乙烯裝置的典型流程和比較

1、乙烯裝置的典型流程和比較第一節(jié)順序分離流程今舉一流程加以說明，原料為烷烴、石腦油及輕柴油和減壓柴油均可。但本流程所列舉的數(shù)據(jù)，是以c2、c3/c4、c5以上飽和烴和石腦油為原料。一、裂解和急冷從罐區(qū)來的液體原料經(jīng)急冷水預(yù)熱后進(jìn)入裂解爐，見圖11。循環(huán)乙烷在深冷系統(tǒng)中被裂解氣蒸發(fā)，在冷箱中用丙烯冷劑再加熱，然后與新鮮乙烷原料混合。原料在進(jìn)入裂解爐前用急冷水預(yù)熱、熱水加熱，再在對(duì)流段最上端盤管中預(yù)熱，加入稀釋蒸汽（乙烷與稀釋蒸汽質(zhì)量比為0.3），并注入微量cs2，以防爐管管壁催化效應(yīng)和爐管滲碳。對(duì)于稀釋蒸汽在流量控制下，加到總的裂解爐進(jìn)料中去。烴和蒸汽的混合物再返回對(duì)流段，在進(jìn)入輻射段之前進(jìn)一步預(yù)

2、熱。四組輻射段爐管出口在爐膛內(nèi)兩組相連后，進(jìn)到每臺(tái)裂解爐的兩臺(tái)急冷鍋爐（tle）中。每臺(tái)裂解爐的tle，均連接到一個(gè)共用汽包上的熱虹吸系統(tǒng)，產(chǎn)生12.4mpa蒸汽，進(jìn)入每個(gè)汽包的鍋爐給水，用急冷油和對(duì)流段的煙道氣預(yù)熱。蒸汽在tle中產(chǎn)生，并在裂解爐對(duì)流段的盤管中過熱到520，過熱器出口溫度由鍋爐給水注入量（注入到部分過熱蒸汽中）來控制。調(diào)節(jié)溫度之后，蒸汽返回到對(duì)流段，以過熱到需要的溫度。設(shè)計(jì)的裂解爐熱效率約為95%（低熱值）。燃料燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)是側(cè)壁燒嘴或底部燒嘴，既可燒富氫燃料以可燒富甲烷燃料。通常的燃料為氫氣和甲烷的混合物，大約總熱量的40%來自底部燒嘴，其余由側(cè)壁燒嘴來平衡。在急冷區(qū)，經(jīng)常

3、引起設(shè)備腐蝕，大部分是在與水接觸的金屬表面上產(chǎn)生的，其原因是水里溶解著硫化氫、氯化氫、碳酸氣，較低分子量的環(huán)烷烴酸和脂肪酸或者苯酚等的腐蝕性物質(zhì)和酸性物質(zhì)。腐蝕性物質(zhì)和酸性物質(zhì)，是在熱裂解反應(yīng)管上生成的，經(jīng)過分析判明是甲酸（hcooh）、乙酸（ch3cooh）、苯酚（c6h5oh）、丙烯酸（ch2chcooh）、丙酸（c2h5cooh）和環(huán)烷酸，在冷凝稀釋蒸汽中一般含量為百萬分之幾至百萬分之幾十。硫化氫（h2s）、碳酸氣（co2）這些物質(zhì)是在熱裂解階段生成的，無法防止，一般采用中和和注入防腐劑來防止腐蝕。從各tle出來的裂解物料匯入一條總管中，經(jīng)油急冷后送到汽油分餾塔。在汽油分餾塔中，裂解氣被

4、進(jìn)一步冷卻，裂解然料油從塔底抽出并送往汽提塔，汽油和較輕組分從塔頂蒸出。從裂解氣中回收的熱量，經(jīng)過一個(gè)急冷油循環(huán)系統(tǒng)用于產(chǎn)生稀釋蒸汽。汽油分餾塔采用在急冷塔中冷凝的汽油作回流。配備一個(gè)粘度控制系統(tǒng)，以維持循環(huán)急冷油的粘度在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)。汽油分餾塔底溫度設(shè)計(jì)控制在185，低于預(yù)期的粘度控制溫度。從乙烷裂解爐出來的物料，在一個(gè)獨(dú)立的油急冷器中與一部分循環(huán)的急冷油接觸，匯合后物流送往粘度控制罐。罐頂餾分與來自其它裂解爐的全部物流混合，一起經(jīng)油急冷，再到汽油分餾塔。裂解燃料油汽提塔底物也送往粘度控制罐，底部抽出的重燃料油，用急冷水冷卻并送往界區(qū)外。來自汽油分餾塔的塔頂氣體與急冷塔中再循環(huán)的水直接

5、逆流接觸，被冷卻并部分冷凝。來自急冷塔的循環(huán)熱水向一些工藝單元提供低位熱能，如以c4原料蒸發(fā)器、裂解氣加熱器、脫乙烷塔再沸器、脫丙烷塔中間再沸器、丙烯精餾塔再沸器和甲烷汽提塔再沸器。急冷水經(jīng)冷卻水和預(yù)熱裂解爐進(jìn)料進(jìn)一步冷卻。急冷塔頂氣體溫度為40、壓力為0.04mpa（表），送往裂解氣壓縮機(jī)。在急冷塔冷凝的汽油，從塔底的循環(huán)急冷水和冷凝的稀釋蒸汽中分離出來，一部分冷凝的烴類作為回流返回汽油分餾塔，其余部分與來自壓縮系統(tǒng)的烴冷凝物一起在汽油汽提塔中被穩(wěn)定處理。穩(wěn)定后的烴類同脫丁烷塔底物料匯合，送往裂解汽油加氫裝置。在急冷系統(tǒng)中冷凝的稀釋蒸汽在送往工藝水汽提塔之前先預(yù)熱，在汽提塔中用直接蒸汽和再沸

6、器中產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行汽提，以脫除酸性氣和易揮發(fā)的烴。為了防止工藝水汽提塔產(chǎn)生泡沫，可加入消泡劑，如nalco71d5，其含量約為20106。干凈的工藝水在稀釋蒸汽發(fā)生器中被中壓蒸汽和急冷油汽化，產(chǎn)生的蒸汽在作為裂解爐的稀釋蒸汽再次使用以前，要用中壓蒸汽過熱。工藝水汽提塔頂蒸汽在返回急冷塔之前，預(yù)熱汽提塔的進(jìn)料。為了防止腐蝕，在工藝水汽提塔頂部和進(jìn)料中，可分別加入3%（質(zhì)量）氨水使其含量最高為200106（最大），5%（質(zhì)量）naoh使其含量為（50100）106，急冷水泵入口可加入5%（質(zhì)量）naoh使其含量為（01.5）106。二、裂解氣壓縮、干燥、冷凝液汽提和廢堿處理急冷塔頂氣體在五段離心式

