xi)塔，經(jing)堿(jian)洗(xi)(xi)(xi)脫(tuo)除硫化(hua)氫(qing)和二氧化(hua)碳。經(jing)三段(duan)(duan)(duan)堿(jian)洗(xi)(xi)(xi)和一段(duan)(duan)(duan)水洗(xi)(xi)(xi)后的(de)裂(lie)(lie)解(jie)氣送入(ru)四段(duan)(duan)(duan)、五(wu)(wu)段(duan)(duan)(duan)壓(ya)縮(suo)(suo)，送入(ru)分(fen)(fen)離部分(fen)(fen)，以便在較(jiao)高的(de)壓(ya)力下(xia)進(jin)(jin)行深(shen)冷分(fen)(fen)離。經(jing)過壓(ya)縮(suo)(suo)后的(de)裂(lie)(lie)解(jie)氣首先進(jin)(jin)入(ru)干燥器進(jin)(jin)行干燥，然后進(jin)(jin)入(ru)乙烯分(fen)(fen)離系統。

3. 乙烯分(fen)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(tong) 

   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、乙烯裂解裝置的(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、乙烯裂(lie)解裝置的配管(guan)設計

  主(zhu)要是對裂解爐(lu)、塔、換熱器、罐、泵、壓(ya)縮機等設備的配管設計。