一、裝置簡介

  我國(guo)乙(yi)烯(xi)工(gong)業起步于20世(shi)紀60年(nian)代(dai)(dai)，最早是1964年(nian)從原聯邦德國(guo)引進的魯(lu)奇(qi)公司(si)的原油(you)裂解技術及(ji)年(nian)產(chan)3.6萬(wan)噸(dun)(dun)乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)。20世(shi)紀70年(nian)代(dai)(dai)先(xian)后建成(cheng)了年(nian)產(chan)30萬(wan)噸(dun)(dun)、11.5萬(wan)噸(dun)(dun)和(he)7.3萬(wan)噸(dun)(dun)的三套乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)，分別由(you)日本(ben)東(dong)洋工(gong)程公司(si)、三菱油(you)化公司(si)及(ji)法國(guo)石(shi)油(you)研究院和(he)貝西姆(mu)公司(si)引進，專(zhuan)利技術分別來自美(mei)國(guo)魯(lu)姆(mu)斯公司(si)、日本(ben)三菱油(you)化及(ji)法國(guo)石(shi)油(you)研究院。21世(shi)紀后，年(nian)產(chan)百萬(wan)噸(dun)(dun)的乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)在我國(guo)大量建成(cheng)投產(chan)。煉(lian)化一體化工(gong)廠原料互(hu)供示意圖(tu)見圖(tu)2.12。

  現以裂(lie)(lie)解技術為主(zhu)體對(dui)乙烯裝(zhuang)置進行簡單(dan)介紹。根(gen)據裂(lie)(lie)解方式的(de)不(bu)同，乙烯生(sheng)產分(fen)為管(guan)式爐(lu)裂(lie)(lie)解法(fa)(fa)(fa)、催化裂(lie)(lie)解法(fa)(fa)(fa)、部分(fen)氧化法(fa)(fa)(fa)和(he)熱載體裂(lie)(lie)解法(fa)(fa)(fa)等。但任何裂(lie)(lie)解法(fa)(fa)(fa)得(de)到(dao)(dao)的(de)裂(lie)(lie)解氣都是混(hun)合物，需要(yao)分(fen)離(li)(li)才能得(de)到(dao)(dao)純凈的(de)烯烴產品(pin)。通過(guo)混(hun)合物的(de)分(fen)離(li)(li)制取(qu)烯烴、芳(fang)烴的(de)方法(fa)(fa)(fa)主(zhu)要(yao)有(you)三種(zhong)(zhong)：深冷分(fen)離(li)(li)、油吸收中冷分(fen)離(li)(li)和(he)超吸附分(fen)離(li)(li)。目前國內的(de)大部分(fen)乙烯裝(zhuang)置采用的(de)分(fen)離(li)(li)技術都是深冷分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)。基本分(fen)離(li)(li)流程有(you)順序分(fen)離(li)(li)、前脫(tuo)乙烷和(he)前脫(tuo)丙烷三種(zhong)(zhong)，采用哪種(zhong)(zhong)分(fen)離(li)(li)流程與(yu)裂(lie)(lie)解原料有(you)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、典(dian)型乙烯裂解裝置(zhi)的(de)工藝及特(te)點

  典型乙烯裂(lie)解裝置的工藝流程示意圖如圖2.13所(suo)示。

  乙(yi)烯裂(lie)解(jie)裝置大致可以(yi)分為四個(ge)部分，即裂(lie)解(jie)系統(tong)、壓縮及干燥系統(tong)、乙(yi)烯分離系統(tong)和丙(bing)烯分離系統(tong)。

1. 裂解(jie)系統 

   裂解系統是指裂解爐區及高壓蒸汽發生系統，其工藝流程示意圖如(ru)圖2.14所(suo)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(he)乙烷(wan)經(jing)(jing)(jing)(jing)加熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)解得(de)到乙烯、丙烯、丁二烯及其他副產品(pin)混(hun)合的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)(qi)。裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)(qi)由裂(lie)(lie)(lie)解爐出來后(hou)(hou)(hou)直(zhi)接進入(ru)廢熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐，迅速冷(leng)卻，同時產生高壓蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)。由開工鍋(guo)爐給(gei)水泵過(guo)來的(de)(de)高壓鍋(guo)爐給(gei)水經(jing)(jing)(jing)(jing)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)過(guo)熱(re)(re)(re)爐、裂(lie)(lie)(lie)解爐對(dui)流段(duan)加熱(re)(re)(re)后(hou)(hou)(hou)，進入(ru)廢熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐汽(qi)(qi)(qi)包，產生的(de)(de)高壓蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)再經(jing)(jing)(jing)(jing)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)過(guo)熱(re)(re)(re)爐過(guo)熱(re)(re)(re)至520℃后(hou)(hou)(hou)送(song)入(ru)透平和(he)工藝設備。混(hun)合裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)(qi)進入(ru)急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)進行冷(leng)卻。之后(hou)(hou)(hou)又經(jing)(jing)(jing)(jing)過(guo)油(you)氣(qi)(qi)塔(ta)、水洗塔(ta)進一步冷(leng)卻。水洗塔(ta)頂(ding)部出來的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)(qi)被送(song)入(ru)裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)(qi)壓縮機進行壓縮。油(you)氣(qi)(qi)塔(ta)和(he)水洗塔(ta)底部分別獲得(de)裂(lie)(lie)(lie)解焦油(you)和(he)裂(lie)(lie)(lie)解汽(qi)(qi)(qi)油(you)。

2. 壓(ya)縮及(ji)干(gan)燥系統 

   裂(lie)解氣(qi)進入五段(duan)(duan)(duan)離心式(shi)裂(lie)解氣(qi)壓縮(suo)(suo)機，在(zai)三段(duan)(duan)(duan)出口(kou)至四段(duan)(duan)(duan)入口(kou)間(jian)進入堿(jian)(jian)(jian)洗塔(ta)，經(jing)堿(jian)(jian)(jian)洗脫除(chu)硫化氫和二氧(yang)化碳。經(jing)三段(duan)(duan)(duan)堿(jian)(jian)(jian)洗和一段(duan)(duan)(duan)水洗后(hou)的裂(lie)解氣(qi)送入四段(duan)(duan)(duan)、五段(duan)(duan)(duan)壓縮(suo)(suo)，送入分離部(bu)分，以(yi)便在(zai)較高的壓力下進行(xing)深冷(leng)分離。經(jing)過壓縮(suo)(suo)后(hou)的裂(lie)解氣(qi)首先進入干燥器進行(xing)干燥，然(ran)后(hou)進入乙烯分離系統。

3. 乙烯分(fen)離(li)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、乙烯裂解裝置的工藝特點

  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、乙烯裂解裝置的配管設計

  主要是對裂(lie)解爐(lu)、塔、換熱器、罐、泵(beng)、壓縮(suo)機等設備的配管設計。