1. 乙烯裝置工藝的技術發展
乙(yi)(yi)烯(xi)（Ethylene或者Ethene）是(shi)石(shi)(shi)油(you)化工的(de)重要基(ji)礎原料，乙(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)是(shi)石(shi)(shi)油(you)化工生(sheng)(sheng)產有(you)機(ji)原料的(de)基(ji)礎，是(shi)石(shi)(shi)油(you)化工的(de)龍(long)頭，它的(de)規模(mo)、產量(liang)、技(ji)術，標志著一個國家的(de)石(shi)(shi)油(you)化學工業的(de)發展水平(ping)。乙(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)(sheng)產裝(zhuang)置(zhi)(zhi)起源于(yu)1940年，美孚公(gong)司建成了(le)第一套以煉廠氣為原料的(de)乙(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)(sheng)產裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，開創了(le)以乙(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)為中心的(de)石(shi)(shi)油(you)化工歷(li)史，目前(qian)世界上乙(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)(sheng)產的(de)主要技(ji)術是(shi)管(guan)式爐蒸汽熱裂解(jie)和深冷分離流程。
乙烯裝置(zhi)主要由(you)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)和分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)兩部分(fen)(fen)(fen)組成。管式(shi)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法可(ke)以分(fen)(fen)(fen)為(wei)魯姆斯裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、斯通-韋(wei)伯斯特裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、凱(kai)洛格裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、三菱(ling)油化裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、福斯特-惠勒裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法和西拉斯裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法等(deng)。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)部分(fen)(fen)(fen)根(gen)據分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)形式(shi)可(ke)以分(fen)(fen)(fen)為(wei)順序分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)法、前端(duan)脫乙烷、前端(duan)脫丙烷和漸進分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)流程。
2. 乙烯裝置工藝(yi)流程簡介
乙烯(xi)裝置的基(ji)本組成單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)為：裂(lie)解(jie)爐單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、急(ji)冷(leng)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、裂(lie)解(jie)氣壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、深冷(leng)分離單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)乙烷(wan)與(yu)(yu)乙烯(xi)精(jing)制(zhi)(zhi)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、乙烯(xi)產品外(wai)送(song)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)丙烷(wan)與(yu)(yu)丙烯(xi)精(jing)制(zhi)(zhi)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、火(huo)炬單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)和污水處理單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)作(zuo)用介紹如(ru)下。