7、壓縮機(jī)中從0.034 mpa（表）壓縮到3.7 mpa（表），見流程圖12，段間冷卻到38，在第三段和第四段之間，裂解氣用堿洗處理脫除酸性氣體。五段出口裂解氣用水冷卻后進(jìn)苯洗塔，在苯洗塔中脫除苯，使其含量達(dá)到2106以下，以防止在深冷系統(tǒng)的溫度下凍結(jié)。除苯后的裂解氣經(jīng)丙烯和脫乙烷塔進(jìn)料冷卻到15后進(jìn)裂解氣干燥器，干燥后送往脫甲烷系統(tǒng)。來自堿洗塔的廢堿先用汽油洗滌，然后存于貯罐中，并送往氧化反應(yīng)器。在氧化反應(yīng)器中廢堿同空氣混合，廢堿中的na2s在較高的壓力（大約3 mpa）和溫度（180）下，發(fā)生下列放熱氧化反應(yīng)。na2s2o2na2so4高壓蒸汽通入反應(yīng)器中，以維持反應(yīng)溫度，補(bǔ)充反應(yīng)熱。反應(yīng)后

8、的物流從反應(yīng)器頂部出來進(jìn)入洗滌塔，塔中的富氮惰性氣體放空，塔底液體用泵送出經(jīng)水冷，一部分去下一步處理設(shè)施，其余的循環(huán)返回廢堿洗滌塔頂部。五段吸入罐的烴類液體送到冷凝液汽提塔，液體被用蒸汽加熱的再沸器產(chǎn)生的蒸氣汽提，去掉乙烷和較輕的組分。塔頂餾出物返回到四段吸入罐，塔底物料冷卻后送脫丙烷塔。三段排出罐的凝液先送回三段吸入罐，然后再到汽油汽提塔。二段凝液一部分也可送到急冷水塔，以便在所有操作方式下都可以向汽油分餾塔提供回流，冷凝水返回到急冷塔。三、裂解氣深冷裂解氣經(jīng)干燥后，使其露點(diǎn)達(dá)到55，以防低溫下結(jié)冰。然后逐步冷卻到大約72。從脫甲烷塔第一分離罐出來的冷凝液分成兩股，一股經(jīng)自身換熱，另一股與1

9、01的乙烯冷劑換熱分別送到脫甲烷塔。從第一分離罐出來的裂解氣用尾氣和最冷級(jí)位的乙烯冷劑冷到98。第二分離罐分離出的凝液直接送到脫甲烷塔，氣相在同一換熱器上用含氫和甲烷的尾氣及液態(tài)循環(huán)物料的蒸發(fā)來深度冷卻，然后送到第三分離罐。第三分離罐出來的液體被氣化以供脫甲烷塔頂冷凝器的回流，罐頂?shù)牟糠治锪鹘?jīng)渦輪機(jī)膨脹的內(nèi)膨脹達(dá)到較低的壓力，為脫甲烷塔頂冷凝器進(jìn)一步提供冷量，而另一部分物流被進(jìn)一步提純，以提供氫氣，供裝置內(nèi)部和輸出之用。氫氣在絕熱式熱交換系統(tǒng)中提純，這個(gè)系統(tǒng)中需要的冷量通過焦耳湯姆遜系統(tǒng)中的液體甲烷的膨脹獲得。焦耳湯姆遜膨脹產(chǎn)生的兩股富甲烷液體在燃料氣的壓力下蒸發(fā)和再加熱，產(chǎn)生一股摩爾分?jǐn)?shù)為9

10、5%的富氫氣體。這股氫氣經(jīng)再加熱、甲烷化，而后在分子篩干燥系統(tǒng)中被干燥，產(chǎn)生的氫氣用于乙炔轉(zhuǎn)化、丙炔和丙二烯轉(zhuǎn)化、裂解汽油加氫和輸出。輸出氫氣中的一小部分用往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮到3.92 mpa（表）供聚乙烯和聚丙烯工廠使用。四、脫甲烷塔系統(tǒng)裂解氣深冷系統(tǒng)出來的物料送到脫甲烷塔，操作壓力約為0.54 mpa（表），以便節(jié)省能量。脫甲烷塔的液體再沸是用裂解氣在塔釜再沸器和中間再沸器加熱。塔底產(chǎn)物先分成兩股一股直接送往脫乙烷塔，另一股用裂解氣進(jìn)一步預(yù)熱后也送往脫乙烷塔，見圖13。在溫度較低區(qū)域內(nèi)（在60），為了防凍可注入甲醇，其注入量取決于水合物生成量的多少。脫甲烷塔回流罐頂部物流在深冷系統(tǒng)中重新加熱

11、之后，再用于干燥器再生，然后送往燃料系統(tǒng)。五、脫乙烷、乙炔加氫和乙烯精餾如上所述，脫甲烷塔底物流分成兩股進(jìn)脫乙烷塔。脫乙烷塔頂餾分，經(jīng)丙烯冷劑冷凝并提供回流，塔釜用急冷水再沸器，同時(shí)還有一臺(tái)低壓蒸汽加熱的備用再沸器，見圖14。脫乙烷塔頂產(chǎn)物經(jīng)選擇加氫使乙炔轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚁┖鸵彝槎幻摮?，加氫采用兩臺(tái)反應(yīng)器，其中一臺(tái)備用，以便在用過熱蒸汽和空氣混合物再生催化劑時(shí)，保持連續(xù)操作。脫乙烷塔頂物流加入氫氣后，用反應(yīng)器的流出物和低壓蒸汽預(yù)熱，預(yù)熱之后自上而下通過催化劑床層，溫升和加入進(jìn)料中的氫氣百分比成比例。為了防止反應(yīng)器溫度過高，提供了一套安全監(jiān)測器，以便在事故狀態(tài)時(shí)切斷氫氣。在催化劑床層之間裝有中間冷卻系

12、統(tǒng)，反應(yīng)器的流出物用水冷卻，并與反應(yīng)器的進(jìn)料換熱。反應(yīng)的副產(chǎn)物是稱作綠油的乙炔聚合物。乙烯精餾塔進(jìn)料需要干燥，主要是防止結(jié)冰。綠油對(duì)干燥不利，為除掉綠油，來自乙炔反應(yīng)器的冷卻后的流出物，與從乙烯精餾塔側(cè)驪采出的乙烯/乙烷液體在一個(gè)吸收塔中逆流接觸。綠油吸收塔底部物料返回到脫乙烷塔，含有綠油脫乙烷塔物料送往脫丙烷塔，并最終進(jìn)入粗裂解汽油。綠油吸收塔的氣體經(jīng)過分子篩干燥器送到乙烯精餾塔，干燥器有兩臺(tái)，一開一備。乙烯精餾塔有三臺(tái)底部再沸器和一臺(tái)再沸器，可以最大限度地回收冷量。中間再沸器用裂解氣和乙烯冷凍壓縮機(jī)排出的乙烯冷劑加熱，主再沸器由壓縮機(jī)排出的丙烯冷劑和乙烯冷劑加熱。該塔頂用40的丙烯冷劑冷凝

13、，從乙炔轉(zhuǎn)化器來的過剩氫氣返回裂解氣壓縮機(jī)，有一臺(tái)排放氣冷凝器可減少返回物流中的乙烯量。從乙烯精餾塔底部抽出的物料，用裂解氣蒸發(fā)。在冷箱中用丙烯冷劑進(jìn)一步加熱之后，送往裂解爐與界區(qū)外來的新鮮乙烷原料混合裂解。液態(tài)乙烯產(chǎn)品直接送往貯罐，從這個(gè)罐將產(chǎn)品用泵送出，液體乙烯在作為氣體產(chǎn)品送出界區(qū)之前用丙烯冷劑蒸發(fā)和過熱。六、脫丙烷和脫丁烷本工序的目的是為了把脫乙烷塔底物料，和凝液汽提塔底物料中的c3和c4及更重組分分離開，見圖15。凝液汽提塔底物料和脫乙烷塔底物料是脫丙烷塔主要進(jìn)料。脫丙烷塔分成兩個(gè)塔，每個(gè)塔的操作壓力不同。產(chǎn)生大部分c3餾分的脫乙烷塔底物料被送至一號(hào)脫丙烷塔，塔的操作壓力正好可使用冷

