1. 乙烯裝置工藝的技術發展(zhan)
乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)（Ethylene或者Ethene）是(shi)石(shi)(shi)油化工的(de)(de)重要基礎(chu)原料(liao)，乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)是(shi)石(shi)(shi)油化工生產(chan)有機原料(liao)的(de)(de)基礎(chu)，是(shi)石(shi)(shi)油化工的(de)(de)龍頭，它(ta)的(de)(de)規模、產(chan)量、技術(shu)，標志著一(yi)個國家的(de)(de)石(shi)(shi)油化學工業(ye)的(de)(de)發展水(shui)平。乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)生產(chan)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)起源于1940年，美(mei)孚公司建成了第一(yi)套以(yi)煉廠氣為原料(liao)的(de)(de)乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)生產(chan)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，開創(chuang)了以(yi)乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)為中心的(de)(de)石(shi)(shi)油化工歷史(shi)，目前世界上乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)生產(chan)的(de)(de)主要技術(shu)是(shi)管式(shi)爐蒸汽熱裂(lie)解(jie)和深冷分離流程。
乙(yi)烯裝置主(zhu)要(yao)由裂(lie)解(jie)(jie)(jie)和(he)分(fen)離(li)兩部(bu)分(fen)組成。管式(shi)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)法可(ke)以分(fen)為魯姆斯裂(lie)解(jie)(jie)(jie)法、斯通-韋伯斯特裂(lie)解(jie)(jie)(jie)法、凱洛格裂(lie)解(jie)(jie)(jie)法、三菱油化裂(lie)解(jie)(jie)(jie)法、福(fu)斯特-惠(hui)勒(le)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)法和(he)西拉斯裂(lie)解(jie)(jie)(jie)法等(deng)。分(fen)離(li)部(bu)分(fen)根據分(fen)離(li)形式(shi)可(ke)以分(fen)為順序分(fen)離(li)法、前端(duan)(duan)脫乙(yi)烷(wan)(wan)、前端(duan)(duan)脫丙烷(wan)(wan)和(he)漸進分(fen)離(li)流程。
2. 乙(yi)烯裝置工藝流(liu)程(cheng)簡介(jie)
乙烯(xi)(xi)裝置的(de)基本組成(cheng)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)：裂解爐單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急冷(leng)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂解氣壓(ya)縮單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷(leng)分離單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)乙烷(wan)與乙烯(xi)(xi)精(jing)制單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙烯(xi)(xi)產品外送單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙(bing)烷(wan)與丙(bing)烯(xi)(xi)精(jing)制單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁烷(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、火炬單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、制冷(leng)壓(ya)縮單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和污(wu)水處理(li)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作用介紹如下。
①. 裂解(jie)爐單元。原料油與(yu)稀釋蒸(zheng)汽按(an)比(bi)例混合(he)，進入(ru)裂解(jie)爐發生(sheng)高溫斷(duan)鏈(lian)反應，生(sheng)成氫氣、甲烷、乙烯丙烯、碳四等目(mu)的產物，同時副產超高壓蒸(zheng)汽，屬高溫單元。
②. 急(ji)冷單元。裂解氣在(zai)此單元先后經油洗、水洗，溫(wen)度降低至(zhi)40℃，同(tong)時將較重(zhong)組分如渣(zha)油、重(zhong)汽油分離出(chu)來。
