1. 乙烯裝置工(gong)藝的技術發展
乙(yi)烯（Ethylene或(huo)者Ethene）是(shi)石油(you)(you)化工的重要基(ji)礎原料(liao)(liao)，乙(yi)烯裝(zhuang)置是(shi)石油(you)(you)化工生產有機原料(liao)(liao)的基(ji)礎，是(shi)石油(you)(you)化工的龍頭，它的規模、產量、技術(shu)，標(biao)志著(zhu)一(yi)個(ge)國家的石油(you)(you)化學(xue)工業的發(fa)展水平。乙(yi)烯生產裝(zhuang)置起(qi)源(yuan)于1940年(nian)，美孚公(gong)司建成(cheng)了第一(yi)套以(yi)煉廠氣為(wei)(wei)原料(liao)(liao)的乙(yi)烯生產裝(zhuang)置，開創(chuang)了以(yi)乙(yi)烯裝(zhuang)置為(wei)(wei)中心的石油(you)(you)化工歷史，目前世界上乙(yi)烯生產的主要技術(shu)是(shi)管式爐蒸(zheng)汽(qi)熱裂解和深(shen)冷分離流程。
乙烯裝置主要由裂(lie)(lie)(lie)解(jie)和(he)分(fen)(fen)離(li)兩部(bu)分(fen)(fen)組(zu)成。管(guan)式(shi)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)法(fa)可以分(fen)(fen)為(wei)魯姆斯(si)(si)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)法(fa)、斯(si)(si)通-韋伯斯(si)(si)特裂(lie)(lie)(lie)解(jie)法(fa)、凱(kai)洛格(ge)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)法(fa)、三菱油(you)化裂(lie)(lie)(lie)解(jie)法(fa)、福斯(si)(si)特-惠(hui)勒裂(lie)(lie)(lie)解(jie)法(fa)和(he)西拉斯(si)(si)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)法(fa)等(deng)。分(fen)(fen)離(li)部(bu)分(fen)(fen)根(gen)據(ju)分(fen)(fen)離(li)形式(shi)可以分(fen)(fen)為(wei)順序分(fen)(fen)離(li)法(fa)、前端(duan)脫(tuo)乙烷、前端(duan)脫(tuo)丙(bing)烷和(he)漸進分(fen)(fen)離(li)流程。
2. 乙(yi)烯裝置(zhi)工(gong)藝(yi)流程簡(jian)介
乙烯(xi)裝置的基本組成單(dan)(dan)元為：裂(lie)解(jie)爐(lu)單(dan)(dan)元、急(ji)冷單(dan)(dan)元、裂(lie)解(jie)氣壓(ya)縮(suo)(suo)單(dan)(dan)元、深冷分離單(dan)(dan)元、脫(tuo)(tuo)甲(jia)烷(wan)單(dan)(dan)元、脫(tuo)(tuo)乙烷(wan)與乙烯(xi)精(jing)制單(dan)(dan)元、乙烯(xi)產品外送單(dan)(dan)元、脫(tuo)(tuo)丙烷(wan)與丙烯(xi)精(jing)制單(dan)(dan)元、脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)單(dan)(dan)元、脫(tuo)(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)元、火炬單(dan)(dan)元、制冷壓(ya)縮(suo)(suo)單(dan)(dan)元和污水(shui)處(chu)理單(dan)(dan)元。各單(dan)(dan)元作用介紹如下。
①. 裂解爐(lu)單元。原料油與稀釋蒸汽按(an)比例混合，進入裂解爐(lu)發(fa)生(sheng)高(gao)溫(wen)斷(duan)鏈反應，生(sheng)成(cheng)氫氣、甲烷、乙烯(xi)丙烯(xi)、碳四等目的產(chan)(chan)物，同時副產(chan)(chan)超高(gao)壓蒸汽，屬高(gao)溫(wen)單元。
②. 急冷單(dan)元。裂解氣(qi)在此單(dan)元先后經油(you)洗、水洗，溫度降低至40℃，同時將較(jiao)重(zhong)組分如渣油(you)、重(zhong)汽(qi)油(you)分離出來。
③. 裂解(jie)氣(qi)壓(ya)縮單元。利用(yong)超高壓(ya)蒸汽作(zuo)動力驅動汽輪機(ji)將裂解(jie)氣(qi)升壓(ya)，分(fen)離其中較重組成，減(jian)少進入冷(leng)箱系統的物料量，同時將裂解(jie)過程中產(chan)生(sheng)的酸性氣(qi)體用(yong)堿中和脫除(chu)。過程中產(chan)生(sheng)廢堿、含硫污水。
④. 深冷分離單元(yuan)。將(jiang)壓(ya)縮(suo)后的(de)裂解氣干燥后，依(yi)次降(jiang)溫最(zui)終(zhong)達到氫氣的(de)分離。利用鎳(nie)基催化劑將(jiang)氫氣中的(de)雜質脫除。
