1. 乙烯(xi)裝置工藝的技術發展(zhan)
乙(yi)烯(xi)（Ethylene或者Ethene）是石(shi)(shi)油(you)化(hua)工的重要基礎(chu)原(yuan)料，乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置是石(shi)(shi)油(you)化(hua)工生產(chan)(chan)有機原(yuan)料的基礎(chu)，是石(shi)(shi)油(you)化(hua)工的龍頭，它的規模、產(chan)(chan)量、技術，標志著一個(ge)國(guo)家的石(shi)(shi)油(you)化(hua)學工業的發(fa)展水平。乙(yi)烯(xi)生產(chan)(chan)裝(zhuang)置起源于1940年，美孚(fu)公司(si)建成了(le)第一套以煉(lian)廠氣為原(yuan)料的乙(yi)烯(xi)生產(chan)(chan)裝(zhuang)置，開創了(le)以乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置為中心的石(shi)(shi)油(you)化(hua)工歷史，目前世界上乙(yi)烯(xi)生產(chan)(chan)的主要技術是管式爐蒸汽熱裂解和(he)深冷分離(li)流程。
乙(yi)(yi)烯裝置(zhi)主(zhu)要由裂(lie)(lie)解(jie)和(he)(he)分(fen)離(li)兩部分(fen)組成。管(guan)式裂(lie)(lie)解(jie)法可以分(fen)為(wei)魯姆斯(si)裂(lie)(lie)解(jie)法、斯(si)通-韋伯斯(si)特(te)(te)裂(lie)(lie)解(jie)法、凱洛格裂(lie)(lie)解(jie)法、三菱油化裂(lie)(lie)解(jie)法、福斯(si)特(te)(te)-惠勒裂(lie)(lie)解(jie)法和(he)(he)西拉斯(si)裂(lie)(lie)解(jie)法等。分(fen)離(li)部分(fen)根據分(fen)離(li)形式可以分(fen)為(wei)順序分(fen)離(li)法、前(qian)(qian)端(duan)脫乙(yi)(yi)烷、前(qian)(qian)端(duan)脫丙烷和(he)(he)漸進分(fen)離(li)流(liu)程。
2. 乙烯(xi)裝置(zhi)工藝流程簡介(jie)
乙烯(xi)(xi)裝置的基本組(zu)成單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)：裂解爐單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、急冷(leng)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、裂解氣壓縮單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、深冷(leng)分離單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)乙烷(wan)與乙烯(xi)(xi)精(jing)制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、乙烯(xi)(xi)產品外送單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)丙烷(wan)與丙烯(xi)(xi)精(jing)制單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)丁(ding)烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、火(huo)炬單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)、制冷(leng)壓縮單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和污水(shui)處理(li)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。各(ge)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)作(zuo)用介(jie)紹如(ru)下(xia)。
①. 裂解爐單(dan)元。原料(liao)油與(yu)稀釋蒸汽(qi)按比例混(hun)合，進(jin)入裂解爐發生(sheng)(sheng)高溫(wen)(wen)斷鏈反應，生(sheng)(sheng)成氫(qing)氣、甲(jia)烷(wan)、乙烯(xi)丙烯(xi)、碳四等目的產物(wu)，同時(shi)副產超高壓蒸汽(qi)，屬(shu)高溫(wen)(wen)單(dan)元。
②. 急冷單元(yuan)。裂解氣在此單元(yuan)先后經(jing)油(you)洗、水洗，溫(wen)度降低至40℃，同(tong)時將較重(zhong)(zhong)組分如渣(zha)油(you)、重(zhong)(zhong)汽油(you)分離出(chu)來。
③. 裂解氣(qi)壓縮單元。利(li)用(yong)超高(gao)壓蒸汽(qi)作(zuo)動力驅動汽(qi)輪機將裂解氣(qi)升壓，分離其中(zhong)較重組成，減(jian)少進入(ru)冷箱系統(tong)的物(wu)料(liao)量(liang)，同時(shi)將裂解過程中(zhong)產生(sheng)的酸性氣(qi)體用(yong)堿中(zhong)和脫除。過程中(zhong)產生(sheng)廢堿、含硫污水。
