一、裝置簡介

  我國乙(yi)烯工(gong)業起(qi)步于20世紀(ji)(ji)60年代(dai)(dai)，最(zui)早是1964年從原聯邦德(de)國引進的魯奇公司(si)的原油(you)裂解技(ji)術(shu)及(ji)年產(chan)3.6萬噸(dun)乙(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)。20世紀(ji)(ji)70年代(dai)(dai)先后建成了年產(chan)30萬噸(dun)、11.5萬噸(dun)和7.3萬噸(dun)的三(san)套(tao)乙(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)，分(fen)別由日(ri)本東洋工(gong)程公司(si)、三(san)菱油(you)化(hua)公司(si)及(ji)法國石油(you)研(yan)究院(yuan)(yuan)和貝西姆公司(si)引進，專利技(ji)術(shu)分(fen)別來自(zi)美(mei)國魯姆斯(si)公司(si)、日(ri)本三(san)菱油(you)化(hua)及(ji)法國石油(you)研(yan)究院(yuan)(yuan)。21世紀(ji)(ji)后，年產(chan)百萬噸(dun)的乙(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)在我國大(da)量(liang)建成投產(chan)。煉(lian)化(hua)一體化(hua)工(gong)廠原料互供示(shi)意圖見(jian)圖2.12。

  現以(yi)裂解技術為(wei)主(zhu)體(ti)對乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)進行簡單介紹(shao)。根據裂解方(fang)式的不同，乙(yi)烯(xi)生產分(fen)(fen)(fen)為(wei)管式爐裂解法(fa)、催化裂解法(fa)、部分(fen)(fen)(fen)氧化法(fa)和(he)熱載體(ti)裂解法(fa)等。但任何裂解法(fa)得到(dao)的裂解氣都是混合物(wu)，需要分(fen)(fen)(fen)離(li)才能(neng)得到(dao)純凈的烯(xi)烴產品(pin)。通過(guo)混合物(wu)的分(fen)(fen)(fen)離(li)制取烯(xi)烴、芳(fang)烴的方(fang)法(fa)主(zhu)要有三種：深冷(leng)分(fen)(fen)(fen)離(li)、油(you)吸(xi)收(shou)中冷(leng)分(fen)(fen)(fen)離(li)和(he)超吸(xi)附分(fen)(fen)(fen)離(li)。目前(qian)(qian)國內的大(da)部分(fen)(fen)(fen)乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)采(cai)用的分(fen)(fen)(fen)離(li)技術都是深冷(leng)分(fen)(fen)(fen)離(li)法(fa)。基本(ben)分(fen)(fen)(fen)離(li)流程有順序分(fen)(fen)(fen)離(li)、前(qian)(qian)脫(tuo)乙(yi)烷和(he)前(qian)(qian)脫(tuo)丙烷三種，采(cai)用哪種分(fen)(fen)(fen)離(li)流程與(yu)裂解原料有關(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、典型乙烯裂(lie)解裝置的工(gong)藝及(ji)特點(dian)

  典型(xing)乙烯裂解裝置(zhi)的工(gong)藝流程(cheng)示意圖(tu)如圖(tu)2.13所示。

  乙烯(xi)裂(lie)(lie)解裝置大致可(ke)以分為四個(ge)部分，即(ji)裂(lie)(lie)解系(xi)(xi)統(tong)(tong)、壓縮(suo)及干燥系(xi)(xi)統(tong)(tong)、乙烯(xi)分離系(xi)(xi)統(tong)(tong)和丙烯(xi)分離系(xi)(xi)統(tong)(tong)。

1. 裂解(jie)系統(tong) 

   裂(lie)解(jie)系(xi)統(tong)是指(zhi)裂(lie)解(jie)爐區及(ji)高壓蒸汽(qi)發生系(xi)統(tong)，其(qi)工藝(yi)流程示(shi)意圖如(ru)圖2.14所示(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。

   輕柴油和(he)乙烷經(jing)加(jia)(jia)熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)得到乙烯(xi)(xi)、丙(bing)烯(xi)(xi)、丁二烯(xi)(xi)及其他副產(chan)品混合(he)的(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣。裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣由裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)爐出來(lai)后直(zhi)接進(jin)(jin)入廢熱(re)(re)鍋(guo)(guo)爐，迅速冷(leng)(leng)卻(que)(que)，同(tong)時產(chan)生(sheng)高(gao)壓(ya)(ya)蒸汽(qi)(qi)(qi)。由開工鍋(guo)(guo)爐給水泵過來(lai)的(de)高(gao)壓(ya)(ya)鍋(guo)(guo)爐給水經(jing)蒸汽(qi)(qi)(qi)過熱(re)(re)爐、裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)爐對流段加(jia)(jia)熱(re)(re)后，進(jin)(jin)入廢熱(re)(re)鍋(guo)(guo)爐汽(qi)(qi)(qi)包(bao)，產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)壓(ya)(ya)蒸汽(qi)(qi)(qi)再經(jing)蒸汽(qi)(qi)(qi)過熱(re)(re)爐過熱(re)(re)至520℃后送(song)入透平和(he)工藝(yi)設備。混合(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣進(jin)(jin)入急(ji)(ji)冷(leng)(leng)器，用急(ji)(ji)冷(leng)(leng)油進(jin)(jin)行冷(leng)(leng)卻(que)(que)。之后又經(jing)過油氣塔(ta)(ta)、水洗塔(ta)(ta)進(jin)(jin)一步冷(leng)(leng)卻(que)(que)。水洗塔(ta)(ta)頂部(bu)出來(lai)的(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣被送(song)入裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣壓(ya)(ya)縮機進(jin)(jin)行壓(ya)(ya)縮。油氣塔(ta)(ta)和(he)水洗塔(ta)(ta)底部(bu)分別獲得裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)焦油和(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)汽(qi)(qi)(qi)油。

2. 壓縮(suo)及干(gan)燥(zao)系統 

   裂解(jie)(jie)氣進(jin)入(ru)五段離(li)心式裂解(jie)(jie)氣壓(ya)(ya)縮機，在(zai)三(san)段出口至四段入(ru)口間進(jin)入(ru)堿(jian)洗塔，經(jing)(jing)堿(jian)洗脫(tuo)除(chu)硫化氫和二(er)氧化碳(tan)。經(jing)(jing)三(san)段堿(jian)洗和一段水洗后(hou)的裂解(jie)(jie)氣送入(ru)四段、五段壓(ya)(ya)縮，送入(ru)分離(li)部分，以便在(zai)較(jiao)高的壓(ya)(ya)力下進(jin)行深(shen)冷(leng)分離(li)。經(jing)(jing)過壓(ya)(ya)縮后(hou)的裂解(jie)(jie)氣首先進(jin)入(ru)干燥器進(jin)行干燥，然后(hou)進(jin)入(ru)乙烯(xi)分離(li)系(xi)統。

3. 乙烯分離系統(tong) 

   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(xi)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(zhi)的工藝特(te)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(zhi)的配管設計

  主要是對裂解爐、塔(ta)、換熱器、罐、泵、壓縮機等設備(bei)的配(pei)管(guan)設計(ji)。