一、裝(zhuang)置(zhi)簡介

  我國(guo)乙烯(xi)工(gong)業(ye)起(qi)步于20世紀60年(nian)代(dai)，最早(zao)是1964年(nian)從(cong)原聯邦德國(guo)引(yin)進的魯奇公司的原油裂解技術及年(nian)產(chan)3.6萬(wan)噸乙烯(xi)裝置(zhi)。20世紀70年(nian)代(dai)先后建成(cheng)了(le)年(nian)產(chan)30萬(wan)噸、11.5萬(wan)噸和7.3萬(wan)噸的三套乙烯(xi)裝置(zhi)，分別(bie)由日本(ben)東(dong)洋工(gong)程公司、三菱油化(hua)公司及法國(guo)石油研究院和貝西姆公司引(yin)進，專利(li)技術分別(bie)來自美國(guo)魯姆斯(si)公司、日本(ben)三菱油化(hua)及法國(guo)石油研究院。21世紀后，年(nian)產(chan)百萬(wan)噸的乙烯(xi)裝置(zhi)在我國(guo)大(da)量建成(cheng)投產(chan)。煉化(hua)一體化(hua)工(gong)廠原料互供(gong)示意(yi)圖見圖2.12。

  現以(yi)裂(lie)解(jie)技術為(wei)主體對(dui)乙烯裝(zhuang)置進(jin)行簡單介(jie)紹(shao)。根據裂(lie)解(jie)方式的(de)不同，乙烯生產分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)管式爐裂(lie)解(jie)法(fa)、催化裂(lie)解(jie)法(fa)、部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)氧(yang)化法(fa)和(he)熱(re)載體裂(lie)解(jie)法(fa)等。但任何裂(lie)解(jie)法(fa)得(de)到的(de)裂(lie)解(jie)氣都是混(hun)合物，需要分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)才(cai)能(neng)得(de)到純凈的(de)烯烴產品。通過混(hun)合物的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)制取(qu)烯烴、芳烴的(de)方法(fa)主要有三種：深冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)、油吸收中冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)和(he)超吸附分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)。目(mu)前國內的(de)大部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)乙烯裝(zhuang)置采用的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)技術都是深冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)法(fa)。基本分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)流程(cheng)有順序分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)、前脫乙烷和(he)前脫丙烷三種，采用哪種分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)流程(cheng)與裂(lie)解(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、典型(xing)乙(yi)烯裂解裝置(zhi)的工(gong)藝及特(te)點(dian)

  典(dian)型乙烯(xi)裂解裝(zhuang)置的工藝流程示意圖如(ru)圖2.13所示。

  乙烯裂解(jie)裝置大致可(ke)以分(fen)(fen)為四個部分(fen)(fen)，即裂解(jie)系(xi)統(tong)(tong)、壓縮及干燥系(xi)統(tong)(tong)、乙烯分(fen)(fen)離系(xi)統(tong)(tong)和丙烯分(fen)(fen)離系(xi)統(tong)(tong)。

1. 裂解(jie)系統 

   裂解系統(tong)(tong)是指裂解爐區及(ji)高壓蒸(zheng)汽發生系統(tong)(tong)，其工藝流程示(shi)意圖(tu)如圖(tu)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(you)和(he)乙(yi)烷經加熱裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)得到乙(yi)烯(xi)、丙烯(xi)、丁二烯(xi)及其(qi)他副(fu)產品混合(he)的裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)。裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)由裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)(lu)出來后直接進(jin)(jin)入(ru)(ru)廢熱鍋(guo)爐(lu)(lu)，迅速冷(leng)卻，同時產生(sheng)高(gao)壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)。由開工鍋(guo)爐(lu)(lu)給水(shui)(shui)(shui)泵過(guo)(guo)來的高(gao)壓(ya)鍋(guo)爐(lu)(lu)給水(shui)(shui)(shui)經蒸(zheng)汽(qi)過(guo)(guo)熱爐(lu)(lu)、裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)(lu)對(dui)流段加熱后，進(jin)(jin)入(ru)(ru)廢熱鍋(guo)爐(lu)(lu)汽(qi)包，產生(sheng)的高(gao)壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)再經蒸(zheng)汽(qi)過(guo)(guo)熱爐(lu)(lu)過(guo)(guo)熱至520℃后送(song)入(ru)(ru)透平和(he)工藝設(she)備。混合(he)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)進(jin)(jin)入(ru)(ru)急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)卻。之后又經過(guo)(guo)油(you)氣(qi)塔(ta)、水(shui)(shui)(shui)洗(xi)塔(ta)進(jin)(jin)一步冷(leng)卻。水(shui)(shui)(shui)洗(xi)塔(ta)頂部出來的裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)被送(song)入(ru)(ru)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機進(jin)(jin)行(xing)壓(ya)縮(suo)。油(you)氣(qi)塔(ta)和(he)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)塔(ta)底部分(fen)別(bie)獲得裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)焦油(you)和(he)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)汽(qi)油(you)。

2. 壓縮及干燥(zao)系統(tong) 

   裂(lie)(lie)解氣進(jin)(jin)入五段(duan)(duan)離(li)心式裂(lie)(lie)解氣壓縮(suo)機(ji)，在(zai)三段(duan)(duan)出口至四(si)段(duan)(duan)入口間進(jin)(jin)入堿(jian)洗(xi)塔，經堿(jian)洗(xi)脫除(chu)硫(liu)化氫和(he)(he)二氧化碳。經三段(duan)(duan)堿(jian)洗(xi)和(he)(he)一段(duan)(duan)水洗(xi)后(hou)的裂(lie)(lie)解氣送入四(si)段(duan)(duan)、五段(duan)(duan)壓縮(suo)，送入分(fen)(fen)離(li)部分(fen)(fen)，以便在(zai)較(jiao)高的壓力下進(jin)(jin)行(xing)深冷分(fen)(fen)離(li)。經過壓縮(suo)后(hou)的裂(lie)(lie)解氣首先進(jin)(jin)入干燥器進(jin)(jin)行(xing)干燥，然后(hou)進(jin)(jin)入乙烯(xi)分(fen)(fen)離(li)系統。

3. 乙烯(xi)分離(li)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. 丙烯分離系(xi)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(lie)解裝置的工藝(yi)特點(dian)

  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(de)配(pei)管設計

  主要是對裂解爐、塔、換熱器(qi)、罐(guan)、泵(beng)、壓縮(suo)機等設備的(de)配管設計。