1. 乙烯(xi)裝(zhuang)置工藝(yi)的(de)技術發(fa)展
乙(yi)烯（Ethylene或者Ethene）是(shi)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)的(de)(de)重要(yao)基礎原(yuan)料，乙(yi)烯裝(zhuang)置是(shi)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)生產(chan)(chan)有機原(yuan)料的(de)(de)基礎，是(shi)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)的(de)(de)龍(long)頭，它的(de)(de)規模(mo)、產(chan)(chan)量、技術，標志(zhi)著(zhu)一個國家的(de)(de)石(shi)油(you)化(hua)學(xue)工(gong)業的(de)(de)發展水(shui)平(ping)。乙(yi)烯生產(chan)(chan)裝(zhuang)置起源(yuan)于1940年，美孚公司建成了第一套以煉廠氣為(wei)(wei)原(yuan)料的(de)(de)乙(yi)烯生產(chan)(chan)裝(zhuang)置，開創了以乙(yi)烯裝(zhuang)置為(wei)(wei)中(zhong)心(xin)的(de)(de)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)歷史，目前世界上乙(yi)烯生產(chan)(chan)的(de)(de)主要(yao)技術是(shi)管(guan)式(shi)爐蒸汽熱裂解和深(shen)冷分離流程。
乙烯裝置主要(yao)由裂(lie)(lie)解(jie)和(he)分(fen)(fen)離(li)(li)兩部(bu)分(fen)(fen)組成。管式裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)可以分(fen)(fen)為(wei)魯姆斯(si)裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、斯(si)通-韋(wei)伯斯(si)特裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、凱(kai)洛格裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、三菱油化裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、福斯(si)特-惠勒裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)和(he)西拉斯(si)裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)等(deng)。分(fen)(fen)離(li)(li)部(bu)分(fen)(fen)根(gen)據分(fen)(fen)離(li)(li)形式可以分(fen)(fen)為(wei)順序分(fen)(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)、前端脫乙烷(wan)、前端脫丙(bing)烷(wan)和(he)漸(jian)進分(fen)(fen)離(li)(li)流程。
2. 乙烯裝(zhuang)置工藝流程簡介
乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置(zhi)的基本組(zu)成單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為：裂(lie)解爐單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急冷單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂(lie)解氣壓縮單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷分離單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫甲(jia)烷(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫乙(yi)烷(wan)與(yu)乙(yi)烯(xi)精(jing)制(zhi)(zhi)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙(yi)烯(xi)產(chan)品外送單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫丙烷(wan)與(yu)丙烯(xi)精(jing)制(zhi)(zhi)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫丁烷(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫戊烷(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、火(huo)炬單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、制(zhi)(zhi)冷壓縮單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和污(wu)水(shui)處理單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作用介紹如下。
