一、裝置(zhi)簡介

  我國乙烯工業起步(bu)于20世紀60年(nian)代，最早是1964年(nian)從原聯邦(bang)德(de)國引進的魯奇公(gong)司的原油(you)裂解(jie)技(ji)術及年(nian)產(chan)(chan)3.6萬(wan)噸乙烯裝(zhuang)置。20世紀70年(nian)代先后建成了年(nian)產(chan)(chan)30萬(wan)噸、11.5萬(wan)噸和7.3萬(wan)噸的三套乙烯裝(zhuang)置，分別由日(ri)本東洋工程公(gong)司、三菱(ling)油(you)化(hua)(hua)公(gong)司及法國石油(you)研究院(yuan)和貝(bei)西姆公(gong)司引進，專利技(ji)術分別來自美國魯姆斯(si)公(gong)司、日(ri)本三菱(ling)油(you)化(hua)(hua)及法國石油(you)研究院(yuan)。21世紀后，年(nian)產(chan)(chan)百萬(wan)噸的乙烯裝(zhuang)置在(zai)我國大量建成投產(chan)(chan)。煉化(hua)(hua)一(yi)體化(hua)(hua)工廠原料互供示意圖見圖2.12。

  現以裂(lie)(lie)解(jie)技(ji)術為主體對乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置進行簡單介(jie)紹。根據裂(lie)(lie)解(jie)方式的不同，乙(yi)烯(xi)生(sheng)產分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為管式爐(lu)裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)、催化裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)、部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)氧化法(fa)和(he)熱載體裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)等。但任何裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)得到的裂(lie)(lie)解(jie)氣都(dou)(dou)是混(hun)合物，需要分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)才(cai)能得到純(chun)凈(jing)的烯(xi)烴產品。通過混(hun)合物的分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)制取烯(xi)烴、芳烴的方法(fa)主要有三(san)種(zhong)：深冷分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)、油吸收中(zhong)冷分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)和(he)超(chao)吸附分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)。目前國內(nei)的大(da)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置采用(yong)的分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)技(ji)術都(dou)(dou)是深冷分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)法(fa)。基本分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)流程有順序(xu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)、前脫乙(yi)烷和(he)前脫丙(bing)烷三(san)種(zhong)，采用(yong)哪種(zhong)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)流程與裂(lie)(lie)解(jie)原(yuan)料有關。

  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、典(dian)型乙烯裂解裝置(zhi)的工(gong)藝及特點

  典型乙烯裂解裝(zhuang)置的(de)工藝流(liu)程示(shi)意圖(tu)如圖(tu)2.13所(suo)示(shi)。

  乙烯裂解(jie)裝置大致(zhi)可以分(fen)為四個部分(fen)，即裂解(jie)系(xi)統、壓縮及干燥系(xi)統、乙烯分(fen)離(li)系(xi)統和丙烯分(fen)離(li)系(xi)統。

1. 裂(lie)解系統 

   裂解系統是指裂解爐區及高(gao)壓蒸汽發生系統，其工藝(yi)流程示意圖(tu)如(ru)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。

   輕柴油(you)(you)和(he)(he)乙烷經(jing)加熱(re)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)得到乙烯、丙烯、丁二(er)烯及其(qi)他(ta)副產品(pin)混(hun)(hun)合的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)氣(qi)(qi)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)氣(qi)(qi)由裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)爐(lu)出(chu)來后(hou)直接進(jin)(jin)入廢熱(re)鍋爐(lu)，迅速(su)冷(leng)卻，同(tong)時產生高壓蒸(zheng)汽(qi)。由開(kai)工鍋爐(lu)給水(shui)泵(beng)過來的(de)(de)高壓鍋爐(lu)給水(shui)經(jing)蒸(zheng)汽(qi)過熱(re)爐(lu)、裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)爐(lu)對流段加熱(re)后(hou)，進(jin)(jin)入廢熱(re)鍋爐(lu)汽(qi)包，產生的(de)(de)高壓蒸(zheng)汽(qi)再經(jing)蒸(zheng)汽(qi)過熱(re)爐(lu)過熱(re)至520℃后(hou)送入透平(ping)和(he)(he)工藝設備。混(hun)(hun)合裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)氣(qi)(qi)進(jin)(jin)入急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)(you)進(jin)(jin)行(xing)冷(leng)卻。之(zhi)后(hou)又(you)經(jing)過油(you)(you)氣(qi)(qi)塔(ta)(ta)、水(shui)洗塔(ta)(ta)進(jin)(jin)一步(bu)冷(leng)卻。水(shui)洗塔(ta)(ta)頂部出(chu)來的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)氣(qi)(qi)被送入裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)氣(qi)(qi)壓縮機進(jin)(jin)行(xing)壓縮。油(you)(you)氣(qi)(qi)塔(ta)(ta)和(he)(he)水(shui)洗塔(ta)(ta)底部分別獲得裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)焦油(you)(you)和(he)(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)汽(qi)油(you)(you)。

2. 壓(ya)縮及干燥系統(tong) 

   裂(lie)解(jie)(jie)氣進(jin)入(ru)五(wu)(wu)段(duan)離(li)心式(shi)裂(lie)解(jie)(jie)氣壓(ya)縮(suo)機，在三段(duan)出口至四(si)段(duan)入(ru)口間進(jin)入(ru)堿(jian)洗(xi)(xi)塔，經堿(jian)洗(xi)(xi)脫(tuo)除(chu)硫化氫和二氧(yang)化碳。經三段(duan)堿(jian)洗(xi)(xi)和一段(duan)水(shui)洗(xi)(xi)后(hou)的裂(lie)解(jie)(jie)氣送入(ru)四(si)段(duan)、五(wu)(wu)段(duan)壓(ya)縮(suo)，送入(ru)分(fen)離(li)部分(fen)，以便在較高的壓(ya)力(li)下進(jin)行深(shen)冷分(fen)離(li)。經過壓(ya)縮(suo)后(hou)的裂(lie)解(jie)(jie)氣首先(xian)進(jin)入(ru)干燥器進(jin)行干燥，然(ran)后(hou)進(jin)入(ru)乙烯分(fen)離(li)系(xi)統。

3. 乙烯分離系統 

   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)烯分離系統(tong) 

   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(san)、乙烯(xi)裂解裝置(zhi)的工藝特點(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(pei)管設計

  主(zhu)要(yao)是對裂解爐、塔、換熱(re)器(qi)、罐、泵、壓縮機等設備的配管設計。