④. 深冷(leng)分離單元(yuan)。將壓縮后的裂解氣干燥(zao)后，依次降溫最(zui)終達到氫氣的分離。利(li)用鎳基催化劑將氫氣中的雜質(zhi)脫除(chu)。
⑤. 脫(tuo)甲烷單元。進行甲烷與(yu)碳二以上(shang)組分(fen)的切割。
⑥. 脫乙(yi)烷與(yu)(yu)乙(yi)烯(xi)精餾(liu)單元。進行碳(tan)二與(yu)(yu)碳(tan)三以上組(zu)分的切割，并將碳(tan)二在鈀系催化(hua)劑作用下選(xuan)擇加氫(qing)，使乙(yi)炔加氫(qing)生成乙(yi)烯(xi)，分離乙(yi)烯(xi)與(yu)(yu)乙(yi)烷，乙(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙烯產品(pin)外(wai)送單元。進行乙烯儲存和汽化外(wai)送，為下游(you)裝置提(ti)供不同壓力等級的氣相乙烯。
⑧. 脫丙(bing)(bing)烷(wan)與丙(bing)(bing)烯(xi)精制單元。進(jin)行碳三(san)與碳四以上組分的(de)切割，并將碳三(san)在催化(hua)劑作用(yong)下(xia)選擇加氫，使MAPD加氫生(sheng)成(cheng)丙(bing)(bing)烯(xi)，分離丙(bing)(bing)烯(xi)與丙(bing)(bing)烷(wan)，丙(bing)(bing)烯(xi)送下(xia)游加工，丙(bing)(bing)烷(wan)循環裂解或外送。
⑨. 脫丁(ding)烷單(dan)元。進行碳四與碳五以上組分的切割。
⑩. 脫戊烷單元。將碳五與(yu)汽油分離，碳五送(song)制苯抽提。
?. 火炬單元。提供可燃氣(qi)體安全排放燃燒或回收，是事故狀態(tai)下的安全防(fang)護措(cuo)施。
?. 制冷(leng)壓縮單元。為(wei)裂解(jie)氣順序分離提(ti)供(gong)不同等(deng)級的冷(leng)劑，是乙烯裝置的心臟部位。
?. 污水處理單(dan)元。預處理裝置產生(sheng)的廢堿等污水，間斷處理，有劇(ju)毒(du)物料。
順序分離流(liu)程(cheng)如圖5-105所示。
①. 從界區外來的(de)HGO、石腦油(you)(you)、加(jia)氫尾(wei)油(you)(you)原料(liao)分別儲(chu)存在進(jin)料(liao)罐(guan)，原料(liao)經過泵加(jia)壓后(hou)，用急冷(leng)水預熱(re)(re)送至裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐。經預熱(re)(re)后(hou)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)原料(liao)進(jin)入(ru)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐對流段原料(liao)預熱(re)(re)段預熱(re)(re)后(hou)與(yu)稀釋蒸汽(qi)按比例混合后(hou)，經裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐混合預熱(re)(re)段預熱(re)(re)至起(qi)始反(fan)應溫度(du)（即橫(heng)跨(kua)溫度(du)），進(jin)入(ru)裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)爐輻射(she)段進(jin)行裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)。裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣先進(jin)人廢熱(re)(re)鍋爐盡快冷(leng)卻以防止(zhi)二次反(fan)應的(de)發生，并回(hui)收裂(lie)解(jie)(jie)(jie)(jie)氣的(de)顯熱(re)(re)，然后(hou)進(jin)入(ru)急冷(leng)器用急冷(leng)油(you)(you)進(jin)一(yi)步(bu)冷(leng)卻后(hou)送入(ru)汽(qi)油(you)(you)分餾塔(ta)。
②. 裂解氣在汽(qi)油分(fen)(fen)餾塔中(zhong)用(yong)循環(huan)急(ji)冷(leng)(leng)油進一步冷(leng)(leng)卻，重組分(fen)(fen)通過塔釜采出(chu)(chu)作(zuo)為裂解燃料油（PFO）產品，較輕(qing)的(de)(de)組分(fen)(fen)通過側線采出(chu)(chu)作(zuo)為裂解柴油（PGO）產品，裂解汽(qi)油和(he)更輕(qing)的(de)(de)組分(fen)(fen)在塔頂以氣相采出(chu)(chu)。急(ji)冷(leng)(leng)油帶走的(de)(de)熱量經過稀(xi)釋(shi)蒸汽(qi)發生系統、工藝(yi)(yi)水汽(qi)提(ti)塔再沸器、對去(qu)工藝(yi)(yi)水汽(qi)提(ti)塔及稀(xi)釋(shi)蒸汽(qi)發生器的(de)(de)工藝(yi)(yi)水加熱進行(xing)回收(shou)。
