1. 乙烯裝置(zhi)工藝的技術(shu)發展
乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)（Ethylene或者Ethene）是(shi)石油(you)(you)化(hua)工(gong)的(de)重要基礎原(yuan)料(liao)，乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)裝置(zhi)是(shi)石油(you)(you)化(hua)工(gong)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)有機原(yuan)料(liao)的(de)基礎，是(shi)石油(you)(you)化(hua)工(gong)的(de)龍頭，它的(de)規模(mo)、產(chan)(chan)(chan)量、技(ji)術，標志著一(yi)個國家的(de)石油(you)(you)化(hua)學工(gong)業的(de)發(fa)展水平。乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)裝置(zhi)起源于1940年，美孚公司建成了(le)第一(yi)套以煉(lian)廠氣為原(yuan)料(liao)的(de)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)裝置(zhi)，開創了(le)以乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)裝置(zhi)為中心的(de)石油(you)(you)化(hua)工(gong)歷史，目前世界上乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)主要技(ji)術是(shi)管式(shi)爐蒸汽熱裂解和(he)深冷(leng)分離流(liu)程。
乙烯裝置主(zhu)要由裂(lie)(lie)解(jie)和(he)(he)分(fen)(fen)離(li)(li)兩部分(fen)(fen)組成。管式裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)可(ke)以分(fen)(fen)為魯姆斯(si)(si)裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、斯(si)(si)通-韋伯斯(si)(si)特裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、凱洛格裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、三(san)菱油化裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)、福斯(si)(si)特-惠勒裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)和(he)(he)西拉斯(si)(si)裂(lie)(lie)解(jie)法(fa)(fa)等。分(fen)(fen)離(li)(li)部分(fen)(fen)根據(ju)分(fen)(fen)離(li)(li)形(xing)式可(ke)以分(fen)(fen)為順序分(fen)(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)、前端(duan)脫乙烷、前端(duan)脫丙烷和(he)(he)漸進分(fen)(fen)離(li)(li)流程(cheng)。
2. 乙(yi)烯裝(zhuang)置工藝流程簡介
乙(yi)烯(xi)裝置的基(ji)本(ben)組成單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)：裂解(jie)爐(lu)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、急(ji)冷單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、裂解(jie)氣壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、深(shen)冷分離單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)甲(jia)烷單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)乙(yi)烷與乙(yi)烯(xi)精(jing)(jing)制單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、乙(yi)烯(xi)產品外送單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙(bing)烷與丙(bing)烯(xi)精(jing)(jing)制單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁烷單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、脫(tuo)戊烷單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、火炬(ju)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)、制冷壓(ya)縮(suo)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)和污水(shui)處理單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)(yuan)作用介紹(shao)如下。
