1. 乙烯裝置(zhi)工藝的(de)技術發(fa)展
乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)（Ethylene或者Ethene）是(shi)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)的(de)重要基礎(chu)(chu)原料，乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)是(shi)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)生(sheng)產(chan)有(you)機(ji)原料的(de)基礎(chu)(chu)，是(shi)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)的(de)龍頭，它的(de)規模、產(chan)量(liang)、技術(shu)，標志著(zhu)一(yi)個國家(jia)的(de)石(shi)油(you)化(hua)學工(gong)業的(de)發展水平。乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)起源于1940年，美(mei)孚(fu)公司建成(cheng)了(le)第一(yi)套以煉廠氣為原料的(de)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，開創了(le)以乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)為中心的(de)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)歷(li)史，目(mu)前世界(jie)上乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)產(chan)的(de)主要技術(shu)是(shi)管式(shi)爐蒸汽熱裂(lie)解和深冷分離流程。
乙(yi)烯裝置主要由裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)和分(fen)(fen)離兩部(bu)分(fen)(fen)組成。管式裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法可(ke)以分(fen)(fen)為(wei)魯姆斯裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、斯通-韋(wei)伯斯特裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、凱洛格裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、三菱油(you)化裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法、福斯特-惠勒裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法和西拉斯裂(lie)(lie)解(jie)(jie)(jie)法等。分(fen)(fen)離部(bu)分(fen)(fen)根據分(fen)(fen)離形式可(ke)以分(fen)(fen)為(wei)順序分(fen)(fen)離法、前(qian)(qian)端(duan)脫乙(yi)烷、前(qian)(qian)端(duan)脫丙烷和漸進分(fen)(fen)離流(liu)程(cheng)。
2. 乙烯裝置工藝流程簡介(jie)
乙(yi)烯裝(zhuang)置的基(ji)本組成單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)為：裂(lie)解爐單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、急冷(leng)(leng)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、裂(lie)解氣壓縮單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、深冷(leng)(leng)分離單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、脫(tuo)甲(jia)烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、脫(tuo)乙(yi)烷(wan)與乙(yi)烯精制單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、乙(yi)烯產品外送單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、脫(tuo)丙(bing)烷(wan)與丙(bing)烯精制單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、脫(tuo)丁(ding)烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、脫(tuo)戊烷(wan)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、火炬(ju)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、制冷(leng)(leng)壓縮單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)和污(wu)水處理單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)。各單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)作(zuo)用介(jie)紹(shao)如下。
