1. 乙烯裝置工藝的技術發(fā)展

  乙烯（Ethylene或者Ethene）是石油化工的重要基礎原料，乙烯裝置是石油化工生產有機原料的基礎，是石油化工的龍頭，它的規(guī)模、產量、技術，標志著一個國家的石油化學工業(yè)的發(fā)展水平。乙烯生產裝置起源于1940年，美孚公司建成了第一套以煉廠氣為原料的乙烯生產裝置，開創(chuàng)了以乙烯裝置為中心的石油化工歷史，目前世界上乙烯生產的主要技術是管式爐蒸汽熱裂解和深冷分離流程。

  乙烯裝置主要由裂解和分離兩部分組成。管式裂解法可以分為魯姆斯裂解法、斯通-韋伯斯特裂解法、凱洛格裂解法、三菱油化裂解法、福斯特-惠勒裂解法和西拉斯裂解法等。分離部分根據分離形式可以分為順序分離法、前端脫乙烷、前端脫丙烷和漸進分離流程。

2. 乙烯裝置工藝流程簡介

 乙烯裝置的基本組成單元為：裂解爐單元、急冷單元、裂解氣壓縮單元、深冷分離單元、脫甲烷單元、脫乙烷與乙烯精制單元、乙烯產品外送單元、脫丙烷與丙烯精制單元、脫丁烷單元、脫戊烷單元、火炬單元、制冷壓縮單元和污水處理單元。各單元作用介紹如下。

  ①. 裂解爐單元。原料油與稀釋蒸汽按比例混合，進入裂解爐發(fā)生高溫斷鏈反應，生成氫氣、甲烷、乙烯丙烯、碳四等目的產物，同時副產超高壓蒸汽，屬高溫單元。

  ②. 急冷單元。裂解氣在此單元先后經油洗、水洗，溫度降低至40℃，同時將較重組分如渣油、重汽油分離出來。

  ③. 裂解氣壓縮單元。利用超高壓蒸汽作動力驅動汽輪機將裂解氣升壓，分離其中較重組成，減少進入冷箱系統(tǒng)的物料量，同時將裂解過程中產生的酸性氣體用堿中和脫除。過程中產生廢堿、含硫污水。

  ④. 深冷分離單元。將壓縮后的裂解氣干燥后，依次降溫最終達到氫氣的分離。利用鎳基催化劑將氫氣中的雜質脫除。

  ⑤. 脫甲烷單元。進行甲烷與碳二以上組分的切割。

  ⑥. 脫乙烷與乙烯精餾單元。進行碳二與碳三以上組分的切割，并將碳二在鈀系催化劑作用下選擇加氫，使乙炔加氫生成乙烯，分離乙烯與乙烷，乙烷循環(huán)裂解。

  ⑦. 乙烯產品外送單元。進行乙烯儲存和汽化外送，為下游裝置提供不同壓力等級的氣相乙烯。

  ⑧. 脫丙烷與丙烯精制單元。進行碳三與碳四以上組分的切割，并將碳三在催化劑作用下選擇加氫，使MAPD加氫生成丙烯，分離丙烯與丙烷，丙烯送下游加工，丙烷循環(huán)裂解或外送。

  ⑨. 脫丁烷單元。進行碳四與碳五以上組分的切割。

  ⑩. 脫戊烷單元。將碳五與汽油分離，碳五送制苯抽提。

  ?. 火炬單元。提供可燃氣體安全排放燃燒或回收，是事故狀態(tài)下的安全防護措施。

  ?. 制冷壓縮單元。為裂解氣順序分離提供不同等級的冷劑，是乙烯裝置的心臟部位。

  ?. 污水處理單元。預處理裝置產生的廢堿等污水，間斷處理，有劇毒物料。

順序分離流程如圖5-105所示。

  ①. 從界區(qū)外來的HGO、石腦油、加氫尾油原料分別儲存在進料罐，原料經過泵加壓后，用急冷水預熱送至裂解爐。經預熱后裂解原料進入裂解爐對流段原料預熱段預熱后與稀釋蒸汽按比例混合后，經裂解爐混合預熱段預熱至起始反應溫度（即橫跨溫度），進入裂解爐輻射段進行裂解。裂解氣先進人廢熱鍋爐盡快冷卻以防止二次反應的發(fā)生，并回收裂解氣的顯熱，然后進入急冷器用急冷油進一步冷卻后送入汽油分餾塔。