14、卻水全部冷凝塔頂蒸汽，一部分蒸餾物作為塔的回流，另一部分送到丙炔、丙二烯轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，中間再沸器的熱量靠急冷水提供，底部再沸器熱量由低壓蒸汽提供。一號(hào)脫丙烷塔底物料送到二號(hào)脫丙烷塔，塔頂氣體用丙烯冷劑冷凝，中間再沸器的熱量由急冷水提供，底部再沸器熱量由低壓蒸汽提供。二號(hào)脫丙烷塔的塔頂液體產(chǎn)品，在返回一號(hào)脫丙烷塔底以前，用一號(hào)塔底物料預(yù)熱。含有c4餾分和更重組份的二號(hào)塔底物料用泵送到脫丁烷塔。為了防止聚合，可以在二號(hào)脫丙烷塔進(jìn)料中加入阻聚劑。脫丁烷塔用冷卻水作為回流冷凝介質(zhì)，再沸器用低壓蒸汽加熱。塔頂混合碳四液體產(chǎn)品送往貯罐，塔底物料與來自汽油汽提塔的汽油混合，在用冷卻水冷卻之后，送到裂解汽油加氫裝

15、置。七、丙二烯、丙炔加氫和丙烯分餾在這一工序中，包括脫除物流中含有的丙二烯、丙炔反應(yīng)生成丙烷和丙烯，以及汽提出過剩氫氣和甲烷的設(shè)施。脫丙烷塔頂物料由泵送到丙二烯、丙炔轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，中間要經(jīng)過分子篩干燥器脫除殘余的水分。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)由三臺(tái)設(shè)備組成，兩臺(tái)在線，一臺(tái)備用，這樣反應(yīng)器再生時(shí)可連續(xù)操作。反應(yīng)器流出物進(jìn)入汽提塔，從該c3產(chǎn)品中汽提掉過剩的氫和甲烷。汽提塔頂物用冷卻水冷凝并送到回流罐。為了減少返回裂解氣壓縮機(jī)的排放氣中的丙烯損失，提供了一臺(tái)排放氣冷凝器。汽提塔底的物料進(jìn)入丙烯分餾塔。一部分來自回流罐的液體進(jìn)行再循環(huán)，以稀釋轉(zhuǎn)化器進(jìn)料。轉(zhuǎn)化器進(jìn)料中丙二烯、丙炔濃度低，可減小溫升和轉(zhuǎn)化器內(nèi)丙烯的蒸發(fā)。丙

16、烯分餾塔系統(tǒng)把進(jìn)料分離成塔頂?shù)木酆霞?jí)丙烯產(chǎn)品和塔底的丙烷產(chǎn)品，塔在選定的壓力下操作，以便回流可用冷卻水冷凝。分餾塔再沸器的熱量由循環(huán)急冷水和低壓蒸汽提供。聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品用泵送到界區(qū)外。丙烷返回裂解爐與新鮮丙烷一起去裂解。八、丙烯制冷丙烯制冷系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)多級(jí)壓縮、多級(jí)節(jié)流的循環(huán)系統(tǒng)，使用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)。該系統(tǒng)提供四個(gè)制冷級(jí)位，即40、24、7、15，還有一個(gè)級(jí)位是1，用來蒸發(fā)乙烯產(chǎn)品。壓縮機(jī)排出氣用冷卻水冷凝，其制冷級(jí)別，根據(jù)用戶的要求，可以分為不同的溫度等級(jí)，見圖16。九、乙烯制冷該系統(tǒng)為多級(jí)壓縮、多級(jí)節(jié)流的封閉循環(huán)系統(tǒng)，并與丙烯制冷系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)疊式制冷系統(tǒng)。乙烯制冷系統(tǒng)提供了三個(gè)制冷級(jí)

17、位，即101、75、63，為封閉式三級(jí)制冷，用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)。壓縮機(jī)排出氣先用冷卻水冷卻，然后用丙烯冷劑部分地降低其過熱度。當(dāng)排出氣通過乙烯分餾塔再沸器時(shí)，進(jìn)一步降溫，并在乙烯分餾塔中間再沸器中冷凝，備有一臺(tái)采用丙烯冷劑的開工冷凝器，見圖17。以上介紹的順序分離流程為魯姆斯前端低壓脫甲烷流程（80年代采用的）。隨著技術(shù)的發(fā)展，新的技術(shù)被進(jìn)一步采用，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：急冷系統(tǒng)粘度控制采用乙烷裂解tle出口流出物（未注急冷油）作為汽提介質(zhì)。低壓丙烯精餾與丙烯制冷組成開式熱泵。c3液相加氫采用催化精餾，見圖18。裂解爐采用srt型爐。采用ch4、c2h4二元混合制冷。除了魯姆斯公司采用

18、順序流程外，美國凱洛格公司也采用順序分離流程。其流程特點(diǎn)為采用毫秒爐、前端高壓脫甲烷、后端乙炔加氫，見圖19。第二節(jié)前脫乙烷流程爐區(qū)和急冷區(qū)流程與順序流程基本相同。前脫乙烷流程系裂解氣經(jīng)五段壓縮后，先把比c2輕的餾分和比c3重的餾分分開，然后分別進(jìn)行分離得甲烷、氫、乙烯、丙烯等產(chǎn)品。脫炔一般采用前加氫，此法適用于含有較大量c3的氣體。采用此流程的代表性技術(shù)是林德法，見圖110。它按脫甲烷塔操作壓力的不同分為高壓法（操作壓力3.35 mpa）和低壓法（操作壓力1.18 mpa）兩種。一、低壓法如圖111所示，裂解氣經(jīng)三段壓縮后，用8%堿液脫酸性氣體，再進(jìn)入壓縮機(jī)四、五段，其次用乙二醇脫水干燥，然

19、后用丙烯制冷劑進(jìn)行逐級(jí)冷卻后，送入脫乙烷塔。脫乙烷塔在3.17 mpa壓力下操作，塔釜溫度在10以上。塔頂出來的c2餾分送入管式加氫反應(yīng)器，在鈀系催化劑存在下進(jìn)行選擇加氫脫炔，再經(jīng)脫水干燥后，進(jìn)入冷箱系統(tǒng)。在乙烯冷劑和節(jié)流膨脹制冷下，可得90%的富氫氣，凝液進(jìn)入脫甲烷塔。脫甲烷塔的操作壓力為1.18 mpa，由于操作壓力較低，故需要增加甲烷制冷壓縮機(jī)或者蒸發(fā)富甲烷冷凝物（此冷凝物然后必須循環(huán)至壓縮機(jī)），以補(bǔ)償?shù)蛪好摷淄樗敿s120的溫度要求。脫丙烷塔頂分出c3餾分，并進(jìn)入c3管式加氫反應(yīng)器除去丙二烯和丙炔。加氫后的氣體用c3烴洗滌綠油，干燥后送入丙烯塔。丙烯塔分上下兩塔，上塔操作壓力為1.17