①. 裂(lie)解爐單(dan)元。原料油(you)與稀釋蒸(zheng)汽按(an)比例混(hun)合，進(jin)入裂(lie)解爐發生(sheng)高(gao)溫斷(duan)鏈反應，生(sheng)成氫氣、甲烷、乙烯丙烯、碳(tan)四等(deng)目(mu)的產物，同(tong)時副(fu)產超(chao)高(gao)壓蒸(zheng)汽，屬高(gao)溫單(dan)元。
②. 急冷單元。裂解氣在此單元先后經油(you)洗、水洗，溫度降低至40℃，同(tong)時將較重組(zu)分(fen)如渣油(you)、重汽油(you)分(fen)離出來(lai)。
③. 裂解(jie)氣(qi)壓縮(suo)單元。利用超高壓蒸汽作動力(li)驅動汽輪(lun)機將(jiang)裂解(jie)氣(qi)升壓，分離其中(zhong)較重組成(cheng)，減(jian)少進入冷箱(xiang)系統的(de)物(wu)料量，同時將(jiang)裂解(jie)過程(cheng)中(zhong)產生(sheng)的(de)酸性氣(qi)體(ti)用堿(jian)中(zhong)和脫除。過程(cheng)中(zhong)產生(sheng)廢堿(jian)、含硫污水。
④. 深冷(leng)分離(li)單元(yuan)。將壓縮后(hou)的(de)裂(lie)解(jie)氣(qi)干燥(zao)后(hou)，依次降溫最(zui)終(zhong)達(da)到氫氣(qi)的(de)分離(li)。利用鎳基(ji)催化劑將氫氣(qi)中的(de)雜(za)質脫除。
⑤. 脫(tuo)甲(jia)烷(wan)單元(yuan)。進行(xing)甲(jia)烷(wan)與碳二以(yi)上組(zu)分的(de)切割。
⑥. 脫(tuo)乙烷(wan)與乙烯(xi)精餾(liu)單(dan)元。進行(xing)碳二與碳三以上組分(fen)的切(qie)割(ge)，并將碳二在鈀系催化劑作用(yong)下(xia)選擇加氫，使乙炔加氫生(sheng)成乙烯(xi)，分(fen)離乙烯(xi)與乙烷(wan)，乙烷(wan)循環裂解。
⑦. 乙(yi)烯(xi)產品外(wai)送單元。進行(xing)乙(yi)烯(xi)儲存和汽化(hua)外(wai)送，為下游裝置提供不同壓力等級的氣相(xiang)乙(yi)烯(xi)。
⑧. 脫(tuo)丙烷(wan)與丙烯精制單元(yuan)。進行碳(tan)三(san)與碳(tan)四(si)以上組分(fen)的切割(ge)，并將碳(tan)三(san)在催化(hua)劑(ji)作用下(xia)選擇加氫(qing)(qing)，使MAPD加氫(qing)(qing)生成丙烯，分(fen)離丙烯與丙烷(wan)，丙烯送(song)下(xia)游加工，丙烷(wan)循環裂解或(huo)外送(song)。
⑨. 脫丁烷(wan)單元。進行(xing)碳四(si)與碳五(wu)以(yi)上組分(fen)的切割。
⑩. 脫戊烷單元(yuan)。將碳五(wu)與汽(qi)油分(fen)離，碳五(wu)送(song)制苯抽提。
?. 火炬單元。提供(gong)可(ke)燃(ran)氣體安(an)全(quan)排放燃(ran)燒或回收(shou)，是事故狀態下的安(an)全(quan)防護措施。
?. 制(zhi)冷壓縮單元(yuan)。為裂(lie)解氣(qi)順序分離提供不同等級的冷劑，是(shi)乙烯裝置的心臟部位(wei)。
?. 污水(shui)(shui)處(chu)理單元。預處(chu)理裝置產生的廢堿等污水(shui)(shui)，間斷(duan)處(chu)理，有(you)劇毒(du)物(wu)料。
順序(xu)分離流程如圖(tu)5-105所(suo)示。
①. 從界區外來的(de)HGO、石(shi)腦油(you)、加氫尾油(you)原料(liao)(liao)分別(bie)儲存在進料(liao)(liao)罐，原料(liao)(liao)經過泵加壓后，用(yong)(yong)急冷水預熱(re)(re)(re)(re)送至(zhi)裂(lie)解(jie)(jie)爐。經預熱(re)(re)(re)(re)后裂(lie)解(jie)(jie)原料(liao)(liao)進入裂(lie)解(jie)(jie)爐對流段原料(liao)(liao)預熱(re)(re)(re)(re)段預熱(re)(re)(re)(re)后與稀釋(shi)蒸汽(qi)按比例混合后，經裂(lie)解(jie)(jie)爐混合預熱(re)(re)(re)(re)段預熱(re)(re)(re)(re)至(zhi)起始反(fan)應(ying)溫度（即橫跨(kua)溫度），進入裂(lie)解(jie)(jie)爐輻射段進行裂(lie)解(jie)(jie)。裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)(qi)先進人廢熱(re)(re)(re)(re)鍋爐盡(jin)快冷卻(que)以防止二次反(fan)應(ying)的(de)發生，并回收裂(lie)解(jie)(jie)氣(qi)(qi)的(de)顯熱(re)(re)(re)(re)，然后進入急冷器用(yong)(yong)急冷油(you)進一(yi)步冷卻(que)后送入汽(qi)油(you)分餾塔。
