一、裝(zhuang)置簡(jian)介

  我國(guo)(guo)(guo)乙(yi)烯(xi)(xi)工(gong)業起步于20世(shi)紀(ji)(ji)60年代，最(zui)早是(shi)1964年從原聯邦德國(guo)(guo)(guo)引(yin)進(jin)的(de)(de)魯(lu)奇(qi)公司的(de)(de)原油(you)裂解技術(shu)及(ji)年產3.6萬(wan)(wan)噸(dun)乙(yi)烯(xi)(xi)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。20世(shi)紀(ji)(ji)70年代先后建(jian)成了年產30萬(wan)(wan)噸(dun)、11.5萬(wan)(wan)噸(dun)和(he)7.3萬(wan)(wan)噸(dun)的(de)(de)三套乙(yi)烯(xi)(xi)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，分別由日本(ben)東洋工(gong)程(cheng)公司、三菱油(you)化(hua)(hua)公司及(ji)法國(guo)(guo)(guo)石油(you)研究院和(he)貝西(xi)姆(mu)公司引(yin)進(jin)，專利技術(shu)分別來自(zi)美國(guo)(guo)(guo)魯(lu)姆(mu)斯(si)公司、日本(ben)三菱油(you)化(hua)(hua)及(ji)法國(guo)(guo)(guo)石油(you)研究院。21世(shi)紀(ji)(ji)后，年產百萬(wan)(wan)噸(dun)的(de)(de)乙(yi)烯(xi)(xi)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)在我國(guo)(guo)(guo)大(da)量(liang)建(jian)成投產。煉化(hua)(hua)一體化(hua)(hua)工(gong)廠原料互供(gong)示意圖見圖2.12。

  現以裂(lie)(lie)解(jie)(jie)技術為主體對乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)進行(xing)簡單介紹。根據裂(lie)(lie)解(jie)(jie)方式的(de)(de)(de)不同，乙(yi)(yi)烯生產分(fen)(fen)為管式爐裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)、催化裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)、部(bu)分(fen)(fen)氧化法(fa)(fa)和熱載(zai)體裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)等(deng)。但任何裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)得到的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣(qi)都(dou)是混(hun)合物，需要分(fen)(fen)離(li)才能得到純凈(jing)的(de)(de)(de)烯烴(jing)產品(pin)。通過混(hun)合物的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)制(zhi)取烯烴(jing)、芳烴(jing)的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)主要有(you)三(san)種(zhong)：深(shen)冷分(fen)(fen)離(li)、油吸(xi)收(shou)中冷分(fen)(fen)離(li)和超吸(xi)附分(fen)(fen)離(li)。目前國內(nei)的(de)(de)(de)大部(bu)分(fen)(fen)乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)采用(yong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)技術都(dou)是深(shen)冷分(fen)(fen)離(li)法(fa)(fa)。基本分(fen)(fen)離(li)流(liu)程(cheng)(cheng)有(you)順序分(fen)(fen)離(li)、前脫乙(yi)(yi)烷和前脫丙(bing)烷三(san)種(zhong)，采用(yong)哪種(zhong)分(fen)(fen)離(li)流(liu)程(cheng)(cheng)與裂(lie)(lie)解(jie)(jie)原料有(you)關(guan)。

  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)乙烯裂解裝置的工藝及特點

  典型乙烯裂(lie)解裝置的工藝流(liu)程(cheng)示(shi)意圖(tu)如圖(tu)2.13所示(shi)。

  乙烯(xi)裂(lie)解裝置(zhi)大致可(ke)以分為四個(ge)部分，即裂(lie)解系(xi)統(tong)、壓縮及(ji)干燥系(xi)統(tong)、乙烯(xi)分離(li)系(xi)統(tong)和丙烯(xi)分離(li)系(xi)統(tong)。

1. 裂(lie)解系統 

   裂解系(xi)統是指(zhi)裂解爐(lu)區及高壓(ya)蒸汽發生系(xi)統，其工(gong)藝流程示意圖如(ru)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(qing)柴(chai)油(you)(you)(you)和(he)乙烷經(jing)(jing)(jing)加(jia)熱(re)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)得(de)到乙烯、丙(bing)烯、丁二烯及其他副產(chan)品混(hun)合的裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)。裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)由(you)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)爐(lu)出來后直接(jie)進入(ru)廢熱(re)鍋爐(lu)，迅速冷(leng)卻(que)，同時產(chan)生高(gao)壓(ya)(ya)蒸(zheng)汽(qi)。由(you)開工鍋爐(lu)給水(shui)泵過(guo)(guo)來的高(gao)壓(ya)(ya)鍋爐(lu)給水(shui)經(jing)(jing)(jing)蒸(zheng)汽(qi)過(guo)(guo)熱(re)爐(lu)、裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)爐(lu)對流段(duan)加(jia)熱(re)后，進入(ru)廢熱(re)鍋爐(lu)汽(qi)包，產(chan)生的高(gao)壓(ya)(ya)蒸(zheng)汽(qi)再經(jing)(jing)(jing)蒸(zheng)汽(qi)過(guo)(guo)熱(re)爐(lu)過(guo)(guo)熱(re)至520℃后送入(ru)透平和(he)工藝設備(bei)。混(hun)合裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)進入(ru)急冷(leng)器，用急冷(leng)油(you)(you)(you)進行冷(leng)卻(que)。之后又經(jing)(jing)(jing)過(guo)(guo)油(you)(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)塔(ta)(ta)、水(shui)洗(xi)塔(ta)(ta)進一步冷(leng)卻(que)。水(shui)洗(xi)塔(ta)(ta)頂部出來的裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)被送入(ru)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮機進行壓(ya)(ya)縮。油(you)(you)(you)氣(qi)(qi)(qi)塔(ta)(ta)和(he)水(shui)洗(xi)塔(ta)(ta)底部分別(bie)獲(huo)得(de)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)焦(jiao)油(you)(you)(you)和(he)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)汽(qi)油(you)(you)(you)。

2. 壓縮及干燥系(xi)統 

   裂解氣(qi)(qi)進入(ru)(ru)五段(duan)離心式(shi)裂解氣(qi)(qi)壓縮(suo)(suo)機(ji)，在(zai)三(san)(san)段(duan)出口至四段(duan)入(ru)(ru)口間進入(ru)(ru)堿洗塔，經堿洗脫除硫化氫和二氧化碳。經三(san)(san)段(duan)堿洗和一段(duan)水洗后(hou)的裂解氣(qi)(qi)送(song)入(ru)(ru)四段(duan)、五段(duan)壓縮(suo)(suo)，送(song)入(ru)(ru)分離部(bu)分，以便在(zai)較高的壓力下進行深冷分離。經過壓縮(suo)(suo)后(hou)的裂解氣(qi)(qi)首先進入(ru)(ru)干(gan)燥器進行干(gan)燥，然后(hou)進入(ru)(ru)乙烯分離系統。

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(xi)統(tong) 

   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、乙烯裂解裝置(zhi)的工藝(yi)特點

  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、乙烯裂(lie)解裝置的(de)配管設計

  主要是(shi)對裂解(jie)爐(lu)、塔、換(huan)熱器、罐、泵(beng)、壓縮機等設(she)備的配管設(she)計。