①. 裂解爐單元。原料(liao)油與稀釋蒸汽按比例混合，進入裂解爐發生高溫(wen)(wen)斷鏈反應(ying)，生成氫氣(qi)、甲烷、乙烯(xi)丙(bing)烯(xi)、碳四等目的產(chan)物，同時副產(chan)超高壓蒸汽，屬高溫(wen)(wen)單元。
②. 急冷(leng)單元。裂解氣在此(ci)單元先后經油洗(xi)、水(shui)洗(xi)，溫度(du)降低至40℃，同時將較(jiao)重組分(fen)如渣油、重汽油分(fen)離出來。
③. 裂(lie)解氣壓縮單元。利用超高壓蒸汽(qi)作動力驅動汽(qi)輪機將裂(lie)解氣升(sheng)壓，分離其(qi)中(zhong)(zhong)較重組(zu)成，減少進入冷箱系(xi)統的物(wu)料量(liang)，同(tong)時將裂(lie)解過程中(zhong)(zhong)產生的酸性氣體用堿中(zhong)(zhong)和脫除。過程中(zhong)(zhong)產生廢堿、含硫污水。
④. 深冷分離(li)單(dan)元。將壓(ya)縮后的裂解氣(qi)干燥(zao)后，依(yi)次降溫最終達到氫氣(qi)的分離(li)。利用鎳基催化劑(ji)將氫氣(qi)中的雜質脫(tuo)除(chu)。
⑤. 脫甲(jia)烷(wan)單元。進行甲(jia)烷(wan)與(yu)碳二(er)以(yi)上組分的切(qie)割。
⑥. 脫(tuo)乙烷(wan)(wan)與(yu)乙烯(xi)(xi)(xi)精餾單元。進行(xing)碳(tan)二(er)與(yu)碳(tan)三以上組(zu)分的切割，并將(jiang)碳(tan)二(er)在鈀系(xi)催化劑作用下選(xuan)擇加氫(qing)，使乙炔加氫(qing)生(sheng)成乙烯(xi)(xi)(xi)，分離(li)乙烯(xi)(xi)(xi)與(yu)乙烷(wan)(wan)，乙烷(wan)(wan)循環(huan)裂(lie)解。
⑦. 乙烯(xi)產品外送(song)(song)單元。進行乙烯(xi)儲(chu)存和(he)汽化外送(song)(song)，為下游裝置提供不同壓(ya)力等級(ji)的(de)氣相(xiang)乙烯(xi)。
⑧. 脫丙(bing)烷與(yu)丙(bing)烯精制單(dan)元。進行碳(tan)三(san)與(yu)碳(tan)四以上組分的切割，并將碳(tan)三(san)在(zai)催化劑作用下選(xuan)擇加(jia)氫(qing)，使MAPD加(jia)氫(qing)生成丙(bing)烯，分離丙(bing)烯與(yu)丙(bing)烷，丙(bing)烯送(song)下游(you)加(jia)工，丙(bing)烷循環裂解或外送(song)。
⑨. 脫丁烷單元。進行碳(tan)四與碳(tan)五以上組分的切(qie)割。
⑩. 脫戊(wu)烷單(dan)元。將碳(tan)五(wu)與汽油分離(li)，碳(tan)五(wu)送制(zhi)苯(ben)抽提。
?. 火炬單(dan)元。提(ti)供(gong)可(ke)燃氣(qi)體(ti)安(an)全(quan)排(pai)放燃燒或回收(shou)，是事故狀態下的安(an)全(quan)防護措(cuo)施(shi)。
?. 制冷壓縮單元。為裂解氣(qi)順(shun)序分離提供不同等(deng)級的(de)冷劑，是(shi)乙烯裝置的(de)心臟部位。
?. 污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)單元。預處(chu)理(li)(li)裝置產(chan)生的(de)廢堿等污(wu)水(shui)，間斷處(chu)理(li)(li)，有劇毒物料。
順(shun)序分離流程如(ru)圖5-105所示。
①. 從界區外來的HGO、石腦油、加氫尾油原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)分別(bie)儲(chu)存在進(jin)料(liao)罐，原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)經過泵(beng)加壓后(hou)(hou)，用(yong)急(ji)冷(leng)(leng)水預(yu)熱(re)送至裂解爐。經預(yu)熱(re)后(hou)(hou)裂解原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)進(jin)入裂解爐對流段原(yuan)(yuan)(yuan)料(liao)預(yu)熱(re)段預(yu)熱(re)后(hou)(hou)與稀釋蒸汽按比例混(hun)合后(hou)(hou)，經裂解爐混(hun)合預(yu)熱(re)段預(yu)熱(re)至起(qi)始反應(ying)溫度（即橫(heng)跨溫度），進(jin)入裂解爐輻射段進(jin)行裂解。裂解氣(qi)(qi)先進(jin)人廢熱(re)鍋(guo)爐盡(jin)快冷(leng)(leng)卻以防止二次(ci)反應(ying)的發生，并回收裂解氣(qi)(qi)的顯熱(re)，然(ran)后(hou)(hou)進(jin)入急(ji)冷(leng)(leng)器用(yong)急(ji)冷(leng)(leng)油進(jin)一(yi)步冷(leng)(leng)卻后(hou)(hou)送入汽油分餾塔。
