一、裝置簡介

  我(wo)國(guo)(guo)(guo)乙(yi)烯(xi)工業起(qi)步于(yu)20世紀60年(nian)代，最早是1964年(nian)從原(yuan)聯邦(bang)德(de)國(guo)(guo)(guo)引進(jin)的魯(lu)奇公司的原(yuan)油(you)(you)(you)裂解技術及年(nian)產3.6萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)。20世紀70年(nian)代先后建(jian)成了年(nian)產30萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)、11.5萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)和(he)7.3萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)的三套乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)，分別(bie)由日(ri)本東洋工程(cheng)公司、三菱(ling)油(you)(you)(you)化公司及法國(guo)(guo)(guo)石(shi)油(you)(you)(you)研(yan)究院和(he)貝(bei)西姆公司引進(jin)，專利技術分別(bie)來自美(mei)國(guo)(guo)(guo)魯(lu)姆斯公司、日(ri)本三菱(ling)油(you)(you)(you)化及法國(guo)(guo)(guo)石(shi)油(you)(you)(you)研(yan)究院。21世紀后，年(nian)產百萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)的乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)在我(wo)國(guo)(guo)(guo)大量建(jian)成投產。煉化一體化工廠原(yuan)料互供示(shi)意圖見圖2.12。

  現(xian)以裂(lie)(lie)解(jie)技(ji)術為主體(ti)對乙烯(xi)裝置進行簡單介紹(shao)。根據裂(lie)(lie)解(jie)方式(shi)的(de)不同，乙烯(xi)生產分(fen)(fen)(fen)為管式(shi)爐裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)、催化裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)、部(bu)分(fen)(fen)(fen)氧化法(fa)和(he)熱載(zai)體(ti)裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)等。但任何裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)得(de)到(dao)的(de)裂(lie)(lie)解(jie)氣(qi)都是混合物(wu)，需要分(fen)(fen)(fen)離(li)才能得(de)到(dao)純凈的(de)烯(xi)烴產品。通過混合物(wu)的(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)制取烯(xi)烴、芳(fang)烴的(de)方法(fa)主要有三(san)種(zhong)：深冷分(fen)(fen)(fen)離(li)、油吸收(shou)中冷分(fen)(fen)(fen)離(li)和(he)超吸附分(fen)(fen)(fen)離(li)。目(mu)前國內的(de)大部(bu)分(fen)(fen)(fen)乙烯(xi)裝置采(cai)用的(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)技(ji)術都是深冷分(fen)(fen)(fen)離(li)法(fa)。基本分(fen)(fen)(fen)離(li)流程有順(shun)序分(fen)(fen)(fen)離(li)、前脫(tuo)乙烷和(he)前脫(tuo)丙(bing)烷三(san)種(zhong)，采(cai)用哪種(zhong)分(fen)(fen)(fen)離(li)流程與裂(lie)(lie)解(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(er)、典型乙烯裂解裝置的工藝(yi)及特點

  典(dian)型(xing)乙烯裂解裝置的工藝流(liu)程示(shi)意圖(tu)如圖(tu)2.13所示(shi)。

  乙(yi)烯(xi)(xi)裂(lie)(lie)解裝置(zhi)大致可以分(fen)為四個(ge)部分(fen)，即裂(lie)(lie)解系(xi)統、壓縮及干燥系(xi)統、乙(yi)烯(xi)(xi)分(fen)離(li)系(xi)統和丙烯(xi)(xi)分(fen)離(li)系(xi)統。

1. 裂解系(xi)統(tong) 

   裂解系統是指裂解爐區及(ji)高壓蒸(zheng)汽發生系統，其(qi)工藝流程示意(yi)圖(tu)如圖(tu)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(qing)柴油(you)和(he)(he)(he)乙烷經加(jia)熱(re)(re)裂(lie)解(jie)(jie)得到乙烯(xi)、丙烯(xi)、丁(ding)二烯(xi)及其他副產(chan)品混合的(de)(de)裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)。裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)由裂(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)出來后(hou)(hou)直接進(jin)(jin)入廢(fei)熱(re)(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)，迅速冷(leng)卻，同時產(chan)生高壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)。由開工鍋(guo)爐(lu)(lu)給(gei)水泵過(guo)(guo)(guo)來的(de)(de)高壓(ya)鍋(guo)爐(lu)(lu)給(gei)水經蒸(zheng)(zheng)汽(qi)過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)爐(lu)(lu)、裂(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)對流段加(jia)熱(re)(re)后(hou)(hou)，進(jin)(jin)入廢(fei)熱(re)(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)汽(qi)包，產(chan)生的(de)(de)高壓(ya)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)再(zai)經蒸(zheng)(zheng)汽(qi)過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)爐(lu)(lu)過(guo)(guo)(guo)熱(re)(re)至(zhi)520℃后(hou)(hou)送(song)入透(tou)平和(he)(he)(he)工藝設備。混合裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)進(jin)(jin)入急(ji)冷(leng)器，用急(ji)冷(leng)油(you)進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)卻。之后(hou)(hou)又(you)經過(guo)(guo)(guo)油(you)氣(qi)塔、水洗塔進(jin)(jin)一步冷(leng)卻。水洗塔頂部(bu)出來的(de)(de)裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)被(bei)送(song)入裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機進(jin)(jin)行(xing)壓(ya)縮(suo)。油(you)氣(qi)塔和(he)(he)(he)水洗塔底部(bu)分別獲得裂(lie)解(jie)(jie)焦油(you)和(he)(he)(he)裂(lie)解(jie)(jie)汽(qi)油(you)。

2. 壓(ya)縮及干燥系統 

   裂(lie)解氣進(jin)入(ru)(ru)五段(duan)(duan)離心(xin)式裂(lie)解氣壓(ya)縮(suo)機，在(zai)(zai)三段(duan)(duan)出口至四(si)段(duan)(duan)入(ru)(ru)口間(jian)進(jin)入(ru)(ru)堿洗(xi)塔，經(jing)堿洗(xi)脫(tuo)除硫化氫和二氧化碳。經(jing)三段(duan)(duan)堿洗(xi)和一段(duan)(duan)水洗(xi)后的裂(lie)解氣送入(ru)(ru)四(si)段(duan)(duan)、五段(duan)(duan)壓(ya)縮(suo)，送入(ru)(ru)分(fen)(fen)離部分(fen)(fen)，以便在(zai)(zai)較高(gao)的壓(ya)力(li)下進(jin)行深冷分(fen)(fen)離。經(jing)過壓(ya)縮(suo)后的裂(lie)解氣首先進(jin)入(ru)(ru)干燥器進(jin)行干燥，然(ran)后進(jin)入(ru)(ru)乙烯(xi)分(fen)(fen)離系統。

3. 乙烯分離系(xi)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(xi)分(fen)離(li)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(xi)裂解裝置的(de)工(gong)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、乙烯裂解裝置的配管設計

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