1. 乙烯裝置工藝的技(ji)術(shu)發展(zhan)
乙烯(xi)（Ethylene或(huo)者Ethene）是(shi)(shi)石油化(hua)工的(de)(de)(de)重要基礎原(yuan)料，乙烯(xi)裝置是(shi)(shi)石油化(hua)工生(sheng)產(chan)有機原(yuan)料的(de)(de)(de)基礎，是(shi)(shi)石油化(hua)工的(de)(de)(de)龍(long)頭(tou)，它(ta)的(de)(de)(de)規模(mo)、產(chan)量(liang)、技術，標(biao)志著一個國家的(de)(de)(de)石油化(hua)學工業的(de)(de)(de)發(fa)展水平。乙烯(xi)生(sheng)產(chan)裝置起源于1940年，美孚公司建(jian)成了(le)第一套以煉(lian)廠(chang)氣為原(yuan)料的(de)(de)(de)乙烯(xi)生(sheng)產(chan)裝置，開(kai)創了(le)以乙烯(xi)裝置為中心的(de)(de)(de)石油化(hua)工歷史，目前世界上乙烯(xi)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)主(zhu)要技術是(shi)(shi)管式爐蒸(zheng)汽熱裂解(jie)和深(shen)冷分離流程。
乙烯裝置主(zhu)要由裂解(jie)和(he)分(fen)(fen)(fen)離(li)兩(liang)部分(fen)(fen)(fen)組(zu)成(cheng)。管式裂解(jie)法(fa)(fa)可以分(fen)(fen)(fen)為魯姆(mu)斯裂解(jie)法(fa)(fa)、斯通-韋伯斯特(te)裂解(jie)法(fa)(fa)、凱洛格裂解(jie)法(fa)(fa)、三(san)菱油(you)化裂解(jie)法(fa)(fa)、福斯特(te)-惠勒裂解(jie)法(fa)(fa)和(he)西拉(la)斯裂解(jie)法(fa)(fa)等。分(fen)(fen)(fen)離(li)部分(fen)(fen)(fen)根據分(fen)(fen)(fen)離(li)形(xing)式可以分(fen)(fen)(fen)為順序(xu)分(fen)(fen)(fen)離(li)法(fa)(fa)、前端(duan)脫乙烷(wan)、前端(duan)脫丙烷(wan)和(he)漸進分(fen)(fen)(fen)離(li)流程。
2. 乙烯(xi)裝置工藝流程簡介
乙烯裝置(zhi)的基本組成單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)為：裂解(jie)爐單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、急冷單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、裂解(jie)氣壓(ya)縮單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、深(shen)冷分離單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)甲烷(wan)(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)乙烷(wan)(wan)與(yu)乙烯精(jing)制(zhi)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、乙烯產品(pin)外送單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙烷(wan)(wan)與(yu)丙烯精(jing)制(zhi)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁烷(wan)(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)戊烷(wan)(wan)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、火炬單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、制(zhi)冷壓(ya)縮單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)和污水(shui)處理單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)。各(ge)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)作用(yong)介(jie)紹(shao)如下(xia)。
①. 裂(lie)解(jie)爐單元。原料油與稀釋(shi)蒸(zheng)汽按(an)比例混合，進入(ru)裂(lie)解(jie)爐發生高溫斷鏈反應，生成氫氣、甲烷、乙烯丙(bing)烯、碳四等目的產(chan)物，同時副產(chan)超高壓蒸(zheng)汽，屬(shu)高溫單元。
②. 急冷單(dan)元。裂解氣在此單(dan)元先后經油(you)洗、水洗，溫度降低至(zhi)40℃，同(tong)時將較重組分如(ru)渣油(you)、重汽油(you)分離出來。
