一、裝置簡介(jie)

  我國乙(yi)(yi)烯工(gong)(gong)業起(qi)步于20世紀60年(nian)代(dai)，最(zui)早是1964年(nian)從(cong)原聯邦德國引(yin)進的魯(lu)奇公(gong)(gong)司的原油(you)裂解技(ji)術及年(nian)產3.6萬(wan)噸(dun)(dun)乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置。20世紀70年(nian)代(dai)先后(hou)建成了年(nian)產30萬(wan)噸(dun)(dun)、11.5萬(wan)噸(dun)(dun)和7.3萬(wan)噸(dun)(dun)的三套(tao)乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置，分(fen)別(bie)由日(ri)本(ben)東洋工(gong)(gong)程公(gong)(gong)司、三菱(ling)油(you)化(hua)公(gong)(gong)司及法(fa)國石油(you)研究(jiu)院和貝(bei)西姆公(gong)(gong)司引(yin)進，專利技(ji)術分(fen)別(bie)來(lai)自美國魯(lu)姆斯公(gong)(gong)司、日(ri)本(ben)三菱(ling)油(you)化(hua)及法(fa)國石油(you)研究(jiu)院。21世紀后(hou)，年(nian)產百萬(wan)噸(dun)(dun)的乙(yi)(yi)烯裝(zhuang)置在(zai)我國大量(liang)建成投產。煉化(hua)一體化(hua)工(gong)(gong)廠(chang)原料互供示意圖見圖2.12。

  現以(yi)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)技術為主體(ti)對乙(yi)烯裝置進行簡單(dan)介紹(shao)。根據裂(lie)(lie)解(jie)(jie)方式的(de)(de)不同，乙(yi)烯生(sheng)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)和熱載體(ti)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)等。但任何裂(lie)(lie)解(jie)(jie)法(fa)(fa)得到的(de)(de)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣都(dou)是(shi)混合物，需(xu)要(yao)(yao)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)才能得到純凈(jing)的(de)(de)烯烴(jing)產品(pin)。通過混合物的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)制取烯烴(jing)、芳(fang)烴(jing)的(de)(de)方法(fa)(fa)主要(yao)(yao)有(you)三(san)種：深(shen)冷(leng)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)、油吸收中冷(leng)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)和超(chao)吸附分(fen)(fen)離(li)(li)(li)。目前(qian)國內的(de)(de)大部(bu)分(fen)(fen)乙(yi)烯裝置采(cai)用的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)技術都(dou)是(shi)深(shen)冷(leng)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)法(fa)(fa)。基本分(fen)(fen)離(li)(li)(li)流(liu)程有(you)順序分(fen)(fen)離(li)(li)(li)、前(qian)脫乙(yi)烷和前(qian)脫丙烷三(san)種，采(cai)用哪種分(fen)(fen)離(li)(li)(li)流(liu)程與(yu)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)原料有(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(dian)型(xing)乙烯(xi)裂解裝置的(de)工藝及特點

  典型乙(yi)烯(xi)裂(lie)解裝(zhuang)置的工藝流程示意圖如圖2.13所示。

  乙(yi)(yi)烯裂解(jie)裝置大致可以分(fen)為四(si)個(ge)部分(fen)，即裂解(jie)系統(tong)、壓(ya)縮及干燥(zao)系統(tong)、乙(yi)(yi)烯分(fen)離(li)系統(tong)和丙烯分(fen)離(li)系統(tong)。

1. 裂解系(xi)統 

   裂(lie)解系統是(shi)指裂(lie)解爐區(qu)及(ji)高壓蒸汽發(fa)生系統，其工(gong)藝流程示意(yi)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)(you)和(he)乙烷經(jing)(jing)加(jia)熱(re)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)得到乙烯、丙烯、丁二烯及其他副產品混(hun)合(he)的(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣(qi)。裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣(qi)由裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)出(chu)來(lai)后(hou)(hou)直接進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)廢熱(re)鍋(guo)爐(lu)，迅速冷(leng)卻，同時產生(sheng)高(gao)壓(ya)蒸汽(qi)。由開工(gong)鍋(guo)爐(lu)給水(shui)(shui)泵過來(lai)的(de)高(gao)壓(ya)鍋(guo)爐(lu)給水(shui)(shui)經(jing)(jing)蒸汽(qi)過熱(re)爐(lu)、裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)對(dui)流(liu)段加(jia)熱(re)后(hou)(hou)，進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)廢熱(re)鍋(guo)爐(lu)汽(qi)包，產生(sheng)的(de)高(gao)壓(ya)蒸汽(qi)再經(jing)(jing)蒸汽(qi)過熱(re)爐(lu)過熱(re)至520℃后(hou)(hou)送入(ru)(ru)(ru)透平和(he)工(gong)藝設備。混(hun)合(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣(qi)進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)急冷(leng)器，用(yong)急冷(leng)油(you)(you)進(jin)(jin)行冷(leng)卻。之后(hou)(hou)又經(jing)(jing)過油(you)(you)氣(qi)塔(ta)、水(shui)(shui)洗塔(ta)進(jin)(jin)一步冷(leng)卻。水(shui)(shui)洗塔(ta)頂部出(chu)來(lai)的(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣(qi)被(bei)送入(ru)(ru)(ru)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機進(jin)(jin)行壓(ya)縮(suo)。油(you)(you)氣(qi)塔(ta)和(he)水(shui)(shui)洗塔(ta)底部分別(bie)獲得裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)焦油(you)(you)和(he)裂(lie)(lie)(lie)(lie)解(jie)(jie)汽(qi)油(you)(you)。

2. 壓(ya)縮(suo)及干燥系統 

   裂(lie)解氣進(jin)(jin)入五(wu)段離心(xin)式裂(lie)解氣壓縮機(ji)，在三(san)段出(chu)口至四段入口間進(jin)(jin)入堿洗(xi)塔，經堿洗(xi)脫除(chu)硫化(hua)氫和二氧(yang)化(hua)碳。經三(san)段堿洗(xi)和一段水洗(xi)后(hou)的裂(lie)解氣送入四段、五(wu)段壓縮，送入分(fen)離部分(fen)，以便在較高的壓力下進(jin)(jin)行(xing)深冷分(fen)離。經過(guo)壓縮后(hou)的裂(lie)解氣首(shou)先進(jin)(jin)入干燥器(qi)進(jin)(jin)行(xing)干燥，然后(hou)進(jin)(jin)入乙(yi)烯分(fen)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 

   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(jie)裝置(zhi)的工藝特點(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、乙烯裂解(jie)裝(zhuang)置的配管(guan)設計(ji)

  主要是對(dui)裂解(jie)爐、塔、換熱(re)器、罐(guan)、泵、壓縮機(ji)等設(she)備的配管設(she)計。