②. 裂(lie)解(jie)氣在(zai)(zai)汽油分(fen)餾塔(ta)(ta)中用循(xun)環急冷油進(jin)一步(bu)冷卻，重組分(fen)通過(guo)塔(ta)(ta)釜采出作為(wei)裂(lie)解(jie)燃料油（PFO）產品，較輕(qing)的(de)組分(fen)通過(guo)側(ce)線采出作為(wei)裂(lie)解(jie)柴(chai)油（PGO）產品，裂(lie)解(jie)汽油和更輕(qing)的(de)組分(fen)在(zai)(zai)塔(ta)(ta)頂以氣相采出。急冷油帶走的(de)熱量(liang)經過(guo)稀釋(shi)蒸汽發(fa)生(sheng)系統、工(gong)(gong)藝(yi)水汽提塔(ta)(ta)再(zai)沸器、對去工(gong)(gong)藝(yi)水汽提塔(ta)(ta)及(ji)稀釋(shi)蒸汽發(fa)生(sheng)器的(de)工(gong)(gong)藝(yi)水加熱進(jin)行(xing)回(hui)收。
③. 急冷(leng)水(shui)塔(ta)塔(ta)頂汽相經帶(dai)有段(duan)(duan)間冷(leng)卻(que)和分離(li)的五(wu)段(duan)(duan)裂(lie)(lie)解氣(qi)壓縮機(ji)壓縮。裂(lie)(lie)解氣(qi)壓縮機(ji)五(wu)段(duan)(duan)出(chu)口裂(lie)(lie)解氣(qi)經冷(leng)卻(que)水(shui)、丙烯冷(leng)劑和脫(tuo)乙烷塔(ta)進料激冷(leng)后進入裂(lie)(lie)解氣(qi)干燥器。過(guo)程中(zhong)分離(li)的汽油(you)送出(chu)界區，凝液汽提塔(ta)釜(fu)出(chu)料送至脫(tuo)丙烷系統。在(zai)三段(duan)(duan)和四段(duan)(duan)之間，裂(lie)(lie)解氣(qi)經過(guo)堿洗(xi)除(chu)去H2S和CO2。
④. 裂解氣經過脫水(shui)干燥，進(jin)入冷箱，依(yi)次經丙烯(xi)冷劑(ji)、乙烯(xi)冷劑(ji)、甲烷節流降(jiang)溫(wen)冷凝分離，最終氣相降(jiang)溫(wen)至-165℃從(cong)低壓甲烷中分離出氫(qing)氣，氫(qing)氣經甲烷化精(jing)制后提供給乙炔(gui)、丙炔(gui)加氫(qing)用。
⑤. 低(di)壓(ya)脫甲烷(wan)塔(ta)(ta)接收深冷分(fen)離單元來的(de)各股液(ye)體進(jin)料(liao)(liao)，塔(ta)(ta)頂用(yong)(yong)二元冷劑部分(fen)冷凝，分(fen)離出的(de)高(gao)壓(ya)甲烷(wan)產品在冷箱中回(hui)(hui)收冷量(liang)后去再(zai)生氣(qi)、燃料(liao)(liao)氣(qi)系統(tong)，中壓(ya)甲烷(wan)產品去燃料(liao)(liao)氣(qi)系統(tong)。塔(ta)(ta)釜物料(liao)(liao)經塔(ta)(ta)釜泵加壓(ya)后依次經回(hui)(hui)收冷量(liang)至作(zuo)為脫乙烷(wan)塔(ta)(ta)進(jin)料(liao)(liao)。塔(ta)(ta)釜再(zai)沸器用(yong)(yong)-37℃裂解氣(qi)和二元冷劑作(zuo)為熱源。
⑥. 脫乙烷塔進行碳二與碳三以上組分的切割(ge)分離。塔釜再沸器采用(yong)來至急冷(leng)水(shui)塔的急冷(leng)水(shui)加熱(re)(re)，釜液(ye)經冷(leng)卻水(shui)換熱(re)(re)器和脫砷(shen)反(fan)應器去(qu)高(gao)壓脫丙烷塔，塔頂氣體經-24℃丙烯冷(leng)劑部分冷(leng)凝，氣體去(qu)乙炔轉化器。加氫后(hou)的氣體經冷(leng)卻后(hou)經綠油吸收塔、乙烯干(gan)燥器進入(ru)乙烯精餾塔，由側(ce)線(xian)采出液(ye)態(tai)乙烯產(chan)品(pin)送入(ru)乙烯產(chan)品(pin)儲罐，塔釜乙烷循環裂(lie)解(jie)。
⑦. 乙烯產(chan)品(pin)經(jing)乙烯泵送(song)出，用氣體丙烯加熱(re)蒸發、液(ye)體丙烯過熱(re)，然后以氣相(xiang)產(chan)品(pin)送(song)出界區。