③. 裂(lie)解(jie)氣壓縮單元(yuan)。利(li)用(yong)超高(gao)壓蒸汽作(zuo)動(dong)力驅動(dong)汽輪機將裂(lie)解(jie)氣升(sheng)壓，分離其中較重組成，減少進入冷(leng)箱(xiang)系統的物料量，同時將裂(lie)解(jie)過程中產(chan)生(sheng)的酸性氣體用(yong)堿中和脫除。過程中產(chan)生(sheng)廢堿、含硫污水。
④. 深冷分(fen)離(li)單元。將壓縮后(hou)的(de)(de)裂解氣干燥后(hou)，依(yi)次(ci)降溫最終(zhong)達到氫氣的(de)(de)分(fen)離(li)。利(li)用鎳(nie)基(ji)催(cui)化劑(ji)將氫氣中的(de)(de)雜質脫除。
⑤. 脫甲烷(wan)單元。進行甲烷(wan)與碳二以上組分的切割。
⑥. 脫乙(yi)烷與(yu)乙(yi)烯精餾單元。進行(xing)碳二與(yu)碳三以上組分的切割，并(bing)將(jiang)碳二在鈀系催化劑作用(yong)下選擇加氫，使乙(yi)炔加氫生成乙(yi)烯，分離乙(yi)烯與(yu)乙(yi)烷，乙(yi)烷循(xun)環裂解。
⑦. 乙烯(xi)產品外送單元。進行(xing)乙烯(xi)儲存(cun)和汽化外送，為下游(you)裝置(zhi)提供不(bu)同壓(ya)力等級的氣相(xiang)乙烯(xi)。
⑧. 脫丙(bing)烷與丙(bing)烯(xi)(xi)精制單元。進(jin)行碳三與碳四(si)以(yi)上組分(fen)的(de)切割，并(bing)將碳三在催化劑(ji)作(zuo)用下選擇(ze)加氫，使(shi)MAPD加氫生成丙(bing)烯(xi)(xi)，分(fen)離(li)丙(bing)烯(xi)(xi)與丙(bing)烷，丙(bing)烯(xi)(xi)送下游(you)加工，丙(bing)烷循(xun)環裂解或外送。
⑨. 脫丁烷單元。進(jin)行碳(tan)四與(yu)碳(tan)五以上組分的切割(ge)。
⑩. 脫戊烷單(dan)元。將碳五與汽油(you)分(fen)離，碳五送制苯抽提。
?. 火炬單(dan)元。提供(gong)可燃氣(qi)體安(an)全排放燃燒或回收，是(shi)事故狀態下的(de)安(an)全防護(hu)措施(shi)。
?. 制冷壓縮(suo)單元(yuan)。為(wei)裂解氣順序分(fen)離提供(gong)不同等級的冷劑，是乙烯(xi)裝置的心臟部(bu)位。
?. 污(wu)水(shui)處理(li)(li)單元。預處理(li)(li)裝置產生(sheng)的廢堿(jian)等污(wu)水(shui)，間斷處理(li)(li)，有劇毒物料。
順序分離流程如圖5-105所示(shi)。
①. 從界區外(wai)來的HGO、石(shi)腦油、加氫(qing)尾油原(yuan)料(liao)(liao)分(fen)別儲存在(zai)進(jin)料(liao)(liao)罐(guan)，原(yuan)料(liao)(liao)經(jing)過泵(beng)加壓后(hou)，用(yong)急(ji)冷(leng)水預(yu)(yu)(yu)熱(re)送至裂解(jie)(jie)爐。經(jing)預(yu)(yu)(yu)熱(re)后(hou)裂解(jie)(jie)原(yuan)料(liao)(liao)進(jin)入(ru)裂解(jie)(jie)爐對流段(duan)(duan)原(yuan)料(liao)(liao)預(yu)(yu)(yu)熱(re)段(duan)(duan)預(yu)(yu)(yu)熱(re)后(hou)與(yu)稀釋蒸(zheng)汽(qi)按(an)比例混(hun)合(he)后(hou)，經(jing)裂解(jie)(jie)爐混(hun)合(he)預(yu)(yu)(yu)熱(re)段(duan)(duan)預(yu)(yu)(yu)熱(re)至起(qi)始(shi)反應(ying)溫度(du)（即(ji)橫跨溫度(du)），進(jin)入(ru)裂解(jie)(jie)爐輻(fu)射(she)段(duan)(duan)進(jin)行裂解(jie)(jie)。裂解(jie)(jie)氣(qi)先進(jin)人廢(fei)熱(re)鍋爐盡快冷(leng)卻(que)以(yi)防止二次反應(ying)的發生，并回收裂解(jie)(jie)氣(qi)的顯熱(re)，然后(hou)進(jin)入(ru)急(ji)冷(leng)器用(yong)急(ji)冷(leng)油進(jin)一步(bu)冷(leng)卻(que)后(hou)送入(ru)汽(qi)油分(fen)餾塔(ta)。
②. 裂解(jie)氣在汽油(you)分(fen)(fen)餾塔(ta)(ta)中用循環(huan)急冷(leng)油(you)進一步冷(leng)卻，重組分(fen)(fen)通(tong)(tong)過塔(ta)(ta)釜采出(chu)作為(wei)裂解(jie)燃料油(you)（PFO）產品(pin)，較輕的(de)(de)組分(fen)(fen)通(tong)(tong)過側線(xian)采出(chu)作為(wei)裂解(jie)柴油(you)（PGO）產品(pin)，裂解(jie)汽油(you)和更輕的(de)(de)組分(fen)(fen)在塔(ta)(ta)頂以氣相采出(chu)。急冷(leng)油(you)帶(dai)走的(de)(de)熱量(liang)經過稀釋蒸(zheng)汽發生(sheng)系統、工藝水(shui)(shui)(shui)汽提塔(ta)(ta)再(zai)沸器、對去(qu)工藝水(shui)(shui)(shui)汽提塔(ta)(ta)及稀釋蒸(zheng)汽發生(sheng)器的(de)(de)工藝水(shui)(shui)(shui)加熱進行回(hui)收。