③. 急冷水塔塔頂汽(qi)(qi)相經帶有段(duan)間冷卻(que)和分(fen)離的五(wu)段(duan)裂(lie)(lie)解氣(qi)壓縮機壓縮。裂(lie)(lie)解氣(qi)壓縮機五(wu)段(duan)出(chu)(chu)口裂(lie)(lie)解氣(qi)經冷卻(que)水、丙(bing)烯冷劑(ji)和脫(tuo)乙烷(wan)塔進(jin)料激冷后進(jin)入裂(lie)(lie)解氣(qi)干燥(zao)器。過(guo)程中分(fen)離的汽(qi)(qi)油送出(chu)(chu)界區，凝(ning)液(ye)汽(qi)(qi)提塔釜出(chu)(chu)料送至脫(tuo)丙(bing)烷(wan)系統。在三段(duan)和四(si)段(duan)之(zhi)間，裂(lie)(lie)解氣(qi)經過(guo)堿洗除去H2S和CO2。
④. 裂解氣(qi)(qi)經過脫水(shui)干燥，進(jin)入冷(leng)箱，依(yi)次經丙烯冷(leng)劑、乙烯冷(leng)劑、甲(jia)烷(wan)(wan)節流(liu)降溫冷(leng)凝(ning)分離(li)，最終(zhong)氣(qi)(qi)相降溫至-165℃從低(di)壓甲(jia)烷(wan)(wan)中分離(li)出氫氣(qi)(qi)，氫氣(qi)(qi)經甲(jia)烷(wan)(wan)化精制后提(ti)供給乙炔、丙炔加氫用。
⑤. 低壓脫甲(jia)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)接(jie)收深冷(leng)分(fen)(fen)離單元來的各股液體進料(liao)，塔(ta)(ta)(ta)頂用二元冷(leng)劑部分(fen)(fen)冷(leng)凝(ning)，分(fen)(fen)離出的高壓甲(jia)烷(wan)產(chan)品在冷(leng)箱(xiang)中(zhong)回收冷(leng)量(liang)后(hou)去(qu)再(zai)(zai)生氣(qi)、燃料(liao)氣(qi)系統(tong)，中(zhong)壓甲(jia)烷(wan)產(chan)品去(qu)燃料(liao)氣(qi)系統(tong)。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)物料(liao)經(jing)塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)泵加壓后(hou)依次經(jing)回收冷(leng)量(liang)至作為(wei)脫乙烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)進料(liao)。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)再(zai)(zai)沸器(qi)用-37℃裂(lie)解氣(qi)和二元冷(leng)劑作為(wei)熱源(yuan)。
⑥. 脫(tuo)(tuo)乙(yi)烷塔(ta)(ta)進(jin)行碳二與碳三以上組分的(de)切割分離(li)。塔(ta)(ta)釜再沸器采用來至急(ji)冷水塔(ta)(ta)的(de)急(ji)冷水加(jia)熱，釜液經冷卻水換(huan)熱器和脫(tuo)(tuo)砷(shen)反(fan)應器去高壓脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷塔(ta)(ta)，塔(ta)(ta)頂氣體經-24℃丙(bing)烯冷劑部分冷凝(ning)，氣體去乙(yi)炔(gui)轉化器。加(jia)氫后(hou)的(de)氣體經冷卻后(hou)經綠油吸收(shou)塔(ta)(ta)、乙(yi)烯干(gan)燥(zao)器進(jin)入(ru)乙(yi)烯精餾(liu)塔(ta)(ta)，由側線采出液態乙(yi)烯產品送入(ru)乙(yi)烯產品儲罐，塔(ta)(ta)釜乙(yi)烷循環裂解。
⑦. 乙烯產品(pin)經乙烯泵送出，用(yong)氣(qi)體丙烯加熱蒸發(fa)、液體丙烯過熱，然后以(yi)氣(qi)相產品(pin)送出界區。
⑧. 脫(tuo)丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)塔系統采(cai)用(yong)雙(shuang)塔脫(tuo)丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)，一個(ge)加(jia)氫(qing)(qing)(qing)催(cui)化劑(ji)的高壓(ya)(ya)脫(tuo)丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)塔和一個(ge)低壓(ya)(ya)脫(tuo)丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)塔組成(cheng)。首(shou)先經過碳三(san)脫(tuo)砷(shen)保護(hu)床(chuang)(chuang)脫(tuo)除砷(shen)。而后用(yong)干燥后的氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)進入(ru)在塔上部(bu)的催(cui)化劑(ji)床(chuang)(chuang)層中與碳三(san)中的MAPD反應，將(jiang)甲基(ji)乙炔和丙(bing)(bing)(bing)二烯(xi)(xi)加(jia)氫(qing)(qing)(qing)為(wei)丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)(xi)。將(jiang)碳三(san)餾分(fen)精制分(fen)離，聚合級丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)(xi)產品液(ye)(ye)相送(song)出(chu)，丙(bing)(bing)(bing)烷(wan)循(xun)環裂解或作為(wei)液(ye)(ye)化氣(qi)外送(song)。低壓(ya)(ya)塔釜將(jiang)碳四以上餾分(fen)送(song)至脫(tuo)丁烷(wan)塔。
