一、裝置(zhi)簡介(jie)

  我國(guo)(guo)乙(yi)烯(xi)工(gong)業(ye)起(qi)步于20世(shi)紀(ji)60年(nian)代，最早是(shi)1964年(nian)從原(yuan)聯(lian)邦德國(guo)(guo)引(yin)(yin)進(jin)的(de)魯(lu)奇公司的(de)原(yuan)油裂解技術及(ji)年(nian)產(chan)3.6萬(wan)噸乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置。20世(shi)紀(ji)70年(nian)代先后(hou)建(jian)成(cheng)了年(nian)產(chan)30萬(wan)噸、11.5萬(wan)噸和7.3萬(wan)噸的(de)三(san)(san)套(tao)乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置，分別由日本(ben)東洋工(gong)程(cheng)公司、三(san)(san)菱油化公司及(ji)法(fa)國(guo)(guo)石(shi)(shi)油研究院和貝西姆公司引(yin)(yin)進(jin)，專利(li)技術分別來自美國(guo)(guo)魯(lu)姆斯公司、日本(ben)三(san)(san)菱油化及(ji)法(fa)國(guo)(guo)石(shi)(shi)油研究院。21世(shi)紀(ji)后(hou)，年(nian)產(chan)百萬(wan)噸的(de)乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置在我國(guo)(guo)大量建(jian)成(cheng)投產(chan)。煉化一體化工(gong)廠原(yuan)料互供示意圖見圖2.12。

  現以裂解技(ji)術(shu)為主(zhu)體對乙(yi)烯(xi)裝置進行簡單介紹。根(gen)據裂解方式的(de)不同，乙(yi)烯(xi)生(sheng)產分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)為管式爐裂解法、催化裂解法、部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)氧化法和熱載體裂解法等(deng)。但任何裂解法得(de)到(dao)的(de)裂解氣都(dou)是(shi)混合(he)物，需要(yao)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)才能得(de)到(dao)純凈的(de)烯(xi)烴產品。通過混合(he)物的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)制取烯(xi)烴、芳(fang)烴的(de)方法主(zhu)要(yao)有三種：深(shen)冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)、油(you)吸收(shou)中冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)和超吸附分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)。目前(qian)(qian)國內的(de)大部分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)乙(yi)烯(xi)裝置采(cai)用的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)技(ji)術(shu)都(dou)是(shi)深(shen)冷(leng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)法。基本(ben)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)流程有順序分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)、前(qian)(qian)脫乙(yi)烷(wan)和前(qian)(qian)脫丙烷(wan)三種，采(cai)用哪種分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)流程與裂解原料有關。

  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、典型乙(yi)烯裂解裝置的工藝(yi)及特點

  典型乙烯(xi)裂解裝置的工藝流程示意圖(tu)如圖(tu)2.13所示。

  乙烯(xi)裂(lie)解(jie)裝(zhuang)置大致可以分(fen)為(wei)四(si)個部分(fen)，即裂(lie)解(jie)系統(tong)、壓縮及干燥系統(tong)、乙烯(xi)分(fen)離(li)系統(tong)和丙烯(xi)分(fen)離(li)系統(tong)。

1. 裂解系統 

   裂解(jie)系統是指裂解(jie)爐(lu)區及高壓蒸汽發生系統，其工藝流程示意圖如圖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)(you)和乙烷(wan)經(jing)(jing)加熱裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)得到乙烯、丙烯、丁(ding)二(er)烯及其他副產品混(hun)合的(de)(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)。裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)由(you)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)(lu)出來(lai)后(hou)直(zhi)接進入廢(fei)熱鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)，迅速冷(leng)卻，同時產生(sheng)高壓(ya)蒸(zheng)汽。由(you)開(kai)工鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)給(gei)水(shui)泵過來(lai)的(de)(de)高壓(ya)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)給(gei)水(shui)經(jing)(jing)蒸(zheng)汽過熱爐(lu)(lu)、裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)爐(lu)(lu)對流段(duan)加熱后(hou)，進入廢(fei)熱鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)汽包(bao)，產生(sheng)的(de)(de)高壓(ya)蒸(zheng)汽再經(jing)(jing)蒸(zheng)汽過熱爐(lu)(lu)過熱至520℃后(hou)送(song)入透平和工藝(yi)設備(bei)。混(hun)合裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)進入急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)(you)(you)進行冷(leng)卻。之后(hou)又經(jing)(jing)過油(you)(you)(you)氣(qi)塔(ta)、水(shui)洗(xi)(xi)塔(ta)進一步冷(leng)卻。水(shui)洗(xi)(xi)塔(ta)頂部(bu)出來(lai)的(de)(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)被送(song)入裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓(ya)縮機(ji)進行壓(ya)縮。油(you)(you)(you)氣(qi)塔(ta)和水(shui)洗(xi)(xi)塔(ta)底部(bu)分別獲得裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)焦油(you)(you)(you)和裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)汽油(you)(you)(you)。

2. 壓縮及干燥系統 

   裂解(jie)氣(qi)(qi)進(jin)入(ru)五(wu)段(duan)(duan)(duan)離心式裂解(jie)氣(qi)(qi)壓縮(suo)機，在三(san)(san)段(duan)(duan)(duan)出(chu)口至四段(duan)(duan)(duan)入(ru)口間進(jin)入(ru)堿(jian)(jian)洗塔，經(jing)堿(jian)(jian)洗脫除硫化(hua)氫(qing)和(he)二氧化(hua)碳。經(jing)三(san)(san)段(duan)(duan)(duan)堿(jian)(jian)洗和(he)一段(duan)(duan)(duan)水洗后的裂解(jie)氣(qi)(qi)送(song)入(ru)四段(duan)(duan)(duan)、五(wu)段(duan)(duan)(duan)壓縮(suo)，送(song)入(ru)分離部(bu)分，以便在較高的壓力下進(jin)行(xing)深冷分離。經(jing)過(guo)壓縮(suo)后的裂解(jie)氣(qi)(qi)首先進(jin)入(ru)干燥(zao)器進(jin)行(xing)干燥(zao)，然(ran)后進(jin)入(ru)乙(yi)烯分離系統。

3. 乙烯(xi)分離系(xi)統(tong) 

   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. 丙烯分(fen)離系(xi)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、乙烯裂解(jie)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(yi)烯裂解裝置的(de)配管設計

  主(zhu)要是對裂解(jie)爐(lu)、塔、換熱器(qi)、罐(guan)、泵(beng)、壓縮機等(deng)設(she)備的配(pei)管(guan)設(she)計。