⑤. 脫甲烷單元。進行甲烷與碳二以上組分的切割。
⑥. 脫乙(yi)(yi)(yi)烷(wan)與乙(yi)(yi)(yi)烯精餾單元。進行碳二與碳三以(yi)上組分的切割，并將碳二在鈀系催(cui)化劑作(zuo)用下選擇加(jia)氫(qing)，使(shi)乙(yi)(yi)(yi)炔加(jia)氫(qing)生成乙(yi)(yi)(yi)烯，分離乙(yi)(yi)(yi)烯與乙(yi)(yi)(yi)烷(wan)，乙(yi)(yi)(yi)烷(wan)循環裂(lie)解。
⑦. 乙烯產(chan)品外(wai)送單(dan)元。進(jin)行乙烯儲存和(he)汽(qi)化外(wai)送，為下游(you)裝置(zhi)提(ti)供(gong)不(bu)同壓力等(deng)級的氣相乙烯。
⑧. 脫(tuo)丙烷(wan)與丙烯(xi)(xi)精(jing)制單元(yuan)。進行碳(tan)三與碳(tan)四(si)以上組分(fen)的切割，并(bing)將(jiang)碳(tan)三在催化劑作用下選(xuan)擇(ze)加(jia)氫，使MAPD加(jia)氫生成(cheng)丙烯(xi)(xi)，分(fen)離丙烯(xi)(xi)與丙烷(wan)，丙烯(xi)(xi)送(song)下游加(jia)工，丙烷(wan)循環裂解或外送(song)。
⑨. 脫丁(ding)烷單元。進(jin)行碳四與碳五以上組分的切割。
⑩. 脫戊烷單(dan)元。將(jiang)碳(tan)五與汽油分(fen)離，碳(tan)五送(song)制苯抽提。
?. 火炬單元。提(ti)供可(ke)燃氣體(ti)安全排放(fang)燃燒或回收，是事故狀(zhuang)態(tai)下的安全防護措施。
?. 制冷(leng)壓縮單元。為(wei)裂解氣順序分離(li)提供不同(tong)等級的冷(leng)劑，是(shi)乙烯裝置的心臟部(bu)位。
?. 污(wu)(wu)水處理單(dan)元(yuan)。預(yu)處理裝置產生的廢(fei)堿(jian)等(deng)污(wu)(wu)水，間(jian)斷(duan)處理，有劇(ju)毒(du)物料。
順序分離流程(cheng)如圖5-105所示。
①. 從界區外來(lai)的HGO、石腦油(you)(you)(you)、加(jia)氫尾油(you)(you)(you)原料(liao)(liao)(liao)(liao)分(fen)別儲存在進(jin)(jin)料(liao)(liao)(liao)(liao)罐(guan)，原料(liao)(liao)(liao)(liao)經(jing)過泵加(jia)壓后(hou)(hou)，用急冷(leng)水預熱(re)(re)(re)送至裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)(lu)。經(jing)預熱(re)(re)(re)后(hou)(hou)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)原料(liao)(liao)(liao)(liao)進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)(lu)對流段原料(liao)(liao)(liao)(liao)預熱(re)(re)(re)段預熱(re)(re)(re)后(hou)(hou)與(yu)稀(xi)釋蒸汽按比例混合后(hou)(hou)，經(jing)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)(lu)混合預熱(re)(re)(re)段預熱(re)(re)(re)至起始反(fan)應(ying)溫度(du)（即橫跨(kua)溫度(du)），進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)(lu)輻射段進(jin)(jin)行(xing)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)。裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣先進(jin)(jin)人廢熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)盡快冷(leng)卻(que)以防止二次反(fan)應(ying)的發生，并回收(shou)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣的顯熱(re)(re)(re)，然后(hou)(hou)進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)急冷(leng)器用急冷(leng)油(you)(you)(you)進(jin)(jin)一步冷(leng)卻(que)后(hou)(hou)送入(ru)(ru)(ru)汽油(you)(you)(you)分(fen)餾(liu)塔。
