1. 乙烯裝(zhuang)置工藝(yi)的(de)技術發展(zhan)
乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)（Ethylene或者(zhe)Ethene）是石油化(hua)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)基礎原料，乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)裝(zhuang)置是石油化(hua)工(gong)(gong)生(sheng)產(chan)有機原料的(de)(de)(de)(de)基礎，是石油化(hua)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)龍頭，它的(de)(de)(de)(de)規(gui)模、產(chan)量、技(ji)(ji)術，標志著一(yi)個國家(jia)的(de)(de)(de)(de)石油化(hua)學工(gong)(gong)業的(de)(de)(de)(de)發(fa)展水平。乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置起源于1940年(nian)，美(mei)孚公司建(jian)成(cheng)了第一(yi)套以煉廠氣為(wei)原料的(de)(de)(de)(de)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置，開創了以乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)裝(zhuang)置為(wei)中心的(de)(de)(de)(de)石油化(hua)工(gong)(gong)歷史，目前世界上乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)技(ji)(ji)術是管式爐蒸(zheng)汽熱裂解(jie)和(he)深冷分離流程(cheng)。
乙烯裝(zhuang)置主要由(you)裂(lie)解(jie)和(he)(he)分(fen)(fen)(fen)離兩部分(fen)(fen)(fen)組(zu)成。管式裂(lie)解(jie)法可以分(fen)(fen)(fen)為魯姆斯裂(lie)解(jie)法、斯通-韋伯斯特裂(lie)解(jie)法、凱洛格裂(lie)解(jie)法、三(san)菱(ling)油(you)化裂(lie)解(jie)法、福斯特-惠勒裂(lie)解(jie)法和(he)(he)西(xi)拉斯裂(lie)解(jie)法等。分(fen)(fen)(fen)離部分(fen)(fen)(fen)根據分(fen)(fen)(fen)離形式可以分(fen)(fen)(fen)為順序分(fen)(fen)(fen)離法、前端(duan)脫(tuo)乙烷、前端(duan)脫(tuo)丙烷和(he)(he)漸(jian)進分(fen)(fen)(fen)離流程。
2. 乙烯裝置(zhi)工藝流(liu)程簡介(jie)
乙(yi)烯裝置的基本(ben)組成單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為：裂(lie)解爐單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急冷單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂(lie)解氣壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷分離單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)乙(yi)烷(wan)與(yu)乙(yi)烯精制單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙(yi)烯產品外(wai)送單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙烷(wan)與(yu)丙烯精制單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、火炬單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、制冷壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和污水處理單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作用介紹如(ru)下。
①. 裂解爐單元。原料油與(yu)稀釋蒸汽按比(bi)例混合，進(jin)入裂解爐發生高溫(wen)斷鏈反(fan)應，生成氫氣(qi)、甲烷、乙烯丙烯、碳四等(deng)目的(de)產(chan)物，同時副產(chan)超高壓蒸汽，屬高溫(wen)單元。
②. 急冷(leng)單元。裂解氣在此單元先后(hou)經(jing)油(you)洗(xi)、水(shui)洗(xi)，溫度降低至40℃，同時(shi)將較重組分如渣油(you)、重汽(qi)油(you)分離出來。