20、 mpa，下塔操作壓力為2.45mpa，比采用一個(gè)塔（塔壓為1.77 mpa）精餾丙烯，可節(jié)省一半的冷量。二、高壓法林德公司提出了高壓脫甲烷和增設(shè)提濃塔的工藝流程（如圖112），高壓脫甲烷塔的操作壓力較高，約3.3 mpa。從各種制冷步驟分出的冷凝物與提濃塔底產(chǎn)物一起送至脫甲烷塔，部分回流用做氣相提濃塔的冷卻介質(zhì)。冷甲烷產(chǎn)物的冷量盡可能在脫甲烷塔頂加以回收，這樣乙烯損失相當(dāng)?shù)?。高壓法與低壓法的比較，如表11所示，三機(jī)總功率消耗減少7%，投資節(jié)省5.5%。近年來，魯姆斯公司通過改進(jìn)、推斷和計(jì)算，認(rèn)為低壓法節(jié)能約2600kw（300kt/年裝置）。表11乙烯裝置脫甲烷工藝比較低壓法（壓縮段間間接冷

21、卻）高壓法（壓縮段間用直接水洗冷卻）氫產(chǎn)品90%（摩爾）甲烷產(chǎn)品甲烷產(chǎn)物中乙烯損失脫甲烷塔壓力裂解氣壓縮機(jī)乙烯壓縮機(jī)丙烯壓縮機(jī)三機(jī)總輸入32100nm/h47900 nm/h670 nm/h1.2 mpa42000kw17000kw9200kw68000kw26900 nm/h52500 nm/h350 nm/h3.35 mpa35000kw17000kw11000kw63000kw第三節(jié)前脫丙烷流程前脫丙烷流程系裂解氣經(jīng)三段壓縮后，先把比c3較輕的餾分（c3）和比c4較重的餾分（c4）分開，使c4不再進(jìn)入壓縮機(jī)高壓段和精餾分離系統(tǒng)，然后再從c3輕組分中依次分出甲烷、氫、乙烯、丙烯等產(chǎn)品。脫炔

22、一般采用前加氫，此法適用于含有較大量c4的氣體（如以柴油等含硫量高的重質(zhì)烴作裂解原料）。圖113為三菱油化法前脫丙烷流程。例如，某裝置用煤柴油餾分作原料，相對(duì)密度在0.82以下，餾程為180345，族組成中石蠟烴在56%（質(zhì)）以上、芳香烴在20%（質(zhì)）以下，主要產(chǎn)品為純度在99.9%以上的聚合級(jí)乙烯、純度為93%以上的化學(xué)級(jí)丙烯以及芳烴抽提的原料（加氫汽油）等。一、裂解有五臺(tái)煤柴油裂解爐、一臺(tái)乙烷爐，清焦周期40天，每臺(tái)爐年平均運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)為315天，一臺(tái)爐燒焦時(shí)，另四臺(tái)爐負(fù)荷提到107%。煤柴油餾分經(jīng)預(yù)熱到160送入裂解爐，在對(duì)流管出口溫度為530時(shí)進(jìn)入輻射管，爐出口溫度控制為765，裂解氣經(jīng)急

23、冷熱交換器急冷到530，進(jìn)入淬冷器。淬冷器出口溫度為195，淬冷后的裂解氣進(jìn)入汽油分餾塔，塔底溫度控制為190，塔頂溫度為102。從塔中段抽出中段油循環(huán)，塔底急冷油抽出經(jīng)換熱發(fā)生稀釋蒸汽后到淬冷器循環(huán)。塔頂油、氣經(jīng)冷卻進(jìn)入油水分離器，氣相至分離系統(tǒng)，汽油至汽油加氫系統(tǒng)，罐底工藝水循環(huán)發(fā)生稀釋蒸汽。急冷熱交換器產(chǎn)生8.35 mpa超高壓蒸汽，經(jīng)蒸汽過熱爐過熱到470，與高壓鍋爐發(fā)生的8.35 mpa蒸汽匯合后驅(qū)動(dòng)主汽輪機(jī)。二、分離裂解氣在壓縮機(jī)升壓到1.17 mpa后，經(jīng)堿洗塔、干燥器至脫丙烷塔，從塔頂分出c1、c2、c3，再至工藝氣壓縮機(jī)升到3.33 mpa進(jìn)入深冷系統(tǒng)。脫甲烷塔底物料進(jìn)入脫乙

24、烷塔，其塔頂?shù)臍庀嘟?jīng)乙炔加氫至乙烯精餾塔分出乙烯和乙烷，塔底的c3餾分氣化經(jīng)丙炔加氫后至丙烯精餾塔，分出丙烯及c3液化氣。脫丙烷塔底物料進(jìn)入脫丁烷塔，其塔頂分出c4，塔底液相并入裂解汽油。采用前脫丙烷流程的公司較多，主要有斯通-韋伯斯特（sw）公司和布朗路特（brownnoot）公司。不過這兩家公司的流程仍有區(qū)別：（sw）公司采用前端乙炔加氫、后端丙炔加氫，脫甲烷系統(tǒng)采用ars技術(shù)；布朗路特公司則采用前端乙炔、丙炔加氫。這兩家公司的乙烯精餾塔均與乙烯制冷系統(tǒng)構(gòu)成開式熱泵。由于布朗路特公司的前脫丙烷流程投資較低，將在低投資流程中作進(jìn)一步介紹。下面就斯通-韋伯斯特公司的前脫丙烷、帶ars的乙烯流程

25、作一簡單介紹；其流程示意圖見圖114圖116。裂解爐為usc型超選擇性裂解爐。從裂解爐急冷鍋爐出來的裂解氣經(jīng)急冷油冷卻后進(jìn)入汽油分餾塔，經(jīng)水急冷后進(jìn)入壓縮機(jī)一段吸入罐，裂解氣經(jīng)四段壓縮機(jī)出口后入堿洗塔，經(jīng)高壓脫丙烷塔脫去c3、c4及其以下餾分，入壓縮機(jī)五段，經(jīng)進(jìn)一步壓縮后進(jìn)行乙炔加氫，之后經(jīng)ars系統(tǒng)脫除甲烷，第一脫甲烷塔塔底餾出物進(jìn)脫乙烷塔，來自第二脫甲烷塔塔底及脫乙烷塔塔頂餾出物進(jìn)入乙烯精餾塔分離出乙烯產(chǎn)品。來自低壓脫丙烷塔塔頂及脫乙烷塔塔底餾出物，經(jīng)碳三加氫后，進(jìn)入丙烯精餾塔分離出丙烯產(chǎn)品。低壓脫丙烷塔底餾出物去脫丁烷塔分離出c4產(chǎn)品及裂解汽油。第三節(jié)低投資分離流程布朗路特公司在60年代