②. 裂解(jie)氣(qi)在汽(qi)(qi)油分餾塔中用循環(huan)急冷(leng)油進一(yi)步冷(leng)卻，重組分通(tong)過(guo)塔釜采(cai)出作(zuo)(zuo)為(wei)裂解(jie)燃料油（PFO）產(chan)品，較輕的組分通(tong)過(guo)側線采(cai)出作(zuo)(zuo)為(wei)裂解(jie)柴(chai)油（PGO）產(chan)品，裂解(jie)汽(qi)(qi)油和更輕的組分在塔頂以氣(qi)相采(cai)出。急冷(leng)油帶走的熱量經過(guo)稀釋蒸汽(qi)(qi)發生(sheng)系統、工(gong)藝(yi)水汽(qi)(qi)提塔再(zai)沸器(qi)、對去工(gong)藝(yi)水汽(qi)(qi)提塔及稀釋蒸汽(qi)(qi)發生(sheng)器(qi)的工(gong)藝(yi)水加熱進行回收(shou)。
③. 急冷(leng)水(shui)(shui)塔(ta)塔(ta)頂汽相(xiang)經(jing)帶有段(duan)間(jian)冷(leng)卻和(he)(he)分離的五段(duan)裂解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓縮(suo)機壓縮(suo)。裂解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓縮(suo)機五段(duan)出口(kou)裂解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)經(jing)冷(leng)卻水(shui)(shui)、丙(bing)烯冷(leng)劑和(he)(he)脫乙烷塔(ta)進(jin)料激冷(leng)后進(jin)入裂解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)干燥(zao)器。過(guo)程中分離的汽油送(song)出界區，凝(ning)液汽提(ti)塔(ta)釜出料送(song)至(zhi)脫丙(bing)烷系統(tong)。在(zai)三段(duan)和(he)(he)四段(duan)之間(jian)，裂解(jie)(jie)(jie)(jie)氣(qi)經(jing)過(guo)堿(jian)洗除(chu)去H2S和(he)(he)CO2。
④. 裂解氣(qi)(qi)經(jing)過脫水(shui)干燥，進入(ru)冷(leng)箱，依次(ci)經(jing)丙烯冷(leng)劑、乙烯冷(leng)劑、甲(jia)烷(wan)(wan)節流降溫(wen)(wen)冷(leng)凝分離，最終氣(qi)(qi)相降溫(wen)(wen)至-165℃從低壓甲(jia)烷(wan)(wan)中分離出氫氣(qi)(qi)，氫氣(qi)(qi)經(jing)甲(jia)烷(wan)(wan)化精制后(hou)提供給乙炔(gui)、丙炔(gui)加氫用。
⑤. 低壓(ya)脫甲烷(wan)塔接收(shou)深冷(leng)分(fen)離(li)單元來的各股(gu)液(ye)體進料(liao)，塔頂(ding)用二元冷(leng)劑(ji)部分(fen)冷(leng)凝(ning)，分(fen)離(li)出(chu)的高壓(ya)甲烷(wan)產品在冷(leng)箱中(zhong)(zhong)回收(shou)冷(leng)量后去(qu)再生氣(qi)、燃料(liao)氣(qi)系(xi)統，中(zhong)(zhong)壓(ya)甲烷(wan)產品去(qu)燃料(liao)氣(qi)系(xi)統。塔釜物料(liao)經塔釜泵加壓(ya)后依(yi)次經回收(shou)冷(leng)量至(zhi)作(zuo)為脫乙(yi)烷(wan)塔進料(liao)。塔釜再沸器用-37℃裂解(jie)氣(qi)和二元冷(leng)劑(ji)作(zuo)為熱源。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)(yi)烷塔(ta)(ta)(ta)進行碳二與碳三以(yi)上組分的(de)(de)切割分離。塔(ta)(ta)(ta)釜再沸器(qi)采用(yong)來(lai)至(zhi)急(ji)(ji)冷(leng)水塔(ta)(ta)(ta)的(de)(de)急(ji)(ji)冷(leng)水加(jia)熱，釜液經冷(leng)卻(que)水換(huan)熱器(qi)和(he)脫(tuo)砷(shen)反應器(qi)去(qu)高壓脫(tuo)丙烷塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂氣體經-24℃丙烯冷(leng)劑部分冷(leng)凝，氣體去(qu)乙(yi)(yi)炔(gui)轉化(hua)器(qi)。加(jia)氫后的(de)(de)氣體經冷(leng)卻(que)后經綠油吸收(shou)塔(ta)(ta)(ta)、乙(yi)(yi)烯干燥器(qi)進入乙(yi)(yi)烯精餾塔(ta)(ta)(ta)，由側線采出液態乙(yi)(yi)烯產(chan)品送入乙(yi)(yi)烯產(chan)品儲罐(guan)，塔(ta)(ta)(ta)釜乙(yi)(yi)烷循環裂(lie)解。
⑦. 乙(yi)烯產(chan)品(pin)經乙(yi)烯泵(beng)送出(chu)，用(yong)氣體(ti)丙烯加(jia)熱(re)蒸(zheng)發(fa)、液體(ti)丙烯過熱(re)，然后(hou)以氣相產(chan)品(pin)送出(chu)界區。
