1. 乙烯裝置工(gong)藝的(de)技術(shu)發(fa)展
乙(yi)(yi)烯(xi)（Ethylene或者Ethene）是石(shi)油化(hua)工(gong)的(de)重要(yao)(yao)基礎原(yuan)(yuan)料，乙(yi)(yi)烯(xi)裝置(zhi)是石(shi)油化(hua)工(gong)生(sheng)產(chan)有(you)機原(yuan)(yuan)料的(de)基礎，是石(shi)油化(hua)工(gong)的(de)龍(long)頭，它的(de)規模、產(chan)量、技(ji)術，標(biao)志著一個國家的(de)石(shi)油化(hua)學工(gong)業的(de)發展水(shui)平。乙(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)產(chan)裝置(zhi)起源于1940年，美孚公司(si)建(jian)成(cheng)了第一套以(yi)煉廠氣為原(yuan)(yuan)料的(de)乙(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)產(chan)裝置(zhi)，開創了以(yi)乙(yi)(yi)烯(xi)裝置(zhi)為中心的(de)石(shi)油化(hua)工(gong)歷史，目前世(shi)界上乙(yi)(yi)烯(xi)生(sheng)產(chan)的(de)主要(yao)(yao)技(ji)術是管式爐蒸汽熱裂解和(he)深冷分離流(liu)程。
乙(yi)烯裝置主要由(you)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)和(he)分(fen)離(li)兩部分(fen)組成。管式裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)可(ke)(ke)以(yi)分(fen)為(wei)魯(lu)姆斯(si)(si)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、斯(si)(si)通-韋伯斯(si)(si)特(te)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、凱洛格裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、三菱(ling)油化(hua)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)、福斯(si)(si)特(te)-惠勒裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)和(he)西拉斯(si)(si)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)等。分(fen)離(li)部分(fen)根據分(fen)離(li)形式可(ke)(ke)以(yi)分(fen)為(wei)順(shun)序分(fen)離(li)法(fa)、前(qian)端脫乙(yi)烷(wan)、前(qian)端脫丙(bing)烷(wan)和(he)漸進分(fen)離(li)流(liu)程。
2. 乙烯(xi)裝置工藝流程簡介
乙(yi)烯裝置(zhi)的基本組成單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)為：裂(lie)解爐單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、急冷(leng)(leng)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、裂(lie)解氣壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、深冷(leng)(leng)分(fen)離單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、脫(tuo)甲烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、脫(tuo)乙(yi)烷(wan)與(yu)(yu)乙(yi)烯精制單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、乙(yi)烯產品(pin)外送單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、脫(tuo)丙烷(wan)與(yu)(yu)丙烯精制單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、脫(tuo)丁烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、脫(tuo)戊(wu)烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、火(huo)炬單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)、制冷(leng)(leng)壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)和污水處(chu)理單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)。各(ge)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)作用介紹如(ru)下。