③. 急冷(leng)水(shui)塔塔頂汽(qi)相經帶有(you)段(duan)(duan)間冷(leng)卻(que)和(he)分離的五段(duan)(duan)裂(lie)解(jie)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機壓(ya)縮(suo)。裂(lie)解(jie)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機五段(duan)(duan)出(chu)(chu)口(kou)裂(lie)解(jie)氣(qi)經冷(leng)卻(que)水(shui)、丙(bing)烯冷(leng)劑和(he)脫乙烷塔進料激冷(leng)后進入(ru)裂(lie)解(jie)氣(qi)干燥器。過(guo)程中分離的汽(qi)油(you)送出(chu)(chu)界區，凝(ning)液汽(qi)提塔釜(fu)出(chu)(chu)料送至脫丙(bing)烷系(xi)統(tong)。在三段(duan)(duan)和(he)四段(duan)(duan)之間，裂(lie)解(jie)氣(qi)經過(guo)堿(jian)洗除去H2S和(he)CO2。
④. 裂解氣(qi)經(jing)過脫(tuo)水(shui)干燥，進入冷箱(xiang)，依次經(jing)丙烯冷劑、乙烯冷劑、甲(jia)烷節流降溫冷凝分離(li)，最終氣(qi)相降溫至-165℃從低(di)壓甲(jia)烷中(zhong)分離(li)出氫(qing)(qing)氣(qi)，氫(qing)(qing)氣(qi)經(jing)甲(jia)烷化精(jing)制后提供給(gei)乙炔、丙炔加氫(qing)(qing)用。
⑤. 低壓脫甲(jia)烷塔接收深冷(leng)分離單元(yuan)來的各股液體進料(liao)，塔頂用二(er)元(yuan)冷(leng)劑部分冷(leng)凝(ning)，分離出(chu)的高壓甲(jia)烷產品在(zai)冷(leng)箱中回收冷(leng)量后去(qu)再生氣(qi)、燃料(liao)氣(qi)系統，中壓甲(jia)烷產品去(qu)燃料(liao)氣(qi)系統。塔釜物料(liao)經(jing)塔釜泵(beng)加壓后依次(ci)經(jing)回收冷(leng)量至作為(wei)脫乙烷塔進料(liao)。塔釜再沸器用-37℃裂解(jie)氣(qi)和二(er)元(yuan)冷(leng)劑作為(wei)熱(re)源(yuan)。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)進(jin)行碳二與碳三以(yi)上組分(fen)的(de)切割(ge)分(fen)離。塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)再沸器(qi)(qi)采用來至急冷水(shui)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)急冷水(shui)加(jia)熱，釜(fu)液(ye)經冷卻水(shui)換熱器(qi)(qi)和脫(tuo)砷(shen)反應器(qi)(qi)去高(gao)壓脫(tuo)丙(bing)烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)頂氣(qi)(qi)體(ti)經-24℃丙(bing)烯冷劑部分(fen)冷凝，氣(qi)(qi)體(ti)去乙(yi)(yi)(yi)(yi)炔(gui)轉化器(qi)(qi)。加(jia)氫后的(de)氣(qi)(qi)體(ti)經冷卻后經綠(lv)油吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)、乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯干燥(zao)器(qi)(qi)進(jin)入乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯精餾塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)，由側線采出液(ye)態乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯產品(pin)(pin)送入乙(yi)(yi)(yi)(yi)烯產品(pin)(pin)儲(chu)罐，塔(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)乙(yi)(yi)(yi)(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產(chan)品(pin)經乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)泵送(song)出，用氣體(ti)丙烯(xi)(xi)加熱蒸(zheng)發、液體(ti)丙烯(xi)(xi)過(guo)熱，然后以(yi)氣相產(chan)品(pin)送(song)出界區。
⑧. 脫(tuo)丙烷塔系(xi)統(tong)采用雙塔脫(tuo)丙烷，一(yi)個(ge)加氫催化劑的高(gao)壓(ya)脫(tuo)丙烷塔和一(yi)個(ge)低壓(ya)脫(tuo)丙烷塔組成(cheng)。首先經過碳(tan)三(san)脫(tuo)砷保(bao)護床脫(tuo)除(chu)砷。而后用干(gan)燥后的氫氣進(jin)入在塔上部的催化劑床層中與(yu)碳(tan)三(san)中的MAPD反應，將甲基乙(yi)炔和丙二(er)烯(xi)加氫為丙烯(xi)。將碳(tan)三(san)餾分(fen)精制分(fen)離，聚合級丙烯(xi)產品液相送出，丙烷循環裂解或(huo)作為液化氣外送。低壓(ya)塔釜將碳(tan)四以(yi)上餾分(fen)送至脫(tuo)丁(ding)烷塔。
