一、裝置簡介
(一)裝置發(fā)展及其類型
1．裝置發(fā)展
乙烯是石油化工的重要基礎(chǔ)原料，乙烯裝置是石油化工生產(chǎn)有機(jī)原料的基礎(chǔ)，是石油化工的龍頭，它的規(guī)模、產(chǎn)量、技術(shù)，標(biāo)志著一個(gè)國家的石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展水平。乙烯生產(chǎn)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(chǎn)裝置，開創(chuàng)了以乙烯裝置為中心的石油化工歷史。50年代，德國、日本、英國、前蘇聯(lián)、意大利等國家相繼建立了石油化工企業(yè)。
1960年世界乙烯產(chǎn)量為2910kt，1970年為19760kt，1980年達(dá)到34020kt，1990年為56300kt，到1997年世界乙烯生產(chǎn)能力接近86900kt，產(chǎn)量達(dá)78500kt。目前世界上乙烯生產(chǎn)的主要技術(shù)是管式爐蒸汽熱裂解和深冷分離流程。
我國第一套乙烯裝置是1962年蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠5．25kt／a的乙烯生產(chǎn)裝置，以煉廠氣為原料，采用方箱管式裂解爐，油吸收法分離，生產(chǎn)化學(xué)級(jí)乙烯。1962年底由我國自行建設(shè)了高橋化工廠2．0kt／a乙烯裝置，1964年試車成功。70年代，我國先后從國外引進(jìn)了一批技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模較大的乙烯裝置，分別建成了燕山、大慶、齊魯、揚(yáng)子、金山等年產(chǎn)300kt／a的乙烯裝置。特別是近幾年來，全國乙烯行業(yè)有了飛躍性的發(fā)展，原有老裝置經(jīng)過配套平衡、技術(shù)改進(jìn)，生產(chǎn)能力進(jìn)一步發(fā)揮，2004年我國乙烯生產(chǎn)能力已達(dá)到6266kt。隨乙烯工業(yè)的迅速發(fā)展，原料種類和加工工藝均有了巨大的變化。根據(jù)地域和資源的不同，原料分布從乙烷、丙烷、天然氣、石腦油到柴油甚至到HAGO、HVAO和常三減一線油和蝦油等。加3222藝有管式爐裂解制乙烯、甲醇制乙烯、甲烷制乙烯、催化裂解和由合成氣制乙烯等方法。其中以管式爐裂解制乙烯工藝最為成熟，世界乙烯產(chǎn)量的99％左右均由管式爐裂解法生產(chǎn)。
2.裝置的主要類型
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—韋伯司特裂解法、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(jù)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(jìn)分離流程?? 典型分離流程比較見表3—1。
二、重點(diǎn)部位及設(shè)備
從裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)和安全角度進(jìn)行分類：
(一)重點(diǎn)部位
1．裂解爐區(qū)
裂解爐是乙烯裝置的日常管理重點(diǎn)，其運(yùn)行情況直接反映一個(gè)裝置的負(fù)荷。包括裂解爐、燃料供應(yīng)、廢熱回收設(shè)備、引風(fēng)機(jī)、開工鍋爐等。裂解爐是乙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備。該設(shè)備運(yùn)行的正常與否直接影響乙烯裝置的物耗、能耗的高低和“安全、穩(wěn)定、長周期”運(yùn)行情況。該部位為明火區(qū)域，有著高溫高壓、易燃易爆等危險(xiǎn)。若出現(xiàn)爐管堵塞、破裂等雖不至于裝置停工，但影響裝置負(fù)荷。
2．壓縮區(qū)
壓縮機(jī)是裝置的心臟，負(fù)責(zé)裂解氣的壓縮或給分離系統(tǒng)提供冷量。因此無論壓縮機(jī)本身還是其附屬的油系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、密封系統(tǒng)故障，將直接造成裝置的全面停工。并且如果由于壓縮機(jī)本身部件故障，需倒空、置換，開蓋檢修，時(shí)間較長，影響較大。
3.分離系統(tǒng)
(1)急冷區(qū)
汽油分餾塔易出現(xiàn)急冷油黏度大，系統(tǒng)循環(huán)不良，停車倒空困難，尤其是冬季，如果在黏度較高時(shí)期停車處理，需要費(fèi)大量的時(shí)間，且開車?yán)щy。
(2)冷區(qū)、熱區(qū)
精餾塔是分離系統(tǒng)的主體，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。有碳四存在的熱區(qū)各塔易出現(xiàn)聚合物堵塞塔盤，嚴(yán)重時(shí)需局部停車處理。冷區(qū)系統(tǒng)有嚴(yán)格的水含量要求，超標(biāo)易水合凍堵。一旦以上情況出現(xiàn)或管線閥門泄漏都將造成停車，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，損壞設(shè)備、電纜等