②. 裂(lie)(lie)(lie)解氣(qi)在(zai)汽(qi)(qi)油(you)(you)分(fen)餾塔(ta)中用(yong)循環急(ji)冷(leng)油(you)(you)進一(yi)步冷(leng)卻(que)，重(zhong)組分(fen)通(tong)過(guo)塔(ta)釜采出作(zuo)為(wei)裂(lie)(lie)(lie)解燃料油(you)(you)（PFO）產品，較輕的(de)組分(fen)通(tong)過(guo)側線采出作(zuo)為(wei)裂(lie)(lie)(lie)解柴油(you)(you)（PGO）產品，裂(lie)(lie)(lie)解汽(qi)(qi)油(you)(you)和更輕的(de)組分(fen)在(zai)塔(ta)頂以氣(qi)相采出。急(ji)冷(leng)油(you)(you)帶走的(de)熱(re)量(liang)經過(guo)稀(xi)釋(shi)蒸汽(qi)(qi)發生系統、工(gong)(gong)藝(yi)水汽(qi)(qi)提塔(ta)再沸器(qi)、對去工(gong)(gong)藝(yi)水汽(qi)(qi)提塔(ta)及稀(xi)釋(shi)蒸汽(qi)(qi)發生器(qi)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)水加熱(re)進行(xing)回收(shou)。
③. 急冷(leng)水(shui)塔塔頂(ding)汽相經帶有段間(jian)冷(leng)卻(que)和分離(li)的(de)(de)五(wu)段裂(lie)解(jie)(jie)氣壓(ya)(ya)縮機(ji)壓(ya)(ya)縮。裂(lie)解(jie)(jie)氣壓(ya)(ya)縮機(ji)五(wu)段出(chu)(chu)口裂(lie)解(jie)(jie)氣經冷(leng)卻(que)水(shui)、丙(bing)烯冷(leng)劑和脫乙烷塔進料激冷(leng)后進入裂(lie)解(jie)(jie)氣干燥器。過(guo)程(cheng)中(zhong)分離(li)的(de)(de)汽油送出(chu)(chu)界(jie)區(qu)，凝液汽提塔釜出(chu)(chu)料送至(zhi)脫丙(bing)烷系統(tong)。在三段和四段之間(jian)，裂(lie)解(jie)(jie)氣經過(guo)堿洗除去(qu)H2S和CO2。
④. 裂(lie)解(jie)氣經(jing)過脫(tuo)水干燥，進入(ru)冷(leng)箱，依次經(jing)丙(bing)烯(xi)冷(leng)劑、乙烯(xi)冷(leng)劑、甲(jia)烷(wan)(wan)節流降溫冷(leng)凝分離，最終(zhong)氣相(xiang)降溫至(zhi)-165℃從(cong)低(di)壓甲(jia)烷(wan)(wan)中(zhong)分離出氫氣，氫氣經(jing)甲(jia)烷(wan)(wan)化精制后(hou)提供給乙炔、丙(bing)炔加氫用。
⑤. 低壓(ya)(ya)脫甲(jia)(jia)烷塔(ta)接收(shou)深(shen)冷(leng)分(fen)離單元來的各股液體進料，塔(ta)頂用二元冷(leng)劑(ji)部(bu)分(fen)冷(leng)凝，分(fen)離出的高壓(ya)(ya)甲(jia)(jia)烷產品在冷(leng)箱中(zhong)回收(shou)冷(leng)量后去再生氣、燃料氣系統(tong)，中(zhong)壓(ya)(ya)甲(jia)(jia)烷產品去燃料氣系統(tong)。塔(ta)釜(fu)物料經塔(ta)釜(fu)泵加壓(ya)(ya)后依次(ci)經回收(shou)冷(leng)量至作為脫乙烷塔(ta)進料。塔(ta)釜(fu)再沸器(qi)用-37℃裂(lie)解氣和二元冷(leng)劑(ji)作為熱源。
⑥. 脫(tuo)(tuo)乙(yi)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)進(jin)(jin)行(xing)碳二與碳三以上組分的(de)切割分離。塔(ta)(ta)(ta)釜再(zai)沸器(qi)(qi)采用來至(zhi)急冷(leng)水塔(ta)(ta)(ta)的(de)急冷(leng)水加(jia)熱，釜液(ye)經冷(leng)卻水換熱器(qi)(qi)和脫(tuo)(tuo)砷反應器(qi)(qi)去(qu)高(gao)壓脫(tuo)(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂氣體經-24℃丙(bing)(bing)烯(xi)冷(leng)劑部分冷(leng)凝，氣體去(qu)乙(yi)炔轉化(hua)器(qi)(qi)。加(jia)氫后的(de)氣體經冷(leng)卻后經綠油吸收塔(ta)(ta)(ta)、乙(yi)烯(xi)干(gan)燥器(qi)(qi)進(jin)(jin)入(ru)乙(yi)烯(xi)精(jing)餾塔(ta)(ta)(ta)，由側(ce)線采出液(ye)態乙(yi)烯(xi)產品(pin)送入(ru)乙(yi)烯(xi)產品(pin)儲罐，塔(ta)(ta)(ta)釜乙(yi)烷(wan)循環(huan)裂解。