⑨. 脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)系統采用兩個(ge)并聯的(de)(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)操作(zuo)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂物(wu)料一(yi)部(bu)分(fen)(fen)作(zuo)回流，一(yi)部(bu)分(fen)(fen)作(zuo)為(wei)碳(tan)四產品(pin)送(song)出(chu)界區。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料一(yi)部(bu)分(fen)(fen)去脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，另一(yi)部(bu)分(fen)(fen)直接(jie)作(zuo)為(wei)裂解汽油送(song)出(chu)界區。脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜來的(de)(de)物(wu)料進入脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂氣相(xiang)經冷凝(ning)后作(zuo)為(wei)碳(tan)五產品(pin)送(song)出(chu)界區。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜液(ye)則作(zuo)為(wei)裂解汽油送(song)至界區。
⑩. 火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)分為第一火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)、第二火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)和(he)火(huo)炬(ju)(ju)氣回收系(xi)(xi)統(tong)。用(yong)以(yi)將(jiang)正常(chang)時(shi)的(de)低壓(ya)甲烷排(pai)放和(he)無組織泄漏物(wu)安全燃(ran)燒，并(bing)將(jiang)工藝紊亂時(shi)的(de)安全排(pai)放燃(ran)燒。火(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)上有三股中壓(ya)蒸汽，其目的(de)是為了(le)保(bao)護火(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)、消煙和(he)助燃(ran)。在(zai)裝置操(cao)作穩(wen)定，提高排(pai)放系(xi)(xi)統(tong)的(de)壓(ya)力，投用(yong)火(huo)炬(ju)(ju)氣回收壓(ya)縮機(ji)，回收火(huo)炬(ju)(ju)氣、燃(ran)料氣系(xi)(xi)統(tong)。
?. 制(zhi)冷壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)由丙(bing)烯(xi)(xi)制(zhi)冷壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)、乙(yi)烯(xi)(xi)制(zhi)冷壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)和(he)二(er)元制(zhi)冷壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機(ji)構成，其中乙(yi)烯(xi)(xi)機(ji)和(he)丙(bing)烯(xi)(xi)機(ji)構成復疊式制(zhi)冷，為分(fen)離(li)過程中裂(lie)解氣(qi)等提供多種等級(ji)的冷劑。本單元是乙(yi)烯(xi)(xi)裝置的心臟，一旦停車，系(xi)統無法正常運行。
?. 將裂解氣壓縮單元(yuan)中堿(jian)洗的(de)廢堿(jian)和含(han)硫污(wu)水利用二氧化碳中和處理，使之合格排(pai)放，減少環境污(wu)染。
3. 在國外(wai)執(zhi)行的某(mou)工(gong)程(cheng)乙烯(xi)裝置布置典型(xing)實(shi)例（圖5-106）
圖(tu)5-106 在(zai)國(guo)外(wai)執行的(de)某工程乙烯裝置布(bu)置典型(xing)實例(li)