⑧. 脫(tuo)丙烷塔系統采用(yong)雙(shuang)塔脫(tuo)丙烷，一個加氫(qing)(qing)催化(hua)劑的(de)高壓(ya)脫(tuo)丙烷塔和(he)一個低壓(ya)脫(tuo)丙烷塔組(zu)成(cheng)。首先經過碳(tan)(tan)三(san)脫(tuo)砷(shen)保護(hu)床脫(tuo)除(chu)砷(shen)。而后用(yong)干燥后的(de)氫(qing)(qing)氣進(jin)入在塔上(shang)部的(de)催化(hua)劑床層中(zhong)(zhong)與碳(tan)(tan)三(san)中(zhong)(zhong)的(de)MAPD反應，將(jiang)(jiang)甲基(ji)乙炔和(he)丙二烯(xi)(xi)加氫(qing)(qing)為(wei)丙烯(xi)(xi)。將(jiang)(jiang)碳(tan)(tan)三(san)餾(liu)分(fen)精制分(fen)離，聚合級丙烯(xi)(xi)產(chan)品液(ye)相送出(chu)，丙烷循環裂解或作為(wei)液(ye)化(hua)氣外送。低壓(ya)塔釜將(jiang)(jiang)碳(tan)(tan)四以上(shang)餾(liu)分(fen)送至脫(tuo)丁(ding)烷塔。
⑨. 脫(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)系統采用(yong)兩個并聯的塔(ta)(ta)操作(zuo)，塔(ta)(ta)頂物(wu)(wu)料一(yi)(yi)部分(fen)作(zuo)回(hui)流，一(yi)(yi)部分(fen)作(zuo)為(wei)碳四(si)產品送出界(jie)(jie)區。塔(ta)(ta)釜物(wu)(wu)料一(yi)(yi)部分(fen)去脫(tuo)戊烷(wan)塔(ta)(ta)，另一(yi)(yi)部分(fen)直(zhi)接(jie)作(zuo)為(wei)裂(lie)解汽油(you)(you)送出界(jie)(jie)區。脫(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)釜來(lai)的物(wu)(wu)料進入脫(tuo)戊烷(wan)塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂氣相經冷凝(ning)后作(zuo)為(wei)碳五(wu)產品送出界(jie)(jie)區。塔(ta)(ta)釜液則作(zuo)為(wei)裂(lie)解汽油(you)(you)送至界(jie)(jie)區。
⑩. 火炬(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)分為第(di)一火炬(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)、第(di)二(er)火炬(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)和火炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)(qi)回收系(xi)統(tong)。用以(yi)將正常時(shi)(shi)的低壓甲烷排(pai)(pai)放(fang)(fang)和無組織泄(xie)漏(lou)物安(an)全燃燒，并將工藝(yi)紊亂時(shi)(shi)的安(an)全排(pai)(pai)放(fang)(fang)燃燒。火炬(ju)(ju)(ju)頭上有三股中(zhong)壓蒸汽，其目的是為了保護火炬(ju)(ju)(ju)頭、消煙和助燃。在裝置操(cao)作穩定，提高排(pai)(pai)放(fang)(fang)系(xi)統(tong)的壓力，投用火炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)(qi)回收壓縮機，回收火炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)(qi)、燃料氣(qi)(qi)系(xi)統(tong)。
?. 制冷(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機由(you)丙烯制冷(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機、乙烯制冷(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機和二元(yuan)制冷(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機構(gou)成(cheng)，其中乙烯機和丙烯機構(gou)成(cheng)復(fu)疊式制冷(leng)，為分離過程(cheng)中裂解氣等(deng)提供(gong)多種等(deng)級的冷(leng)劑(ji)。本單(dan)元(yuan)是(shi)乙烯裝(zhuang)置的心臟，一旦(dan)停車，系統無法正常(chang)運行。
?. 將裂解氣壓(ya)縮單(dan)元中堿洗(xi)的廢堿和含(han)硫(liu)污(wu)(wu)水利用(yong)二氧化碳中和處理，使之合(he)格排放，減少環境污(wu)(wu)染。
3. 在國外執行的(de)某工(gong)程乙烯裝置(zhi)布置(zhi)典型實例(li)（圖5-106）
圖5-106 在(zai)國外(wai)執(zhi)行(xing)的某(mou)工程乙烯裝置布置典型實(shi)例