26、就建有低投資的乙烯裝置，但其能耗高。由于能源價(jià)格上漲，因此在80年代設(shè)計(jì)的乙烯裝置都是非常節(jié)能的。但這些裝置的投資也變得稍高了，不過增加的投資可通過所節(jié)省的能耗得到補(bǔ)償。然而，80年代初出現(xiàn)了一種新趨勢，原油價(jià)格疲軟，能源價(jià)格的上升遠(yuǎn)低于人們預(yù)期的高度，并且市場上廉價(jià)乙烯充斥市場。之后，布朗路特公司確定了今后乙烯工藝技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)及乙烯裝置設(shè)計(jì)原則：低投資；低能耗；維護(hù)簡便；性能經(jīng)過驗(yàn)證；易于操作?？傊?，布朗路特公司的乙烯技術(shù)是以低投資為其特點(diǎn)的，根據(jù)原料不同有前脫乙烷和前脫丙烷兩種流程。一、低投資前脫乙烷流程此流程只適合于以乙烷為原料的情況，其流程示意圖見圖117、圖118。乙烷和循環(huán)乙烷在

27、裂解爐中裂解。爐子出料先在廢熱急冷鍋爐冷卻，然后在水洗塔直接急冷。廢熱急冷鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽用于驅(qū)動(dòng)主要的壓縮機(jī)。裂解氣接著經(jīng)過壓縮，堿洗脫除酸性氣體，干燥，然后進(jìn)入分離段。分離順序依次為脫乙烷塔脫甲烷塔乙烯精餾塔。這個(gè)工藝有一獨(dú)特性能，就是三個(gè)塔都是利用“熱泵”原理在低壓下操作。其中脫乙烷塔和脫甲烷塔是利用裂解氣壓縮機(jī)組成“熱泵”，而乙烯精餾塔是利用乙烯冷凍壓縮機(jī)組成“熱泵”。經(jīng)過干燥后的裂解氣，先在低壓脫乙烷塔中脫乙烷。脫乙烷塔頂分餾出來的裂解氣中全部為c2以上輕餾分，進(jìn)入裂解氣壓縮機(jī)末段。壓縮機(jī)出口裂解氣進(jìn)入前加氫反應(yīng)器，在反應(yīng)器里乙炔被選擇性地脫除。加氫反應(yīng)器中不含乙炔的流出物，被部分

28、冷凝，提供脫乙烷塔的回流。脫乙烷塔頂未冷凝部分，則向前進(jìn)入脫甲烷塔和冷箱膨脹系統(tǒng)。這個(gè)設(shè)計(jì)采用了布朗路特公司的低壓脫甲烷系統(tǒng)。脫甲烷塔的操作與脫乙烷塔和冷箱系統(tǒng)相結(jié)合。從脫乙烷塔回流分離罐送來的脫乙烷塔頂氣體餾分，在進(jìn)入脫甲烷塔進(jìn)料分離罐之前，先在進(jìn)料冷凝器中逐級(jí)冷凝，然后進(jìn)入進(jìn)料分離罐。分離出來的液體，成為低壓脫甲烷塔進(jìn)料。脫甲烷塔是個(gè)再沸汽提塔，塔頂不設(shè)冷凝器，塔頂氣體循環(huán)到裂解氣壓縮機(jī)一個(gè)中間段。來自脫甲烷塔進(jìn)料分離罐的氣體，進(jìn)入冷箱系統(tǒng)，從冷箱系統(tǒng)回收的氫氣和甲烷送去做為燃料氣。在冷箱中通過自身制冷提供冷凍，并輔以布朗路特公司特有的膨脹機(jī)流程，來把乙烯回收和制冷回收同時(shí)到最大。來自脫甲

29、烷塔底不含乙炔的乙烷、乙烯餾分送到低壓乙烯精餾塔。乙烯精餾塔與乙烯制冷壓縮機(jī)組成一個(gè)熱泵系統(tǒng)，配合乙烯制冷系統(tǒng)而操作。乙烯產(chǎn)品可以從乙烯制冷系統(tǒng)幾個(gè)地方抽取出來，這樣做容許乙烯產(chǎn)品輸送出界區(qū)的條件有較大的彈性，同時(shí)把附加設(shè)備的需要減到最低。來自乙烯精餾塔底的乙烷在回收冷量后，全部循環(huán)到裂解爐去再進(jìn)行裂解。二、低投資前脫丙烷前加氫流程此流程適合液體原料，其流程示意圖見圖119。原料經(jīng)急冷油預(yù)熱后進(jìn)入裂解爐，在裂解爐對(duì)流段注入稀釋蒸汽以降低烴分壓，出裂解爐輻射段爐管的裂解氣經(jīng)二級(jí)急冷鍋爐冷卻后進(jìn)入油洗和水洗系統(tǒng)。急冷鍋爐中發(fā)生超高壓蒸汽以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的汽輪機(jī)。燃料油從油洗塔塔釜中被分離送出界區(qū)，水洗

30、塔塔釜液作為裂解汽油產(chǎn)品。水洗塔塔頂氣體進(jìn)入壓縮單元，三段出口堿洗，堿洗塔塔釜廢堿液以界區(qū)內(nèi)廢堿處理單元處理后送出界區(qū)，塔頂裂解氣經(jīng)干燥后進(jìn)入雙塔脫丙烷系統(tǒng)，低壓脫丙烷塔塔釜液進(jìn)入脫丁烷塔，脫丁烷塔頂混合c4送入丁二烯抽提裝置，塔釜物流和餾出物汽提塔塔釜液混合在一起作為裂解汽油產(chǎn)品。高壓脫丙烷塔塔頂裂解氣繼續(xù)進(jìn)入壓縮機(jī)四段，經(jīng)壓縮后進(jìn)入c2和c3加氫反應(yīng)器，然后經(jīng)干燥后進(jìn)入深冷系統(tǒng)，深冷系統(tǒng)由一系列冷箱和脫甲烷塔構(gòu)成，甲烷及其更輕組分從脫甲烷塔塔頂和冷箱中分出作為燃料氣進(jìn)入燃料系統(tǒng)。脫甲烷塔釜c2及其更重組分進(jìn)入脫乙烷塔，脫乙烷塔塔頂餾出物作為乙烯精餾塔進(jìn)料，乙烯精餾塔和乙烯制冷壓縮機(jī)構(gòu)成開式

31、熱泵系統(tǒng)，乙烯精餾塔塔頂乙烯產(chǎn)品經(jīng)乙烯制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)送出界區(qū)，塔釜乙烷返回裂解。脫乙烷塔塔釜碳三組分進(jìn)入丙烯精餾塔，丙烯產(chǎn)品從該塔塔頂流出后送出界區(qū)，塔底丙烷則返回裂解。分離用冷量由丙烯制冷壓縮機(jī)和乙烯制冷壓縮機(jī)提供。第四節(jié)漸進(jìn)分離流程德西尼布（technip）集團(tuán)公司開發(fā)的漸進(jìn)分離流程（稱為splitflow），是建立在嚴(yán)格的熱力學(xué)原理基礎(chǔ)上的一種具有自身特點(diǎn)的分離流程。漸進(jìn)分離流程前脫甲烷流程示意圖說明了其分離原理，見圖120。德西尼布集團(tuán)把上述分離概念與kti公司的裂解爐和熱區(qū)技術(shù)相結(jié)合，推出topkin技術(shù)，其流程示意圖見圖121至123。第五節(jié)油吸收分離流程布朗路特公司提出的新的溶劑