①. 裂解(jie)爐(lu)單(dan)元。原料(liao)油(you)與稀(xi)釋蒸(zheng)汽按比例(li)混(hun)合(he)，進入裂解(jie)爐(lu)發生高(gao)溫斷鏈反應(ying)，生成氫氣、甲烷、乙烯丙烯、碳四等目的產物(wu)，同時副產超高(gao)壓蒸(zheng)汽，屬高(gao)溫單(dan)元。
②. 急冷單元。裂(lie)解氣在此單元先后經油洗(xi)、水洗(xi)，溫度降(jiang)低至40℃，同時將(jiang)較(jiao)重(zhong)組分如(ru)渣油、重(zhong)汽油分離出來。
③. 裂解(jie)氣(qi)壓縮(suo)單元。利用超高壓蒸汽(qi)作動力驅動汽(qi)輪機將裂解(jie)氣(qi)升壓，分離(li)其中(zhong)較重組(zu)成(cheng)，減少進入(ru)冷箱系統的物料量，同時(shi)將裂解(jie)過程(cheng)中(zhong)產(chan)生的酸性(xing)氣(qi)體用堿(jian)(jian)中(zhong)和脫除。過程(cheng)中(zhong)產(chan)生廢堿(jian)(jian)、含硫污水。
④. 深冷分離單元(yuan)。將(jiang)壓縮后(hou)的(de)裂(lie)解氣(qi)(qi)干(gan)燥(zao)后(hou)，依(yi)次降溫最終達到(dao)氫氣(qi)(qi)的(de)分離。利用(yong)鎳(nie)基催化劑(ji)將(jiang)氫氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)雜質脫除。
⑤. 脫甲烷單元。進行(xing)甲烷與(yu)碳二以(yi)上組分的切割。
⑥. 脫乙(yi)烷與(yu)乙(yi)烯精(jing)餾單元。進行碳二(er)與(yu)碳三以上組分(fen)的(de)切割，并將碳二(er)在鈀系催化劑作用下選擇加氫，使乙(yi)炔加氫生成(cheng)乙(yi)烯，分(fen)離乙(yi)烯與(yu)乙(yi)烷，乙(yi)烷循環裂(lie)解。
⑦. 乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產品外送單元(yuan)。進(jin)行乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)儲存和汽化外送，為下游裝置提供(gong)不同壓力(li)等級(ji)的氣相(xiang)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)。
⑧. 脫丙(bing)烷(wan)與丙(bing)烯(xi)精制(zhi)單元。進(jin)行碳三與碳四以(yi)上組分(fen)的切割(ge)，并將碳三在(zai)催化劑作用下選擇加氫(qing)(qing)，使MAPD加氫(qing)(qing)生成丙(bing)烯(xi)，分(fen)離丙(bing)烯(xi)與丙(bing)烷(wan)，丙(bing)烯(xi)送下游加工，丙(bing)烷(wan)循(xun)環裂解或外送。
⑨. 脫丁烷(wan)單元。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，碳五送制(zhi)苯抽提。
?. 火炬(ju)單元。提供可燃(ran)氣體安(an)全(quan)排(pai)放燃(ran)燒(shao)或(huo)回收，是事故(gu)狀態下的安(an)全(quan)防護措施(shi)。
?. 制冷(leng)壓縮單元。為(wei)裂解氣順序分(fen)離提(ti)供(gong)不同(tong)等級的冷(leng)劑(ji)，是乙烯(xi)裝置的心臟部位。
?. 污(wu)水處理單(dan)元。預(yu)處理裝置產生的廢(fei)堿(jian)等(deng)污(wu)水，間斷處理，有(you)劇(ju)毒(du)物料。
順序分(fen)離流程如圖5-105所示。
①. 從界區外來的(de)HGO、石腦油(you)、加氫尾(wei)油(you)原(yuan)料(liao)分別儲(chu)存(cun)在進(jin)(jin)(jin)料(liao)罐(guan)，原(yuan)料(liao)經(jing)過泵加壓后(hou)，用(yong)急(ji)冷(leng)水預(yu)(yu)熱(re)送至(zhi)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)。經(jing)預(yu)(yu)熱(re)后(hou)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)原(yuan)料(liao)進(jin)(jin)(jin)入裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)對流段原(yuan)料(liao)預(yu)(yu)熱(re)段預(yu)(yu)熱(re)后(hou)與稀釋蒸汽(qi)按比(bi)例混合(he)后(hou)，經(jing)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)混合(he)預(yu)(yu)熱(re)段預(yu)(yu)熱(re)至(zhi)起始(shi)反應溫度（即橫跨溫度），進(jin)(jin)(jin)入裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)輻(fu)射段進(jin)(jin)(jin)行裂(lie)(lie)解(jie)(jie)。裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣先進(jin)(jin)(jin)人(ren)廢熱(re)鍋爐(lu)盡快(kuai)冷(leng)卻(que)以(yi)防止二次反應的(de)發生(sheng)，并回收裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣的(de)顯熱(re)，然后(hou)進(jin)(jin)(jin)入急(ji)冷(leng)器用(yong)急(ji)冷(leng)油(you)進(jin)(jin)(jin)一步冷(leng)卻(que)后(hou)送入汽(qi)油(you)分餾塔(ta)。