③. 裂(lie)解(jie)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)單元(yuan)。利用超(chao)高(gao)壓(ya)(ya)蒸汽作動力驅動汽輪機將(jiang)(jiang)裂(lie)解(jie)氣(qi)(qi)升(sheng)壓(ya)(ya)，分離其中(zhong)較重組成，減少進(jin)入冷箱系(xi)統的(de)物料量，同時將(jiang)(jiang)裂(lie)解(jie)過程(cheng)中(zhong)產生的(de)酸性氣(qi)(qi)體(ti)用堿中(zhong)和脫除(chu)。過程(cheng)中(zhong)產生廢(fei)堿、含硫污(wu)水。
④. 深冷分(fen)離單(dan)元。將(jiang)壓縮后的裂解氣干燥后，依次降溫最終達(da)到氫氣的分(fen)離。利用(yong)鎳基催化(hua)劑將(jiang)氫氣中(zhong)的雜質脫除(chu)。
⑤. 脫甲烷(wan)單(dan)元。進(jin)行甲烷(wan)與碳二以上組分的切割。
⑥. 脫乙(yi)烷與乙(yi)烯(xi)精餾單(dan)元。進行碳二(er)與碳三以上組(zu)分的(de)切割，并將碳二(er)在鈀系催化劑作(zuo)用下選擇加(jia)(jia)氫，使乙(yi)炔(gui)加(jia)(jia)氫生成乙(yi)烯(xi)，分離乙(yi)烯(xi)與乙(yi)烷，乙(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙烯(xi)產品外送單元。進行乙烯(xi)儲存和汽化外送，為下游裝置提(ti)供不(bu)同壓力等(deng)級的(de)氣相(xiang)乙烯(xi)。
⑧. 脫丙(bing)烷與(yu)丙(bing)烯(xi)精制(zhi)單元。進行碳三(san)與(yu)碳四以上組分(fen)的切割，并將(jiang)碳三(san)在催化劑作用(yong)下(xia)選擇(ze)加氫，使MAPD加氫生成丙(bing)烯(xi)，分(fen)離丙(bing)烯(xi)與(yu)丙(bing)烷，丙(bing)烯(xi)送下(xia)游加工，丙(bing)烷循環裂解(jie)或外送。
⑨. 脫丁烷單(dan)元。進行碳四與(yu)碳五以(yi)上組分的切(qie)割。
⑩. 脫戊烷單元。將碳五與(yu)汽油分離(li)，碳五送制苯抽提。
?. 火炬單元。提供可燃氣體安全排(pai)放燃燒或回收，是(shi)事故(gu)狀態下的安全防護措(cuo)施。
?. 制冷(leng)(leng)壓縮(suo)單元。為裂(lie)解氣(qi)順序(xu)分離(li)提供不(bu)同等級的(de)冷(leng)(leng)劑，是乙烯裝(zhuang)置(zhi)的(de)心臟部位。
?. 污水處(chu)理單元。預(yu)處(chu)理裝置產生的廢堿(jian)等(deng)污水，間斷處(chu)理，有劇毒物料。
順序分離流程(cheng)如(ru)圖5-105所示。
①. 從界區外來的HGO、石腦(nao)油(you)、加(jia)氫尾油(you)原(yuan)料(liao)分別儲存(cun)在進(jin)(jin)料(liao)罐(guan)，原(yuan)料(liao)經過泵加(jia)壓(ya)后，用(yong)急(ji)冷水預(yu)熱(re)(re)(re)(re)送至(zhi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)爐(lu)(lu)。經預(yu)熱(re)(re)(re)(re)后裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)原(yuan)料(liao)進(jin)(jin)入裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)爐(lu)(lu)對(dui)流段(duan)(duan)(duan)原(yuan)料(liao)預(yu)熱(re)(re)(re)(re)段(duan)(duan)(duan)預(yu)熱(re)(re)(re)(re)后與稀釋(shi)蒸汽(qi)按比例(li)混(hun)合后，經裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)爐(lu)(lu)混(hun)合預(yu)熱(re)(re)(re)(re)段(duan)(duan)(duan)預(yu)熱(re)(re)(re)(re)至(zhi)起(qi)始(shi)反(fan)(fan)應溫(wen)度（即橫(heng)跨溫(wen)度），進(jin)(jin)入裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)爐(lu)(lu)輻射段(duan)(duan)(duan)進(jin)(jin)行裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)氣先進(jin)(jin)人廢(fei)熱(re)(re)(re)(re)鍋爐(lu)(lu)盡快冷卻(que)以(yi)防止(zhi)二(er)次反(fan)(fan)應的發(fa)生，并(bing)回收裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)氣的顯熱(re)(re)(re)(re)，然(ran)后進(jin)(jin)入急(ji)冷器用(yong)急(ji)冷油(you)進(jin)(jin)一步冷卻(que)后送入汽(qi)油(you)分餾塔。