32、吸收和分離脫甲烷工藝，是對(duì)原有的油吸收進(jìn)行改進(jìn)，與前加氫和前脫丙烷結(jié)合起來，除去c4及其c4以上餾分之后，再進(jìn)行油吸收脫甲烷的流程，并且結(jié)合現(xiàn)代的低溫分離的優(yōu)點(diǎn)，這樣將對(duì)乙烯分離工藝作出較大的改進(jìn)，無論對(duì)新建乙烯裝置和老裝置的改擴(kuò)建都有深遠(yuǎn)的意義。其流程簡圖如圖124所示。油吸收脫甲烷系統(tǒng)主要由吸收塔、再生塔和乙烯回收系統(tǒng)組成。來自前脫丙烷和前加氫系統(tǒng)的部分裂解氣經(jīng)冷卻后進(jìn)入吸收塔。在該塔中用溶劑將c2及更重的組分吸收下來，自塔底送入再生塔中。在再生塔內(nèi)用塔釜的再沸器加熱使溶解的c2及更重組分與溶劑分離，解吸出來的c2及更重組分由再生塔頂進(jìn)入脫乙烷系統(tǒng)。塔底的溶劑經(jīng)冷卻后返回吸收塔重復(fù)使用，由

33、吸收塔頂出來的甲烷尾氣進(jìn)入乙烯回收系統(tǒng)。乙烯回收系統(tǒng)設(shè)有一小冷箱和甲烷膨脹壓縮機(jī)，用來回收尾氣中的乙烯，甲烷尾氣送入燃料系統(tǒng)，回收乙烯的物料返回到裂解氣壓縮機(jī)。解吸塔頂物流送入脫乙烷塔，脫乙烷塔塔頂物流進(jìn)入乙烯塔分離出乙烯產(chǎn)品和乙烷（返回到裂解爐裂解）。脫乙烷塔底部物流進(jìn)入丙烯塔分離出丙烯產(chǎn)品和丙烷。前脫丙烷塔底物流則進(jìn)入脫丁烷塔分離出混合碳四和裂解汽油。由于采用了前脫丙烷前加氫流程，c4炔烴在油吸收塔中不存在，所以其再生塔的結(jié)焦問題也不會(huì)產(chǎn)生。第七節(jié)六種分離流程的比較流程的比較涉及到多方面的問題，諸如裂解原料、工藝條件、設(shè)備的改進(jìn)，以至裝置規(guī)模等等，要進(jìn)行全面的分析和比較，不能單憑一項(xiàng)指標(biāo)，

34、而作絕對(duì)的肯定或否定。當(dāng)然，不能否認(rèn)，能量指標(biāo)是一項(xiàng)重要而關(guān)鍵性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。同樣，投資也是評(píng)價(jià)一種流程的一項(xiàng)重要指標(biāo)。此外，評(píng)價(jià)流程的其它內(nèi)容還有經(jīng)驗(yàn)、可操作性、彈性及穩(wěn)定性。不少公司對(duì)后加氫順序分離流程、前加氫前脫乙烷流程、前加氫前脫丙烷流程以及油吸收流程進(jìn)行了研究，普遍認(rèn)為順序分離流程熱力學(xué)效率較高（漸進(jìn)分離流程也是順序分離流程之一）?？偟膩碇v各種流程都具有其自己的優(yōu)點(diǎn)，下面分別對(duì)各流程進(jìn)行概括。一、順序分離流程采用順序分離流程的公司有魯姆斯公司和凱洛格公司，前者采用低壓脫甲烷流程，后者采用高壓脫甲烷流程。它們最新流程的技術(shù)特點(diǎn)如下：魯姆斯公司順序分離流程技術(shù)特點(diǎn)采用srt型裂解爐；五段裂

35、解氣壓縮，三段出口堿洗；順序分離前端低壓脫甲烷；后端加氫；雙塔雙壓脫丙烷；丙炔加氫采用催化精餾；低壓丙烯精餾，并與丙烯制冷機(jī)形成熱泵。凱洛格公司順序分離流程技術(shù)特點(diǎn)采用毫秒爐；五段裂解氣壓縮，四段出口堿洗；順序分離前端高壓脫甲烷；后端加氫；裂解氣壓縮機(jī)段間采用特殊結(jié)構(gòu)的一體化的段間換熱器和吸入罐。二、前端脫乙烷流程采用前端脫乙烷流程的公司有德國林德公司和美國布朗路特公司。前者對(duì)液體原料也采用前端脫乙烷流程，而后者則只在裂解乙烷時(shí)采用。林德公司前端脫乙烷流程的技術(shù)特點(diǎn)采用pyrocrack1-1型或pyrocrack2-2型裂解爐；前端乙炔等溫加氫，前瑞脫乙烷；雙塔雙壓脫乙烷；裂解氣五段壓縮，四

36、段出口堿洗；乙烯塔單股進(jìn)料并和乙烯機(jī)形成開式熱泵。布朗路特公司前端脫乙烷流程的技術(shù)特點(diǎn)前端熱泵式乙烷，前端乙炔、丙炔絕熱加氫；低壓脫甲烷；低壓乙烯精餾并與乙烯機(jī)形成開式熱泵；投資低；裂解氣四段壓縮。三、前脫丙烷流程采用前脫丙烷流程的公司目前有美國斯通-韋伯斯特公司及布朗路特公司。斯通-韋伯斯特公司前脫丙烷流程技術(shù)特點(diǎn)采用usc型裂解爐；前端雙塔雙壓脫丙烷、前端乙炔加氫；裂解氣五段壓縮、四段出口堿洗；采用ars技術(shù)和預(yù)脫甲烷塔；低壓乙烯精餾、多股進(jìn)料，乙烯精餾與乙烯制冷機(jī)形成開式熱泵。布朗路特公司前脫丙烷流程技術(shù)特點(diǎn)前脫丙烷深冷分離脫甲烷采用kti公司的gk-型裂解爐；前端雙塔雙壓脫丙烷，前端乙

37、炔、丙炔加氫；裂解氣四段壓縮、三段出口堿洗；乙烯低壓精餾并與乙烯制冷機(jī)形成開式熱泵；低投資。油吸收脫甲烷油吸收脫甲烷；前端脫丙烷、前加氫；無乙烯制冷壓縮機(jī)；節(jié)省低溫鋼材；低投資。四、漸進(jìn)分離流程（topkin）漸進(jìn)分離流程也是順序分離流程的一種，德西尼布公司采用此技術(shù)，其特點(diǎn)如下：1、采用kti公司的gk-型裂解爐；2、中壓雙塔脫甲烷；雙塔脫丙烷塔。各家專利商為了說明自己所采用的流程是先進(jìn)的，均對(duì)其它流程作了研究。從他們的研究數(shù)據(jù)來看，裂解氣壓縮機(jī)的功率為前脫丙烷最小，順序流程最大；丙烯制冷壓縮機(jī)的功率為前脫丙烷最大，乙烯制冷壓縮機(jī)的功率為前脫乙烷為最大，總的能耗還是前脫丙烷流程為最低。某裝置

38、采用以柴油為原料的深冷分離流程，由于含硫量較高，脫硫采用可再生的乙醇胺方案為宜。但在裂解氣中含量較高的丁二烯和其它雙烯烴，會(huì)在乙醇胺再生塔的塔釜和再沸器處結(jié)垢，以致影響運(yùn)轉(zhuǎn)。解決的辦法是在脫硫前切去c4以上的重質(zhì)餾分，以下組分進(jìn)入乙醇胺脫硫裝置，從而避免了結(jié)垢。這就是魯姆斯公司從技術(shù)上考慮推薦前脫丙烷流程的原因。對(duì)于石腦油或含硫量小的柴油，沒有必要采用前脫丙烷流程（指的是前加氫的前脫丙烷流程），仍采用順序流程為好。魯姆斯公司還就前脫丙烷流程的脫丙烷塔的位置作了全面的比較和分析，認(rèn)為擺在壓縮機(jī)三段出口是最理想的位置，比擺在四段或五段出口為好，再沸器結(jié)垢可能較少，盡管三機(jī)功耗會(huì)增大一些。雖然由于上