③. 裂(lie)解(jie)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮單元。利用超高壓(ya)(ya)蒸汽作動(dong)力驅動(dong)汽輪機將(jiang)裂(lie)解(jie)氣(qi)(qi)升(sheng)壓(ya)(ya)，分(fen)離其中較重組成，減少進入冷箱(xiang)系統(tong)的(de)物料量，同(tong)時(shi)將(jiang)裂(lie)解(jie)過(guo)程(cheng)中產生的(de)酸(suan)性氣(qi)(qi)體用堿中和脫(tuo)除。過(guo)程(cheng)中產生廢堿、含硫(liu)污水。
④. 深(shen)冷分(fen)離單元。將壓(ya)縮后的(de)裂解氣(qi)(qi)干(gan)燥后，依(yi)次降溫(wen)最終達(da)到氫(qing)氣(qi)(qi)的(de)分(fen)離。利用鎳基催化劑將氫(qing)氣(qi)(qi)中的(de)雜質脫除。
⑤. 脫甲烷單元。進行甲烷與碳二以上(shang)組分的切割(ge)。
⑥. 脫乙(yi)烷與(yu)乙(yi)烯精餾(liu)單元。進行碳(tan)二與(yu)碳(tan)三以上組分的切割，并將碳(tan)二在鈀(ba)系(xi)催化劑作用下選擇加(jia)氫(qing)，使(shi)乙(yi)炔加(jia)氫(qing)生成乙(yi)烯，分離(li)乙(yi)烯與(yu)乙(yi)烷，乙(yi)烷循環裂解(jie)。
⑦. 乙烯產(chan)品(pin)外送單元。進行乙烯儲(chu)存(cun)和(he)汽化外送，為下(xia)游裝(zhuang)置提供不同壓力(li)等(deng)級的氣(qi)相乙烯。
⑧. 脫丙(bing)(bing)(bing)烷與(yu)丙(bing)(bing)(bing)烯精制單元。進(jin)行碳三與(yu)碳四以(yi)上(shang)組分(fen)的切割(ge)，并將碳三在催(cui)化劑(ji)作用下選擇加氫，使MAPD加氫生成(cheng)丙(bing)(bing)(bing)烯，分(fen)離丙(bing)(bing)(bing)烯與(yu)丙(bing)(bing)(bing)烷，丙(bing)(bing)(bing)烯送下游加工(gong)，丙(bing)(bing)(bing)烷循環裂解(jie)或外送。
⑨. 脫丁烷單元。進行碳(tan)四與碳(tan)五以上(shang)組分的切割。
⑩. 脫(tuo)戊(wu)烷單元。將碳五與汽(qi)油分離，碳五送制(zhi)苯抽提。
?. 火炬單元。提供可燃氣體安全(quan)排放燃燒或回收(shou)，是事故狀(zhuang)態下的安全(quan)防護(hu)措(cuo)施。
?. 制冷(leng)壓縮單元。為裂(lie)解氣順序分離提供不同等級的(de)冷(leng)劑，是(shi)乙烯裝置的(de)心臟部(bu)位。
?. 污水處理(li)(li)單元。預(yu)處理(li)(li)裝置(zhi)產生的廢堿等(deng)污水，間斷處理(li)(li)，有(you)劇毒物料。
順序分離流程(cheng)如圖5-105所示。
①. 從界區外來(lai)的HGO、石腦油(you)(you)、加(jia)氫尾(wei)油(you)(you)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)分別儲(chu)存在進(jin)(jin)料(liao)(liao)(liao)(liao)罐，原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)經(jing)過泵加(jia)壓后，用急(ji)冷(leng)水預熱(re)送至(zhi)(zhi)裂(lie)解(jie)(jie)爐。經(jing)預熱(re)后裂(lie)解(jie)(jie)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)進(jin)(jin)入裂(lie)解(jie)(jie)爐對流段原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)預熱(re)段預熱(re)后與(yu)稀釋蒸汽按比例混(hun)合后，經(jing)裂(lie)解(jie)(jie)爐混(hun)合預熱(re)段預熱(re)至(zhi)(zhi)起始(shi)反應溫(wen)度（即橫跨(kua)溫(wen)度），進(jin)(jin)入裂(lie)解(jie)(jie)爐輻射段進(jin)(jin)行裂(lie)解(jie)(jie)。裂(lie)解(jie)(jie)氣先進(jin)(jin)人廢熱(re)鍋爐盡快冷(leng)卻(que)以防止二(er)次(ci)反應的發生(sheng)，并回收(shou)裂(lie)解(jie)(jie)氣的顯熱(re)，然后進(jin)(jin)入急(ji)冷(leng)器用急(ji)冷(leng)油(you)(you)進(jin)(jin)一步冷(leng)卻(que)后送入汽油(you)(you)分餾塔(ta)。