①. 裂解爐(lu)(lu)單元。原料油與稀釋蒸(zheng)汽按比例(li)混合(he)，進入裂解爐(lu)(lu)發生高溫斷鏈反應，生成氫氣、甲烷、乙烯丙烯、碳四等目的產物，同(tong)時(shi)副產超高壓(ya)蒸(zheng)汽，屬(shu)高溫單元。
②. 急冷單元。裂解氣在此(ci)單元先后經油洗(xi)、水洗(xi)，溫度降低至40℃，同(tong)時將(jiang)較重組分如渣油、重汽(qi)油分離出來。
③. 裂解(jie)氣壓縮(suo)單(dan)元。利用超高壓蒸汽(qi)作動(dong)力(li)驅動(dong)汽(qi)輪機(ji)將(jiang)裂解(jie)氣升壓，分(fen)離其中(zhong)較重組成(cheng)，減少進入(ru)冷箱系統的物料量，同(tong)時將(jiang)裂解(jie)過程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的酸性氣體用堿(jian)中(zhong)和脫除。過程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)廢堿(jian)、含(han)硫污(wu)水。
④. 深冷分離單(dan)元。將壓縮后的(de)裂解氣干燥(zao)后，依次降溫最終達到氫(qing)氣的(de)分離。利用鎳基催化劑(ji)將氫(qing)氣中(zhong)的(de)雜質(zhi)脫除。
⑤. 脫甲烷單元(yuan)。進行甲烷與碳二(er)以(yi)上組分的切割。
⑥. 脫乙(yi)(yi)烷與(yu)乙(yi)(yi)烯(xi)精餾單元。進行碳(tan)二與(yu)碳(tan)三(san)以上組分的(de)切割，并(bing)將碳(tan)二在鈀(ba)系催化劑(ji)作用下選擇加氫，使(shi)乙(yi)(yi)炔加氫生成乙(yi)(yi)烯(xi)，分離乙(yi)(yi)烯(xi)與(yu)乙(yi)(yi)烷，乙(yi)(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙烯產品外(wai)送單(dan)元。進行乙烯儲存和(he)汽化外(wai)送，為下游裝置(zhi)提(ti)供不同(tong)壓力等級的(de)氣(qi)相乙烯。
⑧. 脫丙烷(wan)(wan)與丙烯(xi)精制(zhi)單元。進行碳三與碳四以上組分的(de)切割，并(bing)將碳三在催化劑作(zuo)用下選擇加(jia)(jia)氫(qing)，使(shi)MAPD加(jia)(jia)氫(qing)生成(cheng)丙烯(xi)，分離丙烯(xi)與丙烷(wan)(wan)，丙烯(xi)送下游加(jia)(jia)工，丙烷(wan)(wan)循環(huan)裂(lie)解(jie)或外送。
⑨. 脫(tuo)丁烷單元。進行碳四與碳五以上(shang)組分的切割。
⑩. 脫戊烷(wan)單元。將碳五(wu)與汽油分離，碳五(wu)送制(zhi)苯抽提。
?. 火炬單元(yuan)。提(ti)供可燃氣體安(an)全(quan)排放燃燒或(huo)回收，是(shi)事(shi)故狀態(tai)下的安(an)全(quan)防護措施(shi)。
?. 制冷(leng)壓縮單(dan)元。為裂解氣順(shun)序分離提供(gong)不同等級的冷(leng)劑，是乙烯裝置的心臟(zang)部(bu)位。
?. 污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)單元。預(yu)處(chu)理(li)(li)裝(zhuang)置產生(sheng)的廢堿等污(wu)(wu)水，間(jian)斷處(chu)理(li)(li)，有劇毒物料。
順序分離流程(cheng)如(ru)圖5-105所示。
①. 從界(jie)區外來的HGO、石腦油、加氫(qing)尾油原(yuan)料(liao)分別儲存在(zai)進(jin)料(liao)罐，原(yuan)料(liao)經(jing)過泵加壓后，用急冷(leng)(leng)(leng)水預(yu)熱送至裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)。經(jing)預(yu)熱后裂(lie)(lie)解(jie)(jie)原(yuan)料(liao)進(jin)入裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)對流段(duan)原(yuan)料(liao)預(yu)熱段(duan)預(yu)熱后與稀釋蒸汽(qi)按比例混合后，經(jing)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)混合預(yu)熱段(duan)預(yu)熱至起始反應(ying)溫度（即橫跨溫度），進(jin)入裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)輻射(she)段(duan)進(jin)行裂(lie)(lie)解(jie)(jie)。裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣先進(jin)人(ren)廢(fei)熱鍋爐(lu)盡快冷(leng)(leng)(leng)卻以防止二次反應(ying)的發(fa)生(sheng)，并回收裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣的顯熱，然后進(jin)入急冷(leng)(leng)(leng)器用急冷(leng)(leng)(leng)油進(jin)一(yi)步冷(leng)(leng)(leng)卻后送入汽(qi)油分餾塔。