①. 裂(lie)解爐單元。原料油與稀釋蒸汽按(an)比例混合，進入(ru)裂(lie)解爐發生(sheng)高溫斷鏈(lian)反應，生(sheng)成氫(qing)氣、甲烷、乙烯丙烯、碳四等目的(de)產(chan)物(wu)，同時副產(chan)超高壓蒸汽，屬高溫單元。
②. 急冷單元。裂解氣在此單元先(xian)后經油洗、水洗，溫度降低至40℃，同時將較重(zhong)組分(fen)如渣油、重(zhong)汽(qi)油分(fen)離出來。
③. 裂解(jie)(jie)(jie)氣(qi)壓縮(suo)單元。利用超(chao)高壓蒸汽作動力驅(qu)動汽輪機將裂解(jie)(jie)(jie)氣(qi)升壓，分離(li)其中(zhong)較重(zhong)組成，減少進入冷(leng)箱系統的物料量，同時將裂解(jie)(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的酸性(xing)氣(qi)體(ti)用堿中(zhong)和(he)脫除。過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)廢堿、含硫污水。
④. 深冷分(fen)離單元(yuan)。將壓縮(suo)后的(de)裂解氣干(gan)燥后，依(yi)次降溫最(zui)終達到氫氣的(de)分(fen)離。利用鎳(nie)基催化劑將氫氣中(zhong)的(de)雜質(zhi)脫除(chu)。
⑤. 脫甲(jia)烷單元。進行甲(jia)烷與碳二以上組分的切割。
⑥. 脫乙烷與(yu)乙烯精餾單(dan)元。進(jin)行碳(tan)(tan)二與(yu)碳(tan)(tan)三以(yi)上組分的切(qie)割(ge)，并將(jiang)碳(tan)(tan)二在鈀系催化劑作用下選擇(ze)加(jia)氫(qing)，使乙炔(gui)加(jia)氫(qing)生成乙烯，分離(li)乙烯與(yu)乙烷，乙烷循環裂解。
⑦. 乙烯產品(pin)外送單元。進行(xing)乙烯儲存和(he)汽化(hua)外送，為(wei)下游裝置提供不(bu)同壓力等級的氣相乙烯。
⑧. 脫丙(bing)烷(wan)與(yu)丙(bing)烯(xi)精制單元(yuan)。進行碳(tan)(tan)三(san)與(yu)碳(tan)(tan)四以(yi)上組(zu)分(fen)(fen)的切割，并將碳(tan)(tan)三(san)在催(cui)化劑作用下(xia)選(xuan)擇加(jia)氫(qing)，使MAPD加(jia)氫(qing)生成丙(bing)烯(xi)，分(fen)(fen)離丙(bing)烯(xi)與(yu)丙(bing)烷(wan)，丙(bing)烯(xi)送下(xia)游加(jia)工，丙(bing)烷(wan)循環裂解或(huo)外送。
⑨. 脫丁(ding)烷單元。進(jin)行(xing)碳(tan)四(si)與碳(tan)五以上組分的切割。
⑩. 脫(tuo)戊烷(wan)單元。將碳五與汽油(you)分(fen)離，碳五送制(zhi)苯抽提。
?. 火(huo)炬單元。提供(gong)可(ke)燃(ran)氣體安全排放燃(ran)燒或回收(shou)，是(shi)事故狀態下的安全防護(hu)措施。
?. 制冷壓(ya)縮(suo)單元(yuan)。為裂解氣順序分離提供(gong)不同等級的(de)冷劑(ji)，是乙(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)的(de)心臟部位。
?. 污水(shui)處(chu)理單元(yuan)。預處(chu)理裝置(zhi)產(chan)生(sheng)的廢堿(jian)等污水(shui)，間斷處(chu)理，有(you)劇毒物料(liao)。
順序分離(li)流程如圖5-105所(suo)示。
①. 從界區外來的HGO、石(shi)腦油(you)、加氫(qing)尾(wei)油(you)原料(liao)分別(bie)儲存(cun)在進料(liao)罐，原料(liao)經(jing)(jing)過泵(beng)加壓后(hou)(hou)，用(yong)急冷(leng)水(shui)預熱(re)送至(zhi)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)。經(jing)(jing)預熱(re)后(hou)(hou)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)原料(liao)進入裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)對(dui)流(liu)段(duan)(duan)(duan)(duan)原料(liao)預熱(re)段(duan)(duan)(duan)(duan)預熱(re)后(hou)(hou)與(yu)稀釋蒸汽按(an)比例混合后(hou)(hou)，經(jing)(jing)裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)混合預熱(re)段(duan)(duan)(duan)(duan)預熱(re)至(zhi)起始反應(ying)溫(wen)度(du)（即(ji)橫跨溫(wen)度(du)），進入裂(lie)(lie)解(jie)(jie)爐(lu)(lu)輻射段(duan)(duan)(duan)(duan)進行裂(lie)(lie)解(jie)(jie)。裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣先進人廢熱(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)盡快(kuai)冷(leng)卻以防止二(er)次反應(ying)的發生，并回收裂(lie)(lie)解(jie)(jie)氣的顯熱(re)，然后(hou)(hou)進入急冷(leng)器用(yong)急冷(leng)油(you)進一步冷(leng)卻后(hou)(hou)送入汽油(you)分餾塔(ta)。