②. 裂解氣在(zai)汽(qi)油(you)(you)(you)分餾塔中用循環急(ji)冷油(you)(you)(you)進(jin)一步冷卻，重組(zu)分通過塔釜采(cai)出作(zuo)為(wei)裂解燃料油(you)(you)(you)（PFO）產品，較(jiao)輕(qing)的組(zu)分通過側線采(cai)出作(zuo)為(wei)裂解柴(chai)油(you)(you)(you)（PGO）產品，裂解汽(qi)油(you)(you)(you)和更輕(qing)的組(zu)分在(zai)塔頂以氣相采(cai)出。急(ji)冷油(you)(you)(you)帶走(zou)的熱量經(jing)過稀釋蒸汽(qi)發(fa)生系(xi)統、工藝水(shui)汽(qi)提塔再沸器(qi)、對去工藝水(shui)汽(qi)提塔及稀釋蒸汽(qi)發(fa)生器(qi)的工藝水(shui)加熱進(jin)行回收。
③. 急(ji)冷(leng)(leng)水塔(ta)塔(ta)頂汽相經(jing)帶(dai)有段(duan)(duan)間冷(leng)(leng)卻和(he)(he)分(fen)離的五段(duan)(duan)裂(lie)解氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)機壓(ya)縮(suo)。裂(lie)解氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)機五段(duan)(duan)出(chu)口(kou)裂(lie)解氣(qi)(qi)(qi)經(jing)冷(leng)(leng)卻水、丙烯(xi)冷(leng)(leng)劑(ji)和(he)(he)脫乙(yi)烷(wan)塔(ta)進(jin)料(liao)激冷(leng)(leng)后進(jin)入裂(lie)解氣(qi)(qi)(qi)干燥器(qi)。過程中分(fen)離的汽油送(song)出(chu)界(jie)區，凝液汽提塔(ta)釜出(chu)料(liao)送(song)至脫丙烷(wan)系統。在三段(duan)(duan)和(he)(he)四(si)段(duan)(duan)之(zhi)間，裂(lie)解氣(qi)(qi)(qi)經(jing)過堿洗除去(qu)H2S和(he)(he)CO2。
④. 裂解氣經過脫水干燥，進入冷(leng)箱，依次經丙烯(xi)冷(leng)劑、乙烯(xi)冷(leng)劑、甲(jia)烷(wan)節流降(jiang)溫冷(leng)凝分離(li)，最終(zhong)氣相(xiang)降(jiang)溫至-165℃從低(di)壓甲(jia)烷(wan)中分離(li)出氫氣，氫氣經甲(jia)烷(wan)化精(jing)制后(hou)提供給乙炔、丙炔加氫用。
⑤. 低壓(ya)(ya)脫甲(jia)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)接收深冷(leng)(leng)(leng)分(fen)離單元來的(de)各股液體進(jin)料，塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)用二元冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)部分(fen)冷(leng)(leng)(leng)凝，分(fen)離出的(de)高壓(ya)(ya)甲(jia)烷(wan)產品在冷(leng)(leng)(leng)箱中回收冷(leng)(leng)(leng)量后去再(zai)生氣(qi)(qi)、燃(ran)料氣(qi)(qi)系統，中壓(ya)(ya)甲(jia)烷(wan)產品去燃(ran)料氣(qi)(qi)系統。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)物料經塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)泵(beng)加壓(ya)(ya)后依次(ci)經回收冷(leng)(leng)(leng)量至作(zuo)為脫乙烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)進(jin)料。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)(fu)再(zai)沸器(qi)用-37℃裂解氣(qi)(qi)和(he)二元冷(leng)(leng)(leng)劑(ji)作(zuo)為熱源。
⑥. 脫(tuo)乙(yi)烷(wan)(wan)塔進行(xing)碳(tan)二與碳(tan)三以(yi)上(shang)組(zu)分的切(qie)割分離。塔釜(fu)(fu)再沸器采用來至急(ji)(ji)冷(leng)水(shui)塔的急(ji)(ji)冷(leng)水(shui)加熱，釜(fu)(fu)液經(jing)冷(leng)卻水(shui)換熱器和脫(tuo)砷(shen)反應器去(qu)高壓脫(tuo)丙烷(wan)(wan)塔，塔頂氣體(ti)經(jing)-24℃丙烯冷(leng)劑(ji)部分冷(leng)凝，氣體(ti)去(qu)乙(yi)炔轉化器。加氫(qing)后(hou)的氣體(ti)經(jing)冷(leng)卻后(hou)經(jing)綠油吸收塔、乙(yi)烯干燥器進入(ru)乙(yi)烯精餾塔，由(you)側(ce)線采出液態乙(yi)烯產品送(song)入(ru)乙(yi)烯產品儲罐，塔釜(fu)(fu)乙(yi)烷(wan)(wan)循環裂解。