②. 裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣在汽(qi)油(you)分(fen)(fen)餾塔(ta)(ta)中用循環急冷油(you)進一步冷卻，重組分(fen)(fen)通過塔(ta)(ta)釜(fu)采出(chu)作為裂(lie)(lie)解(jie)(jie)燃料油(you)（PFO）產(chan)(chan)品，較輕的(de)組分(fen)(fen)通過側線采出(chu)作為裂(lie)(lie)解(jie)(jie)柴油(you)（PGO）產(chan)(chan)品，裂(lie)(lie)解(jie)(jie)汽(qi)油(you)和更輕的(de)組分(fen)(fen)在塔(ta)(ta)頂以氣相采出(chu)。急冷油(you)帶走(zou)的(de)熱量經過稀(xi)釋蒸(zheng)汽(qi)發生系統(tong)、工(gong)藝水汽(qi)提塔(ta)(ta)再沸器(qi)、對去工(gong)藝水汽(qi)提塔(ta)(ta)及稀(xi)釋蒸(zheng)汽(qi)發生器(qi)的(de)工(gong)藝水加熱進行回收。
③. 急冷水塔(ta)塔(ta)頂汽(qi)相經帶有(you)段(duan)(duan)間(jian)冷卻(que)和(he)分離的(de)(de)五段(duan)(duan)裂解(jie)氣壓(ya)縮(suo)機壓(ya)縮(suo)。裂解(jie)氣壓(ya)縮(suo)機五段(duan)(duan)出(chu)口(kou)裂解(jie)氣經冷卻(que)水、丙烯冷劑和(he)脫乙烷(wan)塔(ta)進(jin)料(liao)激冷后進(jin)入(ru)裂解(jie)氣干燥器。過(guo)程中分離的(de)(de)汽(qi)油送出(chu)界區，凝液汽(qi)提塔(ta)釜出(chu)料(liao)送至(zhi)脫丙烷(wan)系統。在三段(duan)(duan)和(he)四段(duan)(duan)之間(jian)，裂解(jie)氣經過(guo)堿洗除(chu)去H2S和(he)CO2。
④. 裂(lie)解(jie)氣經過脫水干燥，進入冷(leng)箱(xiang)，依次(ci)經丙烯(xi)冷(leng)劑(ji)、乙烯(xi)冷(leng)劑(ji)、甲(jia)烷(wan)節流降溫冷(leng)凝分(fen)離(li)，最(zui)終(zhong)氣相降溫至-165℃從低壓甲(jia)烷(wan)中分(fen)離(li)出氫氣，氫氣經甲(jia)烷(wan)化精制后提供給乙炔、丙炔加氫用(yong)。
⑤. 低(di)壓(ya)脫甲烷塔(ta)(ta)接收(shou)深冷(leng)(leng)分(fen)離單元來的各股液體進(jin)料(liao)(liao)，塔(ta)(ta)頂用二(er)元冷(leng)(leng)劑部分(fen)冷(leng)(leng)凝，分(fen)離出的高(gao)壓(ya)甲烷產(chan)品在冷(leng)(leng)箱(xiang)中(zhong)回收(shou)冷(leng)(leng)量(liang)(liang)后去再生氣(qi)、燃料(liao)(liao)氣(qi)系(xi)統，中(zhong)壓(ya)甲烷產(chan)品去燃料(liao)(liao)氣(qi)系(xi)統。塔(ta)(ta)釜物料(liao)(liao)經塔(ta)(ta)釜泵加(jia)壓(ya)后依次經回收(shou)冷(leng)(leng)量(liang)(liang)至(zhi)作(zuo)為(wei)脫乙烷塔(ta)(ta)進(jin)料(liao)(liao)。塔(ta)(ta)釜再沸器用-37℃裂解氣(qi)和(he)二(er)元冷(leng)(leng)劑作(zuo)為(wei)熱源。
⑥. 脫乙(yi)(yi)烷塔(ta)進行碳二與碳三以上組(zu)分的(de)切割分離。塔(ta)釜再沸器采(cai)(cai)用來至急冷水塔(ta)的(de)急冷水加熱，釜液(ye)(ye)經(jing)(jing)冷卻水換熱器和脫砷反應(ying)器去高壓脫丙烷塔(ta)，塔(ta)頂氣(qi)體經(jing)(jing)-24℃丙烯冷劑部分冷凝，氣(qi)體去乙(yi)(yi)炔轉化器。加氫后(hou)的(de)氣(qi)體經(jing)(jing)冷卻后(hou)經(jing)(jing)綠(lv)油吸收(shou)塔(ta)、乙(yi)(yi)烯干燥器進入(ru)乙(yi)(yi)烯精餾塔(ta)，由側線采(cai)(cai)出液(ye)(ye)態乙(yi)(yi)烯產品(pin)(pin)送入(ru)乙(yi)(yi)烯產品(pin)(pin)儲罐，塔(ta)釜乙(yi)(yi)烷循(xun)環裂解(jie)。
⑦. 乙烯(xi)產(chan)品經乙烯(xi)泵送(song)出(chu)，用氣體(ti)丙(bing)烯(xi)加熱蒸發、液體(ti)丙(bing)烯(xi)過熱，然后以氣相產(chan)品送(song)出(chu)界區。