②. 裂(lie)(lie)(lie)解氣在(zai)汽(qi)油(you)分餾塔(ta)(ta)中用循環急冷油(you)進一步冷卻，重組(zu)分通(tong)過塔(ta)(ta)釜采(cai)出作(zuo)為裂(lie)(lie)(lie)解燃料油(you)（PFO）產品，較輕(qing)的組(zu)分通(tong)過側(ce)線采(cai)出作(zuo)為裂(lie)(lie)(lie)解柴油(you)（PGO）產品，裂(lie)(lie)(lie)解汽(qi)油(you)和更輕(qing)的組(zu)分在(zai)塔(ta)(ta)頂以氣相采(cai)出。急冷油(you)帶走的熱量經過稀釋蒸汽(qi)發生(sheng)系(xi)統、工(gong)藝(yi)(yi)水(shui)汽(qi)提(ti)塔(ta)(ta)再(zai)沸(fei)器、對去工(gong)藝(yi)(yi)水(shui)汽(qi)提(ti)塔(ta)(ta)及(ji)稀釋蒸汽(qi)發生(sheng)器的工(gong)藝(yi)(yi)水(shui)加熱進行(xing)回收。
③. 急冷(leng)(leng)水塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂汽相經帶有段(duan)(duan)間冷(leng)(leng)卻和分離的(de)五段(duan)(duan)裂解(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)。裂解(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機五段(duan)(duan)出(chu)口裂解(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)經冷(leng)(leng)卻水、丙烯冷(leng)(leng)劑和脫(tuo)乙烷(wan)塔(ta)(ta)進(jin)料激冷(leng)(leng)后進(jin)入裂解(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)干燥(zao)器。過(guo)程中分離的(de)汽油送(song)出(chu)界區(qu)，凝液汽提塔(ta)(ta)釜出(chu)料送(song)至脫(tuo)丙烷(wan)系統。在三段(duan)(duan)和四(si)段(duan)(duan)之間，裂解(jie)(jie)氣(qi)(qi)(qi)經過(guo)堿(jian)洗除去H2S和CO2。
④. 裂(lie)解氣(qi)經(jing)(jing)過脫(tuo)水干燥，進入冷箱，依次(ci)經(jing)(jing)丙烯冷劑(ji)、乙(yi)烯冷劑(ji)、甲烷節(jie)流降溫冷凝分離，最(zui)終氣(qi)相降溫至-165℃從低壓甲烷中(zhong)分離出氫(qing)氣(qi)，氫(qing)氣(qi)經(jing)(jing)甲烷化精(jing)制后(hou)提供給乙(yi)炔、丙炔加氫(qing)用。
⑤. 低(di)壓(ya)(ya)脫(tuo)(tuo)甲烷(wan)塔接收(shou)深(shen)冷(leng)(leng)分離單(dan)元(yuan)(yuan)來的(de)各股液體進料(liao)，塔頂用二(er)元(yuan)(yuan)冷(leng)(leng)劑(ji)部分冷(leng)(leng)凝(ning)，分離出的(de)高(gao)壓(ya)(ya)甲烷(wan)產品在冷(leng)(leng)箱中回收(shou)冷(leng)(leng)量后(hou)去再生氣(qi)、燃料(liao)氣(qi)系統，中壓(ya)(ya)甲烷(wan)產品去燃料(liao)氣(qi)系統。塔釜(fu)物料(liao)經(jing)塔釜(fu)泵加壓(ya)(ya)后(hou)依次經(jing)回收(shou)冷(leng)(leng)量至作為(wei)脫(tuo)(tuo)乙烷(wan)塔進料(liao)。塔釜(fu)再沸器用-37℃裂解氣(qi)和(he)二(er)元(yuan)(yuan)冷(leng)(leng)劑(ji)作為(wei)熱源。
⑥. 脫乙烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)進行碳二與(yu)碳三以上組分的(de)切割分離。塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)再沸器采用來至急冷水(shui)塔(ta)(ta)(ta)的(de)急冷水(shui)加熱，釜(fu)液經(jing)冷卻水(shui)換(huan)熱器和脫砷反(fan)應(ying)器去(qu)高壓(ya)脫丙烷(wan)塔(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)頂氣體經(jing)-24℃丙烯冷劑部分冷凝，氣體去(qu)乙炔(gui)轉化器。加氫(qing)后的(de)氣體經(jing)冷卻后經(jing)綠油吸(xi)收塔(ta)(ta)(ta)、乙烯干燥器進入(ru)乙烯精餾(liu)塔(ta)(ta)(ta)，由側線采出液態(tai)乙烯產品(pin)送入(ru)乙烯產品(pin)儲罐，塔(ta)(ta)(ta)釜(fu)乙烷(wan)循環裂解。
⑦. 乙(yi)烯(xi)產(chan)品(pin)經乙(yi)烯(xi)泵送出(chu)，用氣體丙(bing)烯(xi)加熱蒸(zheng)發、液體丙(bing)烯(xi)過熱，然后以氣相(xiang)產(chan)品(pin)送出(chu)界區。