⑦. 乙烯產(chan)品經(jing)乙烯泵送出，用氣(qi)體丙(bing)烯加(jia)熱(re)(re)蒸發(fa)、液(ye)體丙(bing)烯過熱(re)(re)，然后(hou)以氣(qi)相產(chan)品送出界區。
⑧. 脫(tuo)(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)系統采用雙塔(ta)脫(tuo)(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷，一(yi)個加氫(qing)(qing)催(cui)化劑的(de)高壓(ya)(ya)(ya)脫(tuo)(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)和(he)一(yi)個低壓(ya)(ya)(ya)脫(tuo)(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷塔(ta)組成。首先(xian)經過碳三(san)(san)脫(tuo)(tuo)(tuo)砷保護床(chuang)脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)砷。而(er)后(hou)用干(gan)燥(zao)后(hou)的(de)氫(qing)(qing)氣進入(ru)在塔(ta)上部(bu)的(de)催(cui)化劑床(chuang)層(ceng)中(zhong)與(yu)碳三(san)(san)中(zhong)的(de)MAPD反應，將甲基乙炔和(he)丙(bing)(bing)二烯加氫(qing)(qing)為(wei)丙(bing)(bing)烯。將碳三(san)(san)餾(liu)分精制分離，聚合級丙(bing)(bing)烯產品(pin)液(ye)相送出，丙(bing)(bing)烷循環(huan)裂(lie)解或作(zuo)為(wei)液(ye)化氣外送。低壓(ya)(ya)(ya)塔(ta)釜將碳四以(yi)上餾(liu)分送至脫(tuo)(tuo)(tuo)丁(ding)烷塔(ta)。
⑨. 脫丁烷塔系統采用兩個并(bing)聯的塔操作，塔頂物(wu)(wu)料一(yi)部分(fen)作回流，一(yi)部分(fen)作為(wei)碳(tan)四產品(pin)送出(chu)界(jie)(jie)區(qu)(qu)。塔釜物(wu)(wu)料一(yi)部分(fen)去脫戊烷塔，另一(yi)部分(fen)直(zhi)接(jie)作為(wei)裂(lie)解(jie)汽(qi)油送出(chu)界(jie)(jie)區(qu)(qu)。脫丁烷塔塔釜來的物(wu)(wu)料進入(ru)脫戊烷塔，塔頂氣相(xiang)經冷凝后作為(wei)碳(tan)五產品(pin)送出(chu)界(jie)(jie)區(qu)(qu)。塔釜液則作為(wei)裂(lie)解(jie)汽(qi)油送至界(jie)(jie)區(qu)(qu)。
⑩. 火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)分為(wei)第一火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)、第二火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)和火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)回收系(xi)(xi)統(tong)。用(yong)以(yi)將正常時的(de)低(di)壓(ya)甲烷排(pai)(pai)放和無(wu)組織泄漏物(wu)安(an)全燃(ran)(ran)燒，并將工藝(yi)紊亂時的(de)安(an)全排(pai)(pai)放燃(ran)(ran)燒。火(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)上有(you)三股中壓(ya)蒸(zheng)汽(qi)，其目的(de)是(shi)為(wei)了保(bao)護火(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)、消煙和助燃(ran)(ran)。在(zai)裝置操作穩定，提高(gao)排(pai)(pai)放系(xi)(xi)統(tong)的(de)壓(ya)力(li)，投用(yong)火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)回收壓(ya)縮(suo)機，回收火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)、燃(ran)(ran)料氣(qi)系(xi)(xi)統(tong)。
?. 制(zhi)冷(leng)壓(ya)縮機由(you)丙烯制(zhi)冷(leng)壓(ya)縮機、乙(yi)(yi)烯制(zhi)冷(leng)壓(ya)縮機和(he)(he)二元(yuan)制(zhi)冷(leng)壓(ya)縮機構成，其(qi)中乙(yi)(yi)烯機和(he)(he)丙烯機構成復疊式制(zhi)冷(leng)，為分(fen)離過程中裂解(jie)氣等提供多種等級的(de)冷(leng)劑。本單元(yuan)是乙(yi)(yi)烯裝置(zhi)的(de)心臟，一(yi)旦停車，系統無法正常運(yun)行。
?. 將裂解氣壓縮單(dan)元(yuan)中堿(jian)洗的廢堿(jian)和(he)含(han)硫污水利用二氧化碳中和(he)處理(li)，使(shi)之(zhi)合格排放(fang)，減少環境污染。
3. 在國外執行的某工程乙(yi)烯裝置(zhi)布置(zhi)典型實(shi)例（圖5-106）
圖5-106 在國外執行的(de)某(mou)工程(cheng)乙烯裝置布置典型實例