  ②. 裂解氣在汽油分餾塔中用循環(huán)急冷油進一步冷卻，重組分通過塔釜采出作為裂解燃料油（PFO）產品，較輕的組分通過側線采出作為裂解柴油（PGO）產品，裂解汽油和更輕的組分在塔頂以氣相采出。急冷油帶走的熱量經過稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、工藝水汽提塔再沸器、對去工藝水汽提塔及稀釋蒸汽發(fā)生器的工藝水加熱進行回收。

  ③. 急冷水塔塔頂汽相經帶有段間冷卻和分離的五段裂解氣壓縮機壓縮。裂解氣壓縮機五段出口裂解氣經冷卻水、丙烯冷劑和脫乙烷塔進料激冷后進入裂解氣干燥器。過程中分離的汽油送出界區(qū)，凝液汽提塔釜出料送至脫丙烷系統(tǒng)。在三段和四段之間，裂解氣經過堿洗除去H2S和CO2。

  ④. 裂解氣經過脫水干燥，進入冷箱，依次經丙烯冷劑、乙烯冷劑、甲烷節(jié)流降溫冷凝分離，最終氣相降溫至-165℃從低壓甲烷中分離出氫氣，氫氣經甲烷化精制后提供給乙炔、丙炔加氫用。

  ⑤. 低壓脫甲烷塔接收深冷分離單元來的各股液體進料，塔頂用二元冷劑部分冷凝，分離出的高壓甲烷產品在冷箱中回收冷量后去再生氣、燃料氣系統(tǒng)，中壓甲烷產品去燃料氣系統(tǒng)。塔釜物料經塔釜泵加壓后依次經回收冷量至作為脫乙烷塔進料。塔釜再沸器用-37℃裂解氣和二元冷劑作為熱源。

  ⑥. 脫乙烷塔進行碳二與碳三以上組分的切割分離。塔釜再沸器采用來至急冷水塔的急冷水加熱，釜液經冷卻水換熱器和脫砷反應器去高壓脫丙烷塔，塔頂氣體經-24℃丙烯冷劑部分冷凝，氣體去乙炔轉化器。加氫后的氣體經冷卻后經綠油吸收塔、乙烯干燥器進入乙烯精餾塔，由側線采出液態(tài)乙烯產品送入乙烯產品儲罐，塔釜乙烷循環(huán)裂解。

  ⑦. 乙烯產品經乙烯泵送出，用氣體丙烯加熱蒸發(fā)、液體丙烯過熱，然后以氣相產品送出界區(qū)。

  ⑧. 脫丙烷塔系統(tǒng)采用雙塔脫丙烷，一個加氫催化劑的高壓脫丙烷塔和一個低壓脫丙烷塔組成。首先經過碳三脫砷保護床脫除砷。而后用干燥后的氫氣進入在塔上部的催化劑床層中與碳三中的MAPD反應，將甲基乙炔和丙二烯加氫為丙烯。將碳三餾分精制分離，聚合級丙烯產品液相送出，丙烷循環(huán)裂解或作為液化氣外送。低壓塔釜將碳四以上餾分送至脫丁烷塔。

  ⑨. 脫丁烷塔系統(tǒng)采用兩個并聯的塔操作，塔頂物料一部分作回流，一部分作為碳四產品送出界區(qū)。塔釜物料一部分去脫戊烷塔，另一部分直接作為裂解汽油送出界區(qū)。脫丁烷塔塔釜來的物料進入脫戊烷塔，塔頂氣相經冷凝后作為碳五產品送出界區(qū)。塔釜液則作為裂解汽油送至界區(qū)。

  ⑩. 火炬系統(tǒng)分為第一火炬系統(tǒng)、第二火炬系統(tǒng)和火炬氣回收系統(tǒng)。用以將正常時的低壓甲烷排放和無組織泄漏物安全燃燒，并將工藝紊亂時的安全排放燃燒?；鹁骖^上有三股中壓蒸汽，其目的是為了保護火炬頭、消煙和助燃。在裝置操作穩(wěn)定，提高排放系統(tǒng)的壓力，投用火炬氣回收壓縮機，回收火炬氣、燃料氣系統(tǒng)。

  ?. 制冷壓縮機由丙烯制冷壓縮機、乙烯制冷壓縮機和二元制冷壓縮機構成，其中乙烯機和丙烯機構成復疊式制冷，為分離過程中裂解氣等提供多種等級的冷劑。本單元是乙烯裝置的心臟，一旦停車，系統(tǒng)無法正常運行。

  ?. 將裂解氣壓縮單元中堿洗的廢堿和含硫污水利用二氧化碳中和處理，使之合格排放，減少環(huán)境污染。

3. 在國外執(zhí)行的某工程乙烯裝置布置典型實例（圖5-106）

   圖5-106 在國外執(zhí)行的某工程乙烯裝置布置典型實例