⑧. 脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)塔(ta)系統采用雙塔(ta)脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)，一個(ge)加氫(qing)催化(hua)劑(ji)的(de)高壓脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)塔(ta)和一個(ge)低壓脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)塔(ta)組成。首(shou)先(xian)經過碳三脫(tuo)砷保護床脫(tuo)除砷。而后用干燥后的(de)氫(qing)氣進入在塔(ta)上(shang)(shang)部(bu)的(de)催化(hua)劑(ji)床層(ceng)中與碳三中的(de)MAPD反應，將(jiang)(jiang)甲基乙炔和丙(bing)(bing)二烯(xi)加氫(qing)為丙(bing)(bing)烯(xi)。將(jiang)(jiang)碳三餾分精制(zhi)分離，聚合(he)級丙(bing)(bing)烯(xi)產品(pin)液(ye)相送出(chu)，丙(bing)(bing)烷(wan)循環裂解或作(zuo)為液(ye)化(hua)氣外送。低壓塔(ta)釜(fu)將(jiang)(jiang)碳四以上(shang)(shang)餾分送至脫(tuo)丁烷(wan)塔(ta)。
⑨. 脫(tuo)(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)系(xi)統(tong)采用(yong)兩(liang)個并聯的塔(ta)(ta)操(cao)作(zuo)，塔(ta)(ta)頂物(wu)料一(yi)部(bu)分(fen)作(zuo)回流，一(yi)部(bu)分(fen)作(zuo)為碳四產品送出(chu)界區(qu)。塔(ta)(ta)釜物(wu)料一(yi)部(bu)分(fen)去脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)塔(ta)(ta)，另(ling)一(yi)部(bu)分(fen)直(zhi)接作(zuo)為裂解汽(qi)油(you)送出(chu)界區(qu)。脫(tuo)(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)釜來(lai)的物(wu)料進入脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂氣相(xiang)經冷凝后作(zuo)為碳五(wu)產品送出(chu)界區(qu)。塔(ta)(ta)釜液(ye)則作(zuo)為裂解汽(qi)油(you)送至界區(qu)。
⑩. 火(huo)(huo)(huo)炬系統(tong)分為(wei)第(di)一火(huo)(huo)(huo)炬系統(tong)、第(di)二火(huo)(huo)(huo)炬系統(tong)和(he)(he)火(huo)(huo)(huo)炬氣回(hui)收(shou)系統(tong)。用以將(jiang)正常時的(de)低壓(ya)(ya)甲烷排放和(he)(he)無(wu)組織泄漏物安(an)全燃(ran)燒(shao)，并將(jiang)工藝紊亂時的(de)安(an)全排放燃(ran)燒(shao)。火(huo)(huo)(huo)炬頭上有(you)三股中壓(ya)(ya)蒸汽，其(qi)目(mu)的(de)是為(wei)了保護(hu)火(huo)(huo)(huo)炬頭、消煙和(he)(he)助(zhu)燃(ran)。在(zai)裝置操作穩(wen)定，提高排放系統(tong)的(de)壓(ya)(ya)力，投用火(huo)(huo)(huo)炬氣回(hui)收(shou)壓(ya)(ya)縮機，回(hui)收(shou)火(huo)(huo)(huo)炬氣、燃(ran)料(liao)氣系統(tong)。
?. 制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)由(you)丙(bing)烯(xi)制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)、乙(yi)烯(xi)制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)和(he)二元制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)構成，其(qi)中乙(yi)烯(xi)機(ji)(ji)和(he)丙(bing)烯(xi)機(ji)(ji)構成復疊式制(zhi)(zhi)冷(leng)，為分(fen)離過(guo)程(cheng)中裂解氣(qi)等(deng)提供多種等(deng)級的冷(leng)劑。本單元是乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)的心臟，一旦(dan)停(ting)車，系統無法正常運(yun)行(xing)。
?. 將裂解氣壓(ya)縮單(dan)元中(zhong)堿(jian)洗的廢堿(jian)和(he)含硫污水利用二氧化碳中(zhong)和(he)處理(li)，使之(zhi)合格排放，減(jian)少環境(jing)污染。
3. 在國(guo)外執行的某工程(cheng)乙烯裝置(zhi)布置(zhi)典型實例（圖(tu)5-106）
圖5-106 在國外執行的某工程乙烯裝置布置典(dian)型實例