39、述理由推薦了前脫丙烷流程，但從魯姆斯公司關(guān)于三機(jī)功耗的分析比較中，再一次證實(shí)了前脫丙烷流程功耗大于順序流程，可見表12。表12以順序流程為比較基礎(chǔ)的前脫丙烷流程三機(jī)功耗（軸馬力）增減（200kt/a年乙烯）脫丙烷塔位置三段出口四段出口五段出口裂解氣壓縮機(jī)丙烯壓縮機(jī)乙烯壓縮機(jī)500330010027001001350100115040055050100由表可知，功耗改變較大的是裂解氣壓縮機(jī)和丙烯制冷機(jī)，特別是丙烯制冷機(jī)，而乙烯制冷機(jī)受影響不大。脫丙烷塔位于壓縮機(jī)五段出口，三機(jī)總功耗與順序流程差別無幾，且炔烴加氫反應(yīng)器在高壓下操作。但是，脫丙烷塔在高達(dá)3.63 mpa下操作，要冒再沸器結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。

40、把脫丙烷塔擺在三段出口盡管功耗較高，但比較穩(wěn)妥可靠。魯姆斯公司認(rèn)為，前脫丙烷的三個(gè)方案的三機(jī)總功耗均較順序流程高，但都未超過順序流程功耗的10%，因此當(dāng)裂解原料含硫量較高，采用前脫丙烷流程還是可取的。通常柴油含硫量為2.5%3%（質(zhì)），視裂解深度而異，將15%30%（質(zhì)）的硫轉(zhuǎn)化為h2s，結(jié)果裂解氣可能含硫量為2%（質(zhì)）左右。因此，必須選用乙醇胺脫硫流程，采用前脫丙烷的深冷分離流程。雖然三機(jī)功耗稍高，但可由節(jié)省苛性鈉的消耗來抵償。經(jīng)濟(jì)比較表明，如原料含硫量較高，采用前脫丙烷流程是有經(jīng)濟(jì)吸引力的。盡管如此，至今未見魯姆斯公司把前脫丙烷流程付諸實(shí)施。布朗路特公司認(rèn)為，當(dāng)裂解原料是液態(tài)時(shí)，采用前脫丙

41、烷前加氫流程有以下優(yōu)點(diǎn)，即不需要注入氫和一氧化碳，不需要備用反應(yīng)器和再生設(shè)施，乙烯塔不需側(cè)線出料。而斯通-韋伯斯特公司近來設(shè)計(jì)的乙烯裝置也采用前脫丙烷流程。由此可看出前脫丙烷流程具有其自身的優(yōu)點(diǎn)。從前面的敘述可知任何一種流程都有其自身的特點(diǎn)，都是當(dāng)前世界上先進(jìn)的乙烯技術(shù)。從它們各自堅(jiān)持自己的流程來看，也可知任何一種流程也有其缺點(diǎn)?？傊x擇何種工藝流程應(yīng)根據(jù)具體情況來確定。下面就某些流程的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行一些介紹。順序分離流程是被采用的最多的一種流程，現(xiàn)仍有三家公司（魯姆斯、凱洛格、德西尼布）采用此種流程，而斯通-韋伯斯特公司以前也采用此流程。最原始的順序分離流程是高壓甲烷，為了進(jìn)一步節(jié)能魯姆斯公司

42、則改用低壓脫甲烷，而德西尼布集團(tuán)公司則采用中壓脫甲烷，并設(shè)預(yù)脫甲烷塔。在順序分離流程中低壓脫甲烷流程最為復(fù)雜，而高壓脫甲烷流程則較為簡單。順序分離流程由于采用后加氫，容易產(chǎn)生綠油，乙烯精餾塔需多設(shè)一段用來分離氫、甲烷，操作較為復(fù)雜。而下面所介紹的內(nèi)容則說明在何種情況下采用什么流程比較節(jié)能。脫甲烷系統(tǒng)是整個(gè)裂解氣分離的關(guān)鍵。無論在設(shè)計(jì)上的考慮，還是工藝上的安排，也都是圍繞甲烷氫分離這一中心來進(jìn)行的。近年來，對(duì)脫甲烷系統(tǒng)分離工藝也在不斷加以改進(jìn)和完善。過去經(jīng)常采用的是具有多股進(jìn)料的單塔脫甲烷系統(tǒng)，但其中組分最重的一股進(jìn)料，不僅其量大，而且含有大量的c3和c4餾分。若能在主脫甲烷塔之前設(shè)一預(yù)分餾塔，

43、對(duì)物料進(jìn)行一次分離，使預(yù)分餾塔底分出一部分重組分并直接去脫乙烷塔，則不僅減少了主脫甲烷塔的負(fù)荷，而且乙烷塔也多了一股進(jìn)料，相當(dāng)于進(jìn)行一次預(yù)分離，也使脫乙烷塔的冷凝器、再沸器的負(fù)荷減少。關(guān)于雙塔脫甲烷，對(duì)第一脫甲烷塔要求其塔頂氣體基本上無c3餾分，塔釜釜液要保證甲烷含量極低，以保證符合乙烯產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)甲烷含量的規(guī)定。對(duì)第二脫甲烷塔除了要求塔釜釜液甲烷含量極低外，還要求塔頂盡量減少乙烯損失，塔釜物料直接去乙炔加氫，再去乙烯塔。據(jù)報(bào)道，對(duì)一年產(chǎn)300kt乙烯裝置，采用雙塔脫甲烷工藝，則可節(jié)省丙烯制冷功率1200kw，所以現(xiàn)在一般采用雙塔脫甲烷工藝。德西尼布集團(tuán)公司采用的就是雙塔脫甲烷工藝。從70年代中

44、期開始，部分公司用低壓（0.6 mpa）脫甲烷代替高壓脫甲烷（3.0 mpa）。采用低壓脫甲烷后，大大降低了脫甲烷塔的汽提量與回流比，從而節(jié)省了冷量，大大降低了能耗。一年產(chǎn)450kt乙烯裝置，采用低壓脫甲烷，其能耗要比高壓脫甲烷降低3790kw。為了滿足低壓脫甲烷塔塔頂溫度的要求（-135），相當(dāng)于增加了獨(dú)立的閉環(huán)甲烷制冷系統(tǒng)，因此低壓脫甲烷僅適用于以石腦油、輕柴油等重質(zhì)原料裂解的氣體分離，以保證有足夠的甲烷進(jìn)入系統(tǒng)，以提供一定量的回流。而對(duì)乙烷、丙烷等輕質(zhì)原料進(jìn)行裂解，則由于裂解氣中甲烷量太少，不適宜采用低壓脫甲烷工藝。文獻(xiàn)報(bào)道了對(duì)以石腦油為裂解原料，年產(chǎn)600kt乙烯裝置模擬的主要結(jié)果。通