②. 裂解(jie)氣在(zai)汽油(you)分(fen)(fen)(fen)餾塔(ta)中(zhong)用循環急(ji)(ji)冷(leng)油(you)進一步冷(leng)卻，重組分(fen)(fen)(fen)通過塔(ta)釜采出(chu)作(zuo)為裂解(jie)燃(ran)料油(you)（PFO）產品(pin)，較輕(qing)的組分(fen)(fen)(fen)通過側(ce)線采出(chu)作(zuo)為裂解(jie)柴油(you)（PGO）產品(pin)，裂解(jie)汽油(you)和更輕(qing)的組分(fen)(fen)(fen)在(zai)塔(ta)頂(ding)以氣相采出(chu)。急(ji)(ji)冷(leng)油(you)帶(dai)走的熱量(liang)經過稀釋蒸汽發(fa)(fa)生系統、工(gong)藝(yi)水(shui)汽提塔(ta)再沸(fei)器、對(dui)去工(gong)藝(yi)水(shui)汽提塔(ta)及稀釋蒸汽發(fa)(fa)生器的工(gong)藝(yi)水(shui)加熱進行(xing)回收。
③. 急冷(leng)水塔(ta)塔(ta)頂汽(qi)相經帶有段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)間冷(leng)卻(que)和分離的(de)(de)五(wu)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂解(jie)(jie)氣(qi)壓縮機(ji)壓縮。裂解(jie)(jie)氣(qi)壓縮機(ji)五(wu)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)出口裂解(jie)(jie)氣(qi)經冷(leng)卻(que)水、丙烯冷(leng)劑和脫(tuo)(tuo)乙(yi)烷(wan)塔(ta)進料激冷(leng)后進入(ru)裂解(jie)(jie)氣(qi)干(gan)燥器。過程中分離的(de)(de)汽(qi)油送(song)出界區，凝(ning)液汽(qi)提塔(ta)釜出料送(song)至脫(tuo)(tuo)丙烷(wan)系(xi)統。在三段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)和四(si)段(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)之間，裂解(jie)(jie)氣(qi)經過堿洗除去(qu)H2S和CO2。
④. 裂(lie)解氣(qi)經(jing)過脫水干燥，進(jin)入冷(leng)箱(xiang)，依次經(jing)丙烯(xi)冷(leng)劑、乙烯(xi)冷(leng)劑、甲烷節流(liu)降(jiang)溫(wen)冷(leng)凝分(fen)離，最終氣(qi)相降(jiang)溫(wen)至-165℃從低壓甲烷中分(fen)離出(chu)氫(qing)氣(qi)，氫(qing)氣(qi)經(jing)甲烷化(hua)精制后提供給乙炔(gui)、丙炔(gui)加(jia)氫(qing)用。
⑤. 低壓(ya)脫(tuo)甲烷(wan)塔(ta)接收(shou)深冷(leng)(leng)分離單元(yuan)來的各股液體進料(liao)，塔(ta)頂用(yong)二元(yuan)冷(leng)(leng)劑部(bu)分冷(leng)(leng)凝，分離出的高(gao)壓(ya)甲烷(wan)產品在冷(leng)(leng)箱中回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)量后(hou)去再生氣、燃(ran)料(liao)氣系統，中壓(ya)甲烷(wan)產品去燃(ran)料(liao)氣系統。塔(ta)釜(fu)物料(liao)經塔(ta)釜(fu)泵加壓(ya)后(hou)依次經回(hui)收(shou)冷(leng)(leng)量至作為脫(tuo)乙烷(wan)塔(ta)進料(liao)。塔(ta)釜(fu)再沸(fei)器用(yong)-37℃裂解氣和二元(yuan)冷(leng)(leng)劑作為熱(re)源。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)烷(wan)(wan)塔(ta)進(jin)行碳二與碳三以上組(zu)分(fen)(fen)的(de)(de)切割分(fen)(fen)離。塔(ta)釜再沸器采用來至急冷(leng)水(shui)塔(ta)的(de)(de)急冷(leng)水(shui)加熱(re)，釜液經(jing)冷(leng)卻水(shui)換熱(re)器和脫(tuo)砷反應器去高壓(ya)脫(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)塔(ta)，塔(ta)頂(ding)氣(qi)體經(jing)-24℃丙(bing)烯(xi)冷(leng)劑部分(fen)(fen)冷(leng)凝，氣(qi)體去乙(yi)炔轉化器。加氫(qing)后(hou)的(de)(de)氣(qi)體經(jing)冷(leng)卻后(hou)經(jing)綠油吸收塔(ta)、乙(yi)烯(xi)干燥器進(jin)入乙(yi)烯(xi)精餾塔(ta)，由側線采出液態乙(yi)烯(xi)產品(pin)送入乙(yi)烯(xi)產品(pin)儲(chu)罐(guan)，塔(ta)釜乙(yi)烷(wan)(wan)循環裂解。
⑦. 乙(yi)烯產品經乙(yi)烯泵送出(chu)(chu)，用氣體(ti)丙烯加熱(re)(re)蒸發、液體(ti)丙烯過熱(re)(re)，然后以氣相產品送出(chu)(chu)界(jie)區(qu)。