②. 裂(lie)解(jie)氣(qi)在汽(qi)(qi)油(you)分餾(liu)塔(ta)(ta)中用循環急(ji)冷(leng)(leng)(leng)油(you)進(jin)(jin)一(yi)步冷(leng)(leng)(leng)卻，重組(zu)分通過(guo)塔(ta)(ta)釜采(cai)出作(zuo)為(wei)裂(lie)解(jie)燃料(liao)油(you)（PFO）產(chan)品，較(jiao)輕的組(zu)分通過(guo)側線采(cai)出作(zuo)為(wei)裂(lie)解(jie)柴(chai)油(you)（PGO）產(chan)品，裂(lie)解(jie)汽(qi)(qi)油(you)和更(geng)輕的組(zu)分在塔(ta)(ta)頂以(yi)氣(qi)相(xiang)采(cai)出。急(ji)冷(leng)(leng)(leng)油(you)帶走的熱(re)量經過(guo)稀(xi)釋蒸汽(qi)(qi)發生系統、工藝水(shui)(shui)汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)再沸器、對去工藝水(shui)(shui)汽(qi)(qi)提塔(ta)(ta)及(ji)稀(xi)釋蒸汽(qi)(qi)發生器的工藝水(shui)(shui)加熱(re)進(jin)(jin)行回收。
③. 急冷(leng)水塔塔頂汽相經帶有段(duan)(duan)(duan)(duan)間冷(leng)卻和(he)分(fen)離的(de)五(wu)段(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)解氣(qi)(qi)壓(ya)縮機壓(ya)縮。裂(lie)(lie)解氣(qi)(qi)壓(ya)縮機五(wu)段(duan)(duan)(duan)(duan)出口裂(lie)(lie)解氣(qi)(qi)經冷(leng)卻水、丙烯冷(leng)劑和(he)脫(tuo)乙烷塔進料激冷(leng)后進入裂(lie)(lie)解氣(qi)(qi)干燥器(qi)。過(guo)程中(zhong)分(fen)離的(de)汽油送(song)出界(jie)區，凝(ning)液汽提塔釜(fu)出料送(song)至脫(tuo)丙烷系統。在(zai)三段(duan)(duan)(duan)(duan)和(he)四段(duan)(duan)(duan)(duan)之(zhi)間，裂(lie)(lie)解氣(qi)(qi)經過(guo)堿洗除去H2S和(he)CO2。
④. 裂解(jie)氣(qi)經(jing)過脫水(shui)干燥，進(jin)入冷(leng)箱，依次經(jing)丙烯(xi)冷(leng)劑(ji)、乙(yi)烯(xi)冷(leng)劑(ji)、甲烷(wan)節流(liu)降溫冷(leng)凝分(fen)離，最終氣(qi)相降溫至-165℃從(cong)低壓甲烷(wan)中分(fen)離出氫(qing)氣(qi)，氫(qing)氣(qi)經(jing)甲烷(wan)化精(jing)制后提供給乙(yi)炔(gui)(gui)、丙炔(gui)(gui)加氫(qing)用。
⑤. 低壓(ya)脫(tuo)甲(jia)烷(wan)塔(ta)接(jie)收(shou)(shou)深(shen)冷(leng)(leng)分離(li)單(dan)元來的各股(gu)液體進料(liao)(liao)，塔(ta)頂用二元冷(leng)(leng)劑部分冷(leng)(leng)凝，分離(li)出的高壓(ya)甲(jia)烷(wan)產品(pin)在(zai)冷(leng)(leng)箱中回收(shou)(shou)冷(leng)(leng)量后去(qu)(qu)再生氣(qi)(qi)、燃料(liao)(liao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統，中壓(ya)甲(jia)烷(wan)產品(pin)去(qu)(qu)燃料(liao)(liao)氣(qi)(qi)系(xi)(xi)統。塔(ta)釜(fu)物料(liao)(liao)經塔(ta)釜(fu)泵加壓(ya)后依次經回收(shou)(shou)冷(leng)(leng)量至作為(wei)脫(tuo)乙(yi)烷(wan)塔(ta)進料(liao)(liao)。塔(ta)釜(fu)再沸(fei)器用-37℃裂(lie)解氣(qi)(qi)和二元冷(leng)(leng)劑作為(wei)熱源。
⑥. 脫乙(yi)烷(wan)(wan)塔(ta)進(jin)行(xing)碳二與碳三以上組分的切割分離(li)。塔(ta)釜(fu)再沸器(qi)采(cai)(cai)用來至急(ji)冷水塔(ta)的急(ji)冷水加(jia)(jia)熱(re)(re)，釜(fu)液經冷卻水換熱(re)(re)器(qi)和脫砷反應器(qi)去高壓脫丙(bing)烷(wan)(wan)塔(ta)，塔(ta)頂氣體經-24℃丙(bing)烯(xi)冷劑部分冷凝，氣體去乙(yi)炔轉(zhuan)化(hua)器(qi)。加(jia)(jia)氫后(hou)的氣體經冷卻后(hou)經綠油吸收塔(ta)、乙(yi)烯(xi)干燥器(qi)進(jin)入乙(yi)烯(xi)精(jing)餾塔(ta)，由(you)側線采(cai)(cai)出液態乙(yi)烯(xi)產品(pin)送(song)入乙(yi)烯(xi)產品(pin)儲罐，塔(ta)釜(fu)乙(yi)烷(wan)(wan)循(xun)環裂解。
⑦. 乙烯(xi)(xi)產品經乙烯(xi)(xi)泵送出，用氣(qi)體丙烯(xi)(xi)加熱(re)蒸(zheng)發、液(ye)體丙烯(xi)(xi)過熱(re)，然(ran)后以氣(qi)相產品送出界區。