(3)廢堿處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)間斷處理，可以隨時(shí)停車，一般不致影響裝置運(yùn)行。但系統(tǒng)中存在大量的H2S等有毒物品，一旦泄漏可能造成的安全影響和社會(huì)影響較大，并且堿有強(qiáng)腐蝕性，此處管線、部件易腐蝕泄漏，應(yīng)加以注意防范。
(4)乙烯球罐區(qū)
乙烯球罐是乙烯裝置應(yīng)重點(diǎn)防范的部位，? 日常操作不多，但由于每個(gè)球罐均存儲(chǔ)了大量的乙烯，且其與系統(tǒng)相連的閥門管線常年無法檢修，所以一旦出現(xiàn)泄漏或其他火災(zāi)爆炸事故，則勢必威脅到其他各罐，后果嚴(yán)重。
(5)火炬系統(tǒng)
火炬系統(tǒng)在乙烯及其他裝置正常運(yùn)行期間，排放燃燒無組織泄漏的可燃物料，達(dá)到合格排放。一旦系統(tǒng)故障，大量物料需要及時(shí)排放燃燒，否則將會(huì)超壓泄漏至裝置區(qū)內(nèi)，引起更大的事故。必須保持火炬常明線長期處于燃燒狀態(tài)或自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)處于受控狀態(tài)，否則一旦問題出現(xiàn)，無法控制。火炬系統(tǒng)屬低壓系統(tǒng)，不能憋壓。排放物料時(shí)應(yīng)緩慢，并應(yīng)防止大量碳五進(jìn)入火炬總管，以防火炬下“火雨”。應(yīng)經(jīng)常檢查火炬總管上的集液槽液面和水封罐冷凝的油要及時(shí)回收，以防總管憋壓和火炬下“火雨”。
(二)重點(diǎn)設(shè)備
乙烯裝置由于流程復(fù)雜，設(shè)備量巨大，僅選取最重點(diǎn)的設(shè)備說明。乙烯裝置的重點(diǎn)設(shè)備應(yīng)為壓縮機(jī)、加氫反應(yīng)器、乙烯球罐、冷箱。此外，還有許多切斷閥，這些閥門出現(xiàn)問題也會(huì)造成裝置停車，動(dòng)作失誤還會(huì)引起惡性事故發(fā)生。
1．壓縮機(jī)
乙烯裝置有裂解氣壓縮機(jī)、丙烯壓縮機(jī)、乙烯壓縮機(jī)、二元制冷壓縮機(jī)。
(1)裂解氣壓縮機(jī)
裂解氣壓縮機(jī)將裂解氣升壓，以達(dá)到分離各組分需要的條件。一般功率較大，采用超高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)，如出現(xiàn)故障停機(jī)，則后系統(tǒng)進(jìn)料停止，冷區(qū)系統(tǒng)全面停車。系統(tǒng)中存在堿洗過程，一旦泄漏會(huì)有U2S泄放大氣中，有爆炸的可能，還應(yīng)注意防止中毒。
(2)丙烯壓縮機(jī)
丙烯壓縮機(jī)為分離系統(tǒng)提供基礎(chǔ)冷劑，與乙烯壓縮機(jī)、二元制冷壓縮機(jī)形成復(fù)迭制冷系統(tǒng)。它的故障停車，將直接造成乙烯壓縮機(jī)、二元制冷壓縮機(jī)的停車，分離系統(tǒng)無冷劑，物料無法降溫，系統(tǒng)全面停車。
(3)乙烯壓縮機(jī)???
乙烯壓縮機(jī)停車，將直接造成二元制冷壓縮機(jī)的停車，分離系統(tǒng)缺乏—55℃以下冷劑氫氣分離不好，甲烷化停工，加氫無氫氣，無合格乙烯產(chǎn)出，停車。???
(4)二元制冷壓縮機(jī)???
二元制冷壓縮機(jī)停車，短時(shí)間低負(fù)荷下可以維持系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證氫氣合格，系統(tǒng)不至于停車。如停工，則必須及時(shí)將裝置負(fù)荷降至60％以下，時(shí)間過長，高壓甲烷中乙烯含量嚴(yán)重超標(biāo)，影響干燥劑的使用壽命，另外負(fù)荷過低，干燥器再生用甲烷量不足，再生效果差。???
2．加氫反應(yīng)器???
乙烯裝置中有碳二、碳三兩種加氫反應(yīng)器。碳二加氫反應(yīng)器如果催化劑中毒失活或運(yùn)行后期，將影響乙烯產(chǎn)品質(zhì)量，大量不合格乙烯無處存放。由于加氫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，操作不當(dāng)易造成飛溫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞設(shè)備、管線，發(fā)生火災(zāi)爆炸等惡性事故。碳三加氫不開，靠丙烯精餾塔精餾也可以維持產(chǎn)品質(zhì)量，但是如果MAPD積聚量超高，則會(huì)發(fā)生爆炸事故。加氫反應(yīng)器必須嚴(yán)格控制重?zé)N的帶人，以防結(jié)焦而使催化劑失活，要特別注意氫氣的泄漏問題，氫氣外漏著火火焰為淡藍(lán)色不易被發(fā)現(xiàn)。???
