一、裝置簡(jiǎn)介

  我國(guó)乙烯工業(yè)起步于20世紀(jì)60年代，最早是1964年從原聯(lián)邦德國(guó)引進(jìn)的魯奇公司的原油裂解技術(shù)及年產(chǎn)3.6萬(wàn)噸乙烯裝置。20世紀(jì)70年代先后建成了年產(chǎn)30萬(wàn)噸、11.5萬(wàn)噸和7.3萬(wàn)噸的三套乙烯裝置，分別由日本東洋工程公司、三菱油化公司及法國(guó)石油研究院和貝西姆公司引進(jìn)，專(zhuān)利技術(shù)分別來(lái)自美國(guó)魯姆斯公司、日本三菱油化及法國(guó)石油研究院。21世紀(jì)后，年產(chǎn)百萬(wàn)噸的乙烯裝置在我國(guó)大量建成投產(chǎn)。煉化一體化工廠原料互供示意圖見(jiàn)圖2.12。

  現(xiàn)以裂解技術(shù)為主體對(duì)乙烯裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。根據(jù)裂解方式的不同，乙烯生產(chǎn)分為管式爐裂解法、催化裂解法、部分氧化法和熱載體裂解法等。但任何裂解法得到的裂解氣都是混合物，需要分離才能得到純凈的烯烴產(chǎn)品。通過(guò)混合物的分離制取烯烴、芳烴的方法主要有三種：深冷分離、油吸收中冷分離和超吸附分離。目前國(guó)內(nèi)的大部分乙烯裝置采用的分離技術(shù)都是深冷分離法?；痉蛛x流程有順序分離、前脫乙烷和前脫丙烷三種，采用哪種分離流程與裂解原料有關(guān)。

  乙烯和丙烯在20世紀(jì)70年代，基本上都是由醇類(lèi)脫水制得。隨著原料乙烯需求量的急劇增加，利用石油產(chǎn)品的熱裂解制作原料乙烯的生產(chǎn)方法成為現(xiàn)代乙烯生產(chǎn)的主要途徑。目前原料乙烯大部分以石油系碳?xì)浠衔锘驖裉烊粴鉃樵现频?。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(chǎn)純乙烯、純丙烯、混合C₄等產(chǎn)品。

二、典型乙烯裂解裝置的工藝及特點(diǎn)

  典型乙烯裂解裝置的工藝流程示意圖如圖2.13所示。

  乙烯裂解裝置大致可以分為四個(gè)部分，即裂解系統(tǒng)、壓縮及干燥系統(tǒng)、乙烯分離系統(tǒng)和丙烯分離系統(tǒng)。

1. 裂解系統(tǒng) 

   裂解系統(tǒng)是指裂解爐區(qū)及高壓蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其工藝流程示意圖如圖2.14所示。

   原料輕柴油經(jīng)急冷水、急冷油兩級(jí)換熱，預(yù)熱后加入適量的稀釋蒸汽送入輕柴油裂解爐對(duì)流段。在對(duì)流段被加熱后進(jìn)入輻射段加熱，至770～800℃并完成裂解反應(yīng)。由乙烯精餾塔釜返回的循環(huán)乙烷經(jīng)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(duì)流段被預(yù)熱后進(jìn)入輻射段，在輻射段加熱到800～863℃進(jìn)行裂解反應(yīng)。

   輕柴油和乙烷經(jīng)加熱裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯及其他副產(chǎn)品混合的裂解氣。裂解氣由裂解爐出來(lái)后直接進(jìn)入廢熱鍋爐，迅速冷卻，同時(shí)產(chǎn)生高壓蒸汽。由開(kāi)工鍋爐給水泵過(guò)來(lái)的高壓鍋爐給水經(jīng)蒸汽過(guò)熱爐、裂解爐對(duì)流段加熱后，進(jìn)入廢熱鍋爐汽包，產(chǎn)生的高壓蒸汽再經(jīng)蒸汽過(guò)熱爐過(guò)熱至520℃后送入透平和工藝設(shè)備。混合裂解氣進(jìn)入急冷器，用急冷油進(jìn)行冷卻。之后又經(jīng)過(guò)油氣塔、水洗塔進(jìn)一步冷卻。水洗塔頂部出來(lái)的裂解氣被送入裂解氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。油氣塔和水洗塔底部分別獲得裂解焦油和裂解汽油。

2. 壓縮及干燥系統(tǒng) 

   裂解氣進(jìn)入五段離心式裂解氣壓縮機(jī)，在三段出口至四段入口間進(jìn)入堿洗塔，經(jīng)堿洗脫除硫化氫和二氧化碳。經(jīng)三段堿洗和一段水洗后的裂解氣送入四段、五段壓縮，送入分離部分，以便在較高的壓力下進(jìn)行深冷分離。經(jīng)過(guò)壓縮后的裂解氣首先進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，然后進(jìn)入乙烯分離系統(tǒng)。

3. 乙烯分離系統(tǒng) 

   干燥后的裂解氣進(jìn)入高壓脫乙烷塔進(jìn)行C₂/C₃分離，C₂經(jīng)過(guò)加氫、冷卻分離出氫氣，然后進(jìn)入脫甲烷塔進(jìn)行甲烷脫除。脫除甲烷后的C₂進(jìn)入乙烯精餾塔獲得乙烯產(chǎn)品。乙烯產(chǎn)品在送出裝置前先進(jìn)行5級(jí)壓縮。壓縮后的乙烯可以氣相產(chǎn)品送出裝置。壓縮乙烯也可以進(jìn)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(chǎn)品送出裝置。

4. 丙烯分離系統(tǒng) 

   從高壓脫乙烷塔底部出來(lái)的C₃被送至低壓脫乙烷塔作進(jìn)一步分離。塔底出來(lái)的C₃被送入脫丙烷塔進(jìn)行C₃/C₄分離。脫丙烷塔頂出來(lái)的C₃，進(jìn)入C₃加氫系統(tǒng)，然后送至丙烯精餾塔獲得丙烯產(chǎn)品。脫丙烷塔底出來(lái)的C₄/C₅ 物料進(jìn)入脫丁烷塔進(jìn)行C₄/C₅分離。從丙烯精餾塔出來(lái)的丙烯進(jìn)入加工三段壓縮機(jī)壓縮，以液體丙烯作為產(chǎn)品送出裝置。

三、乙烯裂解裝置的工藝特點(diǎn)

  裂解系統(tǒng)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(zhì)，裂解部分的廢熱蒸汽系統(tǒng)為高溫高壓工況，C₂分離系統(tǒng)為超低溫（-101℃及以下）工況，C3分離系統(tǒng)為低溫（-46℃及以下）介質(zhì)工況。裝置中的典型介質(zhì)有氫氣、二氧化碳、乙烯、丙烯和高壓蒸汽等。

四、乙烯裂解裝置的配管設(shè)計(jì)

  主要是對(duì)裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機(jī)等設(shè)備的配管設(shè)計(jì)。