⑧. 脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)塔系統(tong)采用雙塔脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)，一個(ge)加(jia)氫催化劑(ji)的高壓脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)塔和一個(ge)低(di)壓脫(tuo)(tuo)丙(bing)烷(wan)(wan)塔組成。首(shou)先經過碳三(san)脫(tuo)(tuo)砷(shen)保護床脫(tuo)(tuo)除砷(shen)。而(er)后用干(gan)燥后的氫氣進(jin)入在塔上(shang)(shang)部的催化劑(ji)床層中與(yu)碳三(san)中的MAPD反應，將甲(jia)基(ji)乙炔(gui)和丙(bing)二烯加(jia)氫為丙(bing)烯。將碳三(san)餾分(fen)精(jing)制分(fen)離，聚合(he)級丙(bing)烯產品液(ye)相送(song)出(chu)，丙(bing)烷(wan)(wan)循環裂解或作為液(ye)化氣外送(song)。低(di)壓塔釜將碳四以上(shang)(shang)餾分(fen)送(song)至脫(tuo)(tuo)丁烷(wan)(wan)塔。
⑨. 脫丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)系統采用(yong)兩個并(bing)聯的塔(ta)(ta)(ta)操作(zuo)(zuo)，塔(ta)(ta)(ta)頂物(wu)料一(yi)部分(fen)作(zuo)(zuo)回流(liu)，一(yi)部分(fen)作(zuo)(zuo)為(wei)碳(tan)四產品送(song)出界區。塔(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料一(yi)部分(fen)去脫戊(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，另(ling)一(yi)部分(fen)直接(jie)作(zuo)(zuo)為(wei)裂解汽(qi)油送(song)出界區。脫丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)釜來(lai)的物(wu)料進入脫戊(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂氣相經冷凝后作(zuo)(zuo)為(wei)碳(tan)五(wu)產品送(song)出界區。塔(ta)(ta)(ta)釜液則作(zuo)(zuo)為(wei)裂解汽(qi)油送(song)至界區。
⑩. 火(huo)炬(ju)系(xi)統(tong)(tong)分為第一火(huo)炬(ju)系(xi)統(tong)(tong)、第二(er)火(huo)炬(ju)系(xi)統(tong)(tong)和(he)火(huo)炬(ju)氣(qi)(qi)回收系(xi)統(tong)(tong)。用以將正常時(shi)的(de)(de)低壓(ya)(ya)甲烷排放(fang)(fang)和(he)無組織泄漏(lou)物(wu)安(an)全(quan)燃燒，并(bing)將工(gong)藝紊亂時(shi)的(de)(de)安(an)全(quan)排放(fang)(fang)燃燒。火(huo)炬(ju)頭上(shang)有(you)三股(gu)中壓(ya)(ya)蒸汽，其(qi)目(mu)的(de)(de)是為了保護(hu)火(huo)炬(ju)頭、消煙和(he)助燃。在裝置(zhi)操作穩定，提高排放(fang)(fang)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)壓(ya)(ya)力，投用火(huo)炬(ju)氣(qi)(qi)回收壓(ya)(ya)縮機，回收火(huo)炬(ju)氣(qi)(qi)、燃料氣(qi)(qi)系(xi)統(tong)(tong)。
?. 制冷(leng)(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)由(you)丙烯(xi)(xi)(xi)制冷(leng)(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)、乙烯(xi)(xi)(xi)制冷(leng)(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)和(he)二元(yuan)制冷(leng)(leng)壓(ya)縮(suo)機(ji)構成(cheng)，其中乙烯(xi)(xi)(xi)機(ji)和(he)丙烯(xi)(xi)(xi)機(ji)構成(cheng)復疊式制冷(leng)(leng)，為分離(li)過程(cheng)中裂(lie)解氣等提(ti)供多種等級的冷(leng)(leng)劑。本單元(yuan)是乙烯(xi)(xi)(xi)裝(zhuang)置(zhi)的心臟，一旦(dan)停車(che)，系統無法正常(chang)運行(xing)。
?. 將裂解(jie)氣(qi)壓(ya)縮單元中堿洗的廢堿和含硫污水利用二(er)氧化碳(tan)中和處理，使(shi)之合(he)格排放，減少環境(jing)污染。
3. 在(zai)國(guo)外執行的某工程(cheng)乙(yi)烯裝置布(bu)置典型(xing)實(shi)例（圖5-106）
圖5-106 在國(guo)外執(zhi)行的某工程乙烯裝置(zhi)布置(zhi)典型(xing)實例