⑧. 脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)系(xi)統采用雙塔(ta)(ta)(ta)脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)(wan)(wan)，一個(ge)加(jia)(jia)氫催(cui)化劑的(de)高壓脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)和一個(ge)低(di)壓脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)組(zu)成。首(shou)先經(jing)過(guo)碳(tan)(tan)三脫(tuo)(tuo)砷(shen)保護床脫(tuo)(tuo)除砷(shen)。而后用干燥后的(de)氫氣進入在塔(ta)(ta)(ta)上部的(de)催(cui)化劑床層中與碳(tan)(tan)三中的(de)MAPD反應，將甲(jia)基乙(yi)炔和丙(bing)二烯加(jia)(jia)氫為丙(bing)烯。將碳(tan)(tan)三餾分精(jing)制分離，聚(ju)合級丙(bing)烯產品液相(xiang)送(song)(song)出(chu)，丙(bing)烷(wan)(wan)(wan)(wan)循環裂(lie)解或作(zuo)為液化氣外(wai)送(song)(song)。低(di)壓塔(ta)(ta)(ta)釜將碳(tan)(tan)四(si)以(yi)上餾分送(song)(song)至脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)。
⑨. 脫(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)系統(tong)采用兩個并聯的塔(ta)(ta)操(cao)作(zuo)(zuo)，塔(ta)(ta)頂(ding)物(wu)(wu)(wu)料(liao)一(yi)(yi)部分(fen)作(zuo)(zuo)回流，一(yi)(yi)部分(fen)作(zuo)(zuo)為碳四(si)產(chan)(chan)品送(song)(song)(song)出(chu)界(jie)(jie)區。塔(ta)(ta)釜物(wu)(wu)(wu)料(liao)一(yi)(yi)部分(fen)去脫(tuo)戊(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)，另一(yi)(yi)部分(fen)直(zhi)接作(zuo)(zuo)為裂解汽油送(song)(song)(song)出(chu)界(jie)(jie)區。脫(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)釜來的物(wu)(wu)(wu)料(liao)進入脫(tuo)戊(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂(ding)氣相(xiang)經冷(leng)凝后作(zuo)(zuo)為碳五產(chan)(chan)品送(song)(song)(song)出(chu)界(jie)(jie)區。塔(ta)(ta)釜液則作(zuo)(zuo)為裂解汽油送(song)(song)(song)至界(jie)(jie)區。
⑩. 火(huo)炬(ju)(ju)系統(tong)(tong)(tong)分為(wei)第(di)一火(huo)炬(ju)(ju)系統(tong)(tong)(tong)、第(di)二(er)火(huo)炬(ju)(ju)系統(tong)(tong)(tong)和火(huo)炬(ju)(ju)氣回(hui)收(shou)系統(tong)(tong)(tong)。用(yong)以將(jiang)正常時的低壓甲(jia)烷(wan)排(pai)放(fang)和無組(zu)織泄漏物安全(quan)燃燒，并將(jiang)工(gong)藝紊亂(luan)時的安全(quan)排(pai)放(fang)燃燒。火(huo)炬(ju)(ju)頭上有三股中壓蒸(zheng)汽，其(qi)目的是(shi)為(wei)了保護火(huo)炬(ju)(ju)頭、消煙和助燃。在裝置操作穩定，提高排(pai)放(fang)系統(tong)(tong)(tong)的壓力，投用(yong)火(huo)炬(ju)(ju)氣回(hui)收(shou)壓縮機，回(hui)收(shou)火(huo)炬(ju)(ju)氣、燃料氣系統(tong)(tong)(tong)。
?. 制(zhi)(zhi)冷壓(ya)(ya)縮(suo)機由丙烯制(zhi)(zhi)冷壓(ya)(ya)縮(suo)機、乙(yi)烯制(zhi)(zhi)冷壓(ya)(ya)縮(suo)機和(he)二元(yuan)制(zhi)(zhi)冷壓(ya)(ya)縮(suo)機構成，其中乙(yi)烯機和(he)丙烯機構成復疊式制(zhi)(zhi)冷，為分離過程(cheng)中裂(lie)解氣等提(ti)供多種等級的(de)冷劑。本單元(yuan)是乙(yi)烯裝置的(de)心臟(zang)，一旦(dan)停車，系統無法正常運行。
?. 將裂解(jie)氣壓縮(suo)單元中堿洗(xi)的廢堿和含硫污水利用二氧(yang)化碳中和處理，使之合格排放，減少環境污染。
3. 在(zai)國外執行的某工程(cheng)乙烯裝置(zhi)布置(zhi)典型實例（圖5-106）
圖5-106 在國(guo)外執行的某工(gong)程乙烯裝置布置典型實例