⑧. 脫(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)(ta)系統采用(yong)雙塔(ta)(ta)脫(tuo)丙(bing)(bing)烷，一(yi)個(ge)加(jia)氫催(cui)(cui)化劑(ji)的(de)高壓(ya)(ya)脫(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)(ta)和(he)(he)一(yi)個(ge)低(di)壓(ya)(ya)脫(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)(ta)組成。首先經過碳(tan)三脫(tuo)砷保護床脫(tuo)除砷。而后用(yong)干燥后的(de)氫氣進入(ru)在塔(ta)(ta)上(shang)部的(de)催(cui)(cui)化劑(ji)床層中與碳(tan)三中的(de)MAPD反(fan)應，將(jiang)(jiang)甲基乙(yi)炔(gui)和(he)(he)丙(bing)(bing)二烯加(jia)氫為丙(bing)(bing)烯。將(jiang)(jiang)碳(tan)三餾(liu)分(fen)精制分(fen)離，聚合級丙(bing)(bing)烯產品液相送出(chu)，丙(bing)(bing)烷循環裂解或作(zuo)為液化氣外送。低(di)壓(ya)(ya)塔(ta)(ta)釜(fu)將(jiang)(jiang)碳(tan)四(si)以上(shang)餾(liu)分(fen)送至(zhi)脫(tuo)丁烷塔(ta)(ta)。
⑨. 脫丁烷塔系統采(cai)用兩個(ge)并聯(lian)的塔操作(zuo)(zuo)，塔頂物(wu)料(liao)一(yi)部分作(zuo)(zuo)回流，一(yi)部分作(zuo)(zuo)為(wei)碳四產(chan)品送(song)出界區。塔釜物(wu)料(liao)一(yi)部分去脫戊烷塔，另一(yi)部分直接作(zuo)(zuo)為(wei)裂解(jie)汽(qi)油送(song)出界區。脫丁烷塔塔釜來的物(wu)料(liao)進(jin)入脫戊烷塔，塔頂氣(qi)相經冷凝(ning)后作(zuo)(zuo)為(wei)碳五產(chan)品送(song)出界區。塔釜液(ye)則作(zuo)(zuo)為(wei)裂解(jie)汽(qi)油送(song)至界區。
⑩. 火(huo)(huo)(huo)(huo)炬系(xi)(xi)統(tong)(tong)分為(wei)第(di)一火(huo)(huo)(huo)(huo)炬系(xi)(xi)統(tong)(tong)、第(di)二火(huo)(huo)(huo)(huo)炬系(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)(he)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣(qi)回收(shou)(shou)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。用以將正常時(shi)的(de)低壓(ya)甲烷排(pai)(pai)放(fang)和(he)(he)無組織泄漏物安(an)全(quan)燃燒，并將工藝紊亂時(shi)的(de)安(an)全(quan)排(pai)(pai)放(fang)燃燒。火(huo)(huo)(huo)(huo)炬頭上有三股中(zhong)壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)，其目的(de)是為(wei)了(le)保護火(huo)(huo)(huo)(huo)炬頭、消(xiao)煙和(he)(he)助燃。在裝置操作穩(wen)定，提高(gao)排(pai)(pai)放(fang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)壓(ya)力，投用火(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣(qi)回收(shou)(shou)壓(ya)縮機(ji)，回收(shou)(shou)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣(qi)、燃料氣(qi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。
?. 制冷壓縮(suo)機(ji)(ji)由丙烯(xi)制冷壓縮(suo)機(ji)(ji)、乙烯(xi)制冷壓縮(suo)機(ji)(ji)和二元制冷壓縮(suo)機(ji)(ji)構(gou)成，其中(zhong)乙烯(xi)機(ji)(ji)和丙烯(xi)機(ji)(ji)構(gou)成復(fu)疊式制冷，為分離(li)過程(cheng)中(zhong)裂解氣等提(ti)供多種等級的冷劑。本(ben)單元是乙烯(xi)裝置的心臟，一旦停車，系統無法正常運行。
?. 將(jiang)裂解氣壓縮單元中堿(jian)洗的廢堿(jian)和(he)含硫(liu)污(wu)水(shui)利用二氧化碳(tan)中和(he)處理，使(shi)之(zhi)合格排放，減少環境污(wu)染。
3. 在國(guo)外(wai)執行的某工程(cheng)乙烯裝置布置典(dian)型實(shi)例(li)（圖5-106）
圖(tu)5-106 在國(guo)外執行的(de)某工(gong)程乙(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)典型(xing)實例