⑨. 脫(tuo)丁烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)系統采用兩(liang)個并聯的塔(ta)(ta)(ta)(ta)操作(zuo)(zuo)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)物料一(yi)部分作(zuo)(zuo)回流，一(yi)部分作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)碳(tan)四(si)產(chan)品送出界(jie)區(qu)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)物料一(yi)部分去脫(tuo)戊烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)，另一(yi)部分直接作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)裂(lie)解汽(qi)油送出界(jie)區(qu)。脫(tuo)丁烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)來的物料進入(ru)脫(tuo)戊烷塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂(ding)氣(qi)相經(jing)冷凝后作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)碳(tan)五產(chan)品送出界(jie)區(qu)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜(fu)液則作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)裂(lie)解汽(qi)油送至(zhi)界(jie)區(qu)。
⑩. 火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)分(fen)為第(di)一火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)、第(di)二火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)和火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)回(hui)收系(xi)統(tong)。用以將正(zheng)常時(shi)的低壓甲烷排放(fang)和無組織泄漏物(wu)安(an)全燃燒(shao)，并將工(gong)藝紊亂時(shi)的安(an)全排放(fang)燃燒(shao)。火(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)上(shang)有三(san)股中(zhong)壓蒸汽，其目(mu)的是為了(le)保(bao)護(hu)火(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)、消煙和助(zhu)燃。在裝置操作穩(wen)定，提(ti)高排放(fang)系(xi)統(tong)的壓力(li)，投用火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)回(hui)收壓縮機，回(hui)收火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)、燃料氣(qi)系(xi)統(tong)。
?. 制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)(ji)由丙(bing)(bing)烯(xi)制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)(ji)、乙(yi)(yi)烯(xi)制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)(ji)和二元(yuan)制(zhi)(zhi)冷(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)(ji)構成，其中(zhong)乙(yi)(yi)烯(xi)機(ji)(ji)和丙(bing)(bing)烯(xi)機(ji)(ji)構成復(fu)疊式制(zhi)(zhi)冷(leng)，為分離過程中(zhong)裂解氣等提供多種等級的冷(leng)劑。本單元(yuan)是乙(yi)(yi)烯(xi)裝(zhuang)置的心(xin)臟(zang)，一旦(dan)停車，系統無法正常(chang)運行。
?. 將裂解氣壓(ya)縮(suo)單元中(zhong)堿(jian)洗的(de)廢堿(jian)和含硫污水(shui)利用二(er)氧化碳中(zhong)和處(chu)理，使之合格排放，減少環境(jing)污染。
3. 在國(guo)外執行的某工程乙烯裝(zhuang)置布置典型實例（圖5-106）
圖5-106 在國外執行的某(mou)工程(cheng)乙(yi)烯裝置布置典型(xing)實(shi)例
