一、裝置簡介

  我國乙烯工業起步于20世紀60年代，最早是1964年從原聯邦德國引進的魯奇公司的原油裂解技術及年產3.6萬噸乙烯裝置。20世紀70年代先后建成了年產30萬噸、11.5萬噸和7.3萬噸的三套乙烯裝置，分別由日本東洋工程公司、三菱油化公司及法國石油研究院和貝西姆公司引進，專利技術分別來自美國魯姆斯公司、日本三菱油化及法國石油研究院。21世紀后，年產百萬噸的乙烯裝置在我國大量建成投產。煉化一體化工廠原料互供示意圖見圖2.12。

  現以裂解技術為主體對乙烯裝置進行簡單介紹。根據裂解方式的不同，乙烯生產分為管式爐裂解法、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品。通過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。目前國內的大部分乙烯裝置采用的分離技術都是深冷分離法。基本分離流程有順序分離、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。

  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、典型乙烯裂解裝置的工藝及特點

  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部分，即裂解系統、壓縮及干燥系統、乙烯分離系統和丙烯分離系統。

1. 裂解系統 

   裂解系統是指裂解爐區及高壓蒸汽發生系統，其工藝流程示意圖如圖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。

   輕柴油和乙烷經加熱裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯及其他副產品混合的裂解氣。裂解氣由裂解爐出來后直接進入廢熱鍋爐，迅速冷卻，同時產生高壓蒸汽。由開工鍋爐給水泵過來的高壓鍋爐給水經蒸汽過熱爐、裂解爐對流段加熱后，進入廢熱鍋爐汽包，產生的高壓蒸汽再經蒸汽過熱爐過熱至520℃后送入透平和工藝設備。混合裂解氣進入急冷器，用急冷油進行冷卻。之后又經過油氣塔、水洗塔進一步冷卻。水洗塔頂部出來的裂解氣被送入裂解氣壓縮機進行壓縮。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 

   裂解氣進入五段離心式裂解氣壓縮機，在三段出口至四段入口間進入堿洗塔，經堿洗脫除硫化氫和二氧化碳。經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行深冷分離。經過壓縮后的裂解氣首先進入干燥器進行干燥，然后進入乙烯分離系統。

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、乙烯裂解裝置的工藝特點

  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、乙烯裂解裝置的配管設計

  主要是對裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機等設備的配管設計。