45、過對(duì)制冷和脫甲烷系統(tǒng)進(jìn)行熱平衡表明，從裂解氣冷凝過程所放出的熱量大于其分餾所需熱量，因此可以用冷的工藝物流回收熱工藝物流的熱量，從而減少外部輸入的熱量。具體講若把脫甲烷塔系統(tǒng)的壓力降到1.2 mpa1.6 mpa，就可以用裂解氣作兩個(gè)脫甲烷塔再沸器的熱源，而裂解氣則從15降到-35，也節(jié)省了裂解氣冷卻所需的冷量。有人還對(duì)在0.6 mpa、1.2 mpa（低中壓）、1.65mpa（高中壓）和3.1 mpa（高壓）四種壓力下所需的總壓縮功率進(jìn)行了比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力為1.2 mpa時(shí)所需總壓縮功率為最低，為47620kw；當(dāng)采用低壓時(shí)，由于丙烯制冷機(jī)和甲烷增壓機(jī)功率增加，使總功率增加了265kw

46、；采用高中壓時(shí)，則由于裂解氣壓縮機(jī)、丙烯和乙烯制冷機(jī)功率均增加，總功率增加400kw；采用高壓時(shí)則由于丙烯和乙烯制冷機(jī)功率增加，總功率增加1550kw。因此可以認(rèn)為，采用低中壓雙塔式脫甲烷系統(tǒng)所需的總壓縮功率是最低的，采用此種壓力操作，乙烯裝置所需總壓縮功率為0.580.60kwh/t乙烯。前脫丙烷前加氫流程克服了順序分離流程的缺點(diǎn)，有代表性的流程有斯通-韋伯斯特公司的前脫丙烷、ars（先進(jìn)回收系統(tǒng)）以及布朗路特公司的前脫丙烷前加氫低投資流程。下面對(duì)后者的優(yōu)點(diǎn)作較詳細(xì)的介紹。五、前脫丙烷深冷分離布朗路特公司的前脫丙烷塔是一個(gè)熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)由裂解氣壓縮機(jī)四段來實(shí)現(xiàn)。這就允許脫丙烷塔壓力較低，故

47、塔釜溫度約為73，且能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同前脫乙烷和前脫甲烷系統(tǒng)相比，減少了塔底物污垢。甲基乙炔和丙二烯在乙炔反應(yīng)器中部分轉(zhuǎn)化，避免了它們通過循環(huán)聚積在脫丙烷塔中。前脫丙烷塔從裂解氣中脫除c4和較重餾分，作為精餾的第一步。c4加上較重餾分并不需要通過在裂解氣壓縮機(jī)的最后一段壓縮，然后再冷卻、重?zé)岷徒祲骸Ｅc前脫甲烷系統(tǒng)相比，減少了投資和操作費(fèi)用。由于c4和較重?zé)N類在低溫分離前被脫除，因此可以去掉重質(zhì)烴在低溫脫甲烷塔進(jìn)料冷卻裝置中被冷凍這一步驟。在整個(gè)工藝過程中，并不需要在任一地方噴入甲醇，包括乙烯精餾塔進(jìn)料。在通常的工藝流程里，可能在脫甲烷塔進(jìn)料冷卻裝置中發(fā)生冷凍和生成水合物，冷卻裝置和乙烯精餾塔可能需

48、要間斷噴入甲醇。由于上述原因，達(dá)到和保持乙烯產(chǎn)品中氧化有機(jī)物的規(guī)格是相當(dāng)困難的。由于在裂解氣壓縮機(jī)的最后一段沒有重質(zhì)烴類，因此為了避免該段產(chǎn)生污垢，該段的排出溫度要比前脫甲烷系統(tǒng)低一些。布朗路特公司前加氫除炔反應(yīng)器放置在裂解氣壓縮機(jī)最小流量循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，這種設(shè)計(jì)保證了反應(yīng)器相對(duì)恒定的流量，故而反應(yīng)器空速一定而與裝置產(chǎn)量無關(guān)，反應(yīng)器運(yùn)轉(zhuǎn)是穩(wěn)定的。這種專有的系統(tǒng)是安全的，而且避免了反應(yīng)失控。相反，后加氫乙炔反應(yīng)器與前脫乙烷設(shè)計(jì)匹配，往往產(chǎn)生不合格的乙烯產(chǎn)品。當(dāng)裂解爐停車清焦和隨后開車時(shí)，這種情況會(huì)發(fā)生。由于乙炔是在脫甲烷系統(tǒng)前脫除的，因此在脫甲烷塔冷卻裝置或冷箱里，乙炔冷凍的可能性極小。在前脫丙烷系

49、統(tǒng)中，乙炔反應(yīng)器放置在脫甲烷塔之前，因此反應(yīng)器進(jìn)料含一氧化碳和氫氣。在前脫甲烷系統(tǒng)中，一氧化碳和氫氣必須投入反應(yīng)器進(jìn)料中。在反應(yīng)器進(jìn)料中，通常有足量一氧化碳來減少加氫反應(yīng)?？赏ㄟ^監(jiān)測進(jìn)料中co或乙炔濃度的變化或進(jìn)料前饋控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)反應(yīng)器參數(shù)，以避免反應(yīng)失控。對(duì)前加氫反應(yīng)器不需要?dú)錃饩葡到y(tǒng)，而氫氣精制系統(tǒng)則用于后加氫反應(yīng)器的。由于不需要向脫甲烷塔下游物料中注入氣和一氧化碳，氫和一氧化碳的規(guī)格可通過操作脫甲烷塔得到控制，乙烯精餾塔不需要多設(shè)一段；同高壓、傳統(tǒng)的乙烯精餾塔比，乙烯精餾塔采用低壓蒸餾會(huì)增加組分的相對(duì)揮發(fā)度，這就使乙烯精餾塔的塔板數(shù)減少20%左右；由于有輕組分存在，后加氫反應(yīng)器不能使

50、用低壓乙烯精餾塔熱泵、開環(huán)，采用帶熱泵的乙烯精餾塔可大大降低投資和節(jié)約能耗；在前加氫除炔反應(yīng)器里，大約80%的乙炔轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚁?，而在后加氫反?yīng)器里，乙炔轉(zhuǎn)變成乙烯等于零。乙炔選擇性加氫成乙烯，避免乙烯過度加氫成乙烷，對(duì)限制反應(yīng)器溫升是有利的。在布朗路特公司的設(shè)計(jì)里，乙炔反應(yīng)器進(jìn)料除純c3和較輕的工藝物流外，還包括脫丙烷塔的回流。補(bǔ)充物流具有稀釋作用，這就降低了反應(yīng)器的溫升，同傳統(tǒng)工藝相比，溫升相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的67%。稀釋作用也減少了反應(yīng)器入口處乙炔濃度的波動(dòng)，這樣運(yùn)轉(zhuǎn)起來就比較穩(wěn)定。前加氫反應(yīng)器的催化劑活性在其5年壽命中，活性維持不變，催化劑不需要再生，因此不必設(shè)置再生設(shè)備。而后加氫催化劑每36個(gè)月就得再生一次，這就要增加輔助裝置。前加氫裝置，生成綠油極少，即使有少量綠油生成，亦可返回汽油產(chǎn)品中。所以，在工藝過程中，不存在綠油污染和水合問題。而后加氫裝置，反應(yīng)器的溫升較高，且選擇性低，造成大量綠油生成，這就需要在乙烯精餾塔前設(shè)置綠油