⑦. 乙烯產品經乙烯泵送出，用(yong)氣(qi)(qi)體丙烯加熱蒸發、液體丙烯過熱，然后以氣(qi)(qi)相產品送出界區。
⑧. 脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)塔系統采用雙塔脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)，一個加(jia)氫催化(hua)劑(ji)的(de)高(gao)壓脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)塔和(he)一個低壓脫(tuo)(tuo)(tuo)丙烷(wan)塔組(zu)成。首(shou)先經過碳(tan)(tan)三(san)脫(tuo)(tuo)(tuo)砷保(bao)護(hu)床(chuang)脫(tuo)(tuo)(tuo)除砷。而后用干燥后的(de)氫氣進入在塔上部的(de)催化(hua)劑(ji)床(chuang)層中(zhong)與碳(tan)(tan)三(san)中(zhong)的(de)MAPD反應(ying)，將甲基乙炔和(he)丙二烯(xi)加(jia)氫為(wei)丙烯(xi)。將碳(tan)(tan)三(san)餾(liu)分精制分離，聚(ju)合(he)級丙烯(xi)產品液相送出(chu)，丙烷(wan)循環裂(lie)解或作為(wei)液化(hua)氣外(wai)送。低壓塔釜將碳(tan)(tan)四以上餾(liu)分送至脫(tuo)(tuo)(tuo)丁烷(wan)塔。
⑨. 脫丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)系統采用(yong)兩個并聯的塔(ta)(ta)(ta)操(cao)作，塔(ta)(ta)(ta)頂物料(liao)一部(bu)分(fen)作回流，一部(bu)分(fen)作為碳四(si)產品(pin)送(song)出界(jie)(jie)(jie)區。塔(ta)(ta)(ta)釜物料(liao)一部(bu)分(fen)去脫戊(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，另一部(bu)分(fen)直接作為裂(lie)解汽(qi)油送(song)出界(jie)(jie)(jie)區。脫丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)釜來(lai)的物料(liao)進入(ru)脫戊(wu)烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂氣相經冷(leng)凝后作為碳五產品(pin)送(song)出界(jie)(jie)(jie)區。塔(ta)(ta)(ta)釜液(ye)則作為裂(lie)解汽(qi)油送(song)至(zhi)界(jie)(jie)(jie)區。
⑩. 火炬(ju)系(xi)(xi)統(tong)分為(wei)第(di)一火炬(ju)系(xi)(xi)統(tong)、第(di)二火炬(ju)系(xi)(xi)統(tong)和(he)火炬(ju)氣回收系(xi)(xi)統(tong)。用(yong)以將正常時(shi)的(de)低壓(ya)甲烷排(pai)放(fang)和(he)無組織泄漏物(wu)安全燃(ran)燒，并將工(gong)藝紊亂時(shi)的(de)安全排(pai)放(fang)燃(ran)燒。火炬(ju)頭上(shang)有三股中壓(ya)蒸汽，其目的(de)是為(wei)了保護火炬(ju)頭、消(xiao)煙(yan)和(he)助(zhu)燃(ran)。在裝置操作穩定(ding)，提高排(pai)放(fang)系(xi)(xi)統(tong)的(de)壓(ya)力，投用(yong)火炬(ju)氣回收壓(ya)縮(suo)機，回收火炬(ju)氣、燃(ran)料氣系(xi)(xi)統(tong)。
?. 制(zhi)冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)由(you)丙(bing)烯(xi)制(zhi)冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)、乙烯(xi)制(zhi)冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)和二元制(zhi)冷(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)構成，其中乙烯(xi)機(ji)和丙(bing)烯(xi)機(ji)構成復疊式制(zhi)冷(leng)(leng)，為分離過程(cheng)中裂解氣等(deng)提供多(duo)種(zhong)等(deng)級(ji)的冷(leng)(leng)劑。本單元是乙烯(xi)裝置的心臟(zang)，一旦(dan)停(ting)車，系統無法正常運行。
?. 將裂解氣壓縮單元中(zhong)堿(jian)洗的廢堿(jian)和(he)含硫污(wu)水(shui)利用二氧化碳(tan)中(zhong)和(he)處理，使之合格(ge)排放(fang)，減少環境污(wu)染。
3. 在國(guo)外執(zhi)行的某工(gong)程(cheng)乙烯裝置布置典型實例(li)（圖5-106）
圖5-106 在國外(wai)執行的某工程乙烯裝置布置典型實例