⑧. 脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)塔(ta)(ta)系統(tong)采用(yong)雙塔(ta)(ta)脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)，一個加氫催化(hua)劑的(de)高壓(ya)脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)塔(ta)(ta)和一個低壓(ya)脫(tuo)丙(bing)(bing)烷(wan)塔(ta)(ta)組(zu)成。首(shou)先(xian)經過碳(tan)三(san)脫(tuo)砷保護床脫(tuo)除砷。而后用(yong)干燥后的(de)氫氣進入在(zai)塔(ta)(ta)上(shang)部的(de)催化(hua)劑床層(ceng)中(zhong)與碳(tan)三(san)中(zhong)的(de)MAPD反應，將(jiang)甲基(ji)乙炔(gui)和丙(bing)(bing)二烯加氫為(wei)丙(bing)(bing)烯。將(jiang)碳(tan)三(san)餾分精制分離，聚合級丙(bing)(bing)烯產品液(ye)(ye)相送出，丙(bing)(bing)烷(wan)循環裂(lie)解或作為(wei)液(ye)(ye)化(hua)氣外送。低壓(ya)塔(ta)(ta)釜將(jiang)碳(tan)四(si)以上(shang)餾分送至脫(tuo)丁(ding)烷(wan)塔(ta)(ta)。
⑨. 脫丁烷(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)系統(tong)采用兩個并聯的(de)塔(ta)(ta)(ta)(ta)操作，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂物(wu)料一部分(fen)作回流，一部分(fen)作為碳(tan)四產品送出界區(qu)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜物(wu)料一部分(fen)去脫戊烷(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，另一部分(fen)直接作為裂解(jie)(jie)汽油(you)送出界區(qu)。脫丁烷(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜來的(de)物(wu)料進(jin)入脫戊烷(wan)(wan)(wan)塔(ta)(ta)(ta)(ta)，塔(ta)(ta)(ta)(ta)頂氣相經冷(leng)凝后作為碳(tan)五產品送出界區(qu)。塔(ta)(ta)(ta)(ta)釜液則作為裂解(jie)(jie)汽油(you)送至(zhi)界區(qu)。
⑩. 火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統(tong)分(fen)為(wei)(wei)第一火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統(tong)、第二火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統(tong)和火(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)回收系統(tong)。用(yong)以將正常(chang)時(shi)的低壓(ya)甲烷排放和無(wu)組織泄(xie)漏物安(an)全燃燒(shao)，并將工(gong)藝紊亂時(shi)的安(an)全排放燃燒(shao)。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭上有三(san)股中壓(ya)蒸(zheng)汽，其目的是為(wei)(wei)了保護火(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭、消煙(yan)和助燃。在裝置(zhi)操作穩定(ding)，提高排放系統(tong)的壓(ya)力，投(tou)用(yong)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)回收壓(ya)縮機，回收火(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)、燃料(liao)氣(qi)系統(tong)。
?. 制冷(leng)(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)由丙(bing)(bing)烯(xi)制冷(leng)(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)、乙烯(xi)制冷(leng)(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)和二元(yuan)制冷(leng)(leng)(leng)壓縮(suo)機(ji)構(gou)成，其中乙烯(xi)機(ji)和丙(bing)(bing)烯(xi)機(ji)構(gou)成復疊式制冷(leng)(leng)(leng)，為分(fen)離過(guo)程中裂解氣(qi)等提(ti)供多種等級的冷(leng)(leng)(leng)劑。本單(dan)元(yuan)是乙烯(xi)裝置的心臟，一旦停車，系統(tong)無法(fa)正常運行。
?. 將(jiang)裂解氣壓縮單元中(zhong)堿(jian)洗的廢(fei)堿(jian)和(he)含硫污水利用二氧(yang)化碳(tan)中(zhong)和(he)處理，使(shi)之合格排(pai)放，減(jian)少(shao)環(huan)境(jing)污染。
3. 在國外執(zhi)行(xing)的(de)某工程乙烯(xi)裝(zhuang)置布置典型實(shi)例(li)（圖5-106）
圖5-106 在(zai)國(guo)外執行的某工程乙烯裝置布置典型實(shi)例(li)
