一、裝置(zhi)簡介

  我國(guo)(guo)乙烯工(gong)業起步于20世紀60年(nian)代(dai)(dai)，最早是1964年(nian)從(cong)原聯(lian)邦(bang)德(de)國(guo)(guo)引(yin)進的(de)魯奇公(gong)(gong)司(si)的(de)原油裂解技(ji)術及年(nian)產(chan)3.6萬(wan)噸乙烯裝(zhuang)置。20世紀70年(nian)代(dai)(dai)先后建成(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)套乙烯裝(zhuang)置，分(fen)別(bie)由(you)日本東洋工(gong)程公(gong)(gong)司(si)、三(san)(san)菱油化公(gong)(gong)司(si)及法國(guo)(guo)石油研(yan)究院和貝西姆(mu)公(gong)(gong)司(si)引(yin)進，專利技(ji)術分(fen)別(bie)來自美國(guo)(guo)魯姆(mu)斯公(gong)(gong)司(si)、日本三(san)(san)菱油化及法國(guo)(guo)石油研(yan)究院。21世紀后，年(nian)產(chan)百萬(wan)噸的(de)乙烯裝(zhuang)置在(zai)我國(guo)(guo)大量建成(cheng)投產(chan)。煉(lian)化一體化工(gong)廠原料互供示意圖見圖2.12。

  現以裂(lie)解技(ji)術為(wei)主體對乙烯(xi)裝置進行簡單介(jie)紹(shao)。根據裂(lie)解方式的不同，乙烯(xi)生產(chan)分(fen)(fen)(fen)為(wei)管式爐裂(lie)解法(fa)(fa)(fa)、催化裂(lie)解法(fa)(fa)(fa)、部分(fen)(fen)(fen)氧化法(fa)(fa)(fa)和(he)熱載體裂(lie)解法(fa)(fa)(fa)等。但(dan)任(ren)何裂(lie)解法(fa)(fa)(fa)得到(dao)的裂(lie)解氣都(dou)是混(hun)合物，需(xu)要分(fen)(fen)(fen)離(li)才能得到(dao)純凈的烯(xi)烴(jing)產(chan)品(pin)。通過混(hun)合物的分(fen)(fen)(fen)離(li)制取烯(xi)烴(jing)、芳烴(jing)的方法(fa)(fa)(fa)主要有(you)三種(zhong)：深(shen)冷分(fen)(fen)(fen)離(li)、油吸收中冷分(fen)(fen)(fen)離(li)和(he)超(chao)吸附(fu)分(fen)(fen)(fen)離(li)。目(mu)前國(guo)內的大部分(fen)(fen)(fen)乙烯(xi)裝置采用(yong)的分(fen)(fen)(fen)離(li)技(ji)術都(dou)是深(shen)冷分(fen)(fen)(fen)離(li)法(fa)(fa)(fa)。基本分(fen)(fen)(fen)離(li)流(liu)程(cheng)有(you)順序分(fen)(fen)(fen)離(li)、前脫乙烷和(he)前脫丙(bing)烷三種(zhong)，采用(yong)哪種(zhong)分(fen)(fen)(fen)離(li)流(liu)程(cheng)與裂(lie)解原料(liao)有(you)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(xing)乙烯裂解(jie)裝置的工藝及特點

  典型乙烯裂解裝置的工藝流程示意圖如圖2.13所示。

  乙烯(xi)裂解裝置大致(zhi)可以分(fen)(fen)(fen)為(wei)四個部分(fen)(fen)(fen)，即裂解系統(tong)(tong)、壓縮及(ji)干燥(zao)系統(tong)(tong)、乙烯(xi)分(fen)(fen)(fen)離(li)系統(tong)(tong)和(he)丙烯(xi)分(fen)(fen)(fen)離(li)系統(tong)(tong)。

1. 裂解系統 

   裂解系統是指(zhi)裂解爐區及(ji)高壓(ya)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)和乙烷經(jing)(jing)加熱(re)(re)裂(lie)解得(de)(de)到乙烯、丙烯、丁二烯及其(qi)他副產(chan)品混合的裂(lie)解氣(qi)。裂(lie)解氣(qi)由裂(lie)解爐出(chu)來后(hou)直接進(jin)(jin)(jin)入廢熱(re)(re)鍋爐，迅(xun)速冷(leng)卻(que)，同時產(chan)生(sheng)高(gao)壓(ya)(ya)蒸汽。由開工鍋爐給(gei)(gei)水泵(beng)過(guo)來的高(gao)壓(ya)(ya)鍋爐給(gei)(gei)水經(jing)(jing)蒸汽過(guo)熱(re)(re)爐、裂(lie)解爐對流段加熱(re)(re)后(hou)，進(jin)(jin)(jin)入廢熱(re)(re)鍋爐汽包，產(chan)生(sheng)的高(gao)壓(ya)(ya)蒸汽再經(jing)(jing)蒸汽過(guo)熱(re)(re)爐過(guo)熱(re)(re)至520℃后(hou)送入透平和工藝設備。混合裂(lie)解氣(qi)進(jin)(jin)(jin)入急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)進(jin)(jin)(jin)行冷(leng)卻(que)。之后(hou)又經(jing)(jing)過(guo)油(you)氣(qi)塔、水洗(xi)塔進(jin)(jin)(jin)一步冷(leng)卻(que)。水洗(xi)塔頂部出(chu)來的裂(lie)解氣(qi)被送入裂(lie)解氣(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)機進(jin)(jin)(jin)行壓(ya)(ya)縮(suo)。油(you)氣(qi)塔和水洗(xi)塔底(di)部分別獲得(de)(de)裂(lie)解焦油(you)和裂(lie)解汽油(you)。

2. 壓縮及干燥(zao)系統(tong) 

   裂解(jie)氣進入(ru)(ru)五段(duan)離(li)心(xin)式裂解(jie)氣壓縮機(ji)，在三(san)段(duan)出口至四段(duan)入(ru)(ru)口間進入(ru)(ru)堿(jian)(jian)洗(xi)(xi)塔，經(jing)堿(jian)(jian)洗(xi)(xi)脫除硫化氫和(he)二氧(yang)化碳。經(jing)三(san)段(duan)堿(jian)(jian)洗(xi)(xi)和(he)一段(duan)水洗(xi)(xi)后(hou)的裂解(jie)氣送入(ru)(ru)四段(duan)、五段(duan)壓縮，送入(ru)(ru)分(fen)離(li)部分(fen)，以便(bian)在較高的壓力(li)下(xia)進行深(shen)冷(leng)分(fen)離(li)。經(jing)過壓縮后(hou)的裂解(jie)氣首先進入(ru)(ru)干燥器(qi)進行干燥，然(ran)后(hou)進入(ru)(ru)乙烯(xi)分(fen)離(li)系統。

3. 乙烯分離系統 

   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. 丙烯分離系統 

   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(yi)烯裂解裝置的(de)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、乙烯(xi)裂解裝置的配管設計

  主要是(shi)對(dui)裂解(jie)爐、塔、換(huan)熱器、罐、泵、壓(ya)縮機等(deng)設(she)備的配(pei)管設(she)計。