裂解氣分離-課件

石油烴氣態(tài)產(chǎn)物液態(tài)產(chǎn)物固態(tài)產(chǎn)物裂解氣(目的乙烯、丙烯)裂解汽油裂解輕柴油燃料油焦、碳石油烴氣態(tài)產(chǎn)物液態(tài)產(chǎn)物固態(tài)產(chǎn)物裂解氣(目的乙烯、丙烯)裂解汽輕柴油裂解氣組成裂解氣是復雜的混合物輕柴油裂解氣組成裂解氣是復雜的混合物要得到高純度的單一的烴，如重要的基本有機原料乙烯、丙烯等，就需要將它們與其它烴類和雜質(zhì)等分離開來，并根據(jù)工業(yè)上的需要，使之達到一定的純度，這一操作過程，稱為裂解氣的分離。裂解氣分離定義：要得到高純度的單一的烴，如重要的基本有機原料乙烯、丙烯等，就第二章裂解氣分離第二章裂解氣分離主要內(nèi)容

第一節(jié)：裂解氣的組成與分離方法第二節(jié)：壓縮與制冷第三節(jié)：氣體凈化第四節(jié)：裂解氣深冷分離第五節(jié)：裂解氣分離操作中的異常現(xiàn)象?主要內(nèi)容第一節(jié)：裂解氣的組成與分離方法?裂解氣的組成及分離方法一、裂解氣的組成及分離要求

1.組成二、裂解氣分離方法簡介2.分離要求低級烴類氫氣深冷分離油吸收精餾分離少量雜質(zhì)深冷操作的系統(tǒng)組成第一節(jié)裂解氣的組成與分離方法裂解氣的組成及分離方法一、裂解氣的組成及分離要求1.組成二幾種裂解氣組成%(體積)幾種裂解氣組成%(體積)裂解氣的組成：①、富氫（13.18%）②、C1～C4各類烴混合物(通過相應分離流程分離)

a、H2S脫酸性氣體b、CO2

c、CO脫一氧化碳,甲烷化法：CO+3H2OCH4+H2O③、含有少量雜質(zhì)

d、H2O脫水

e、二烯烴：丙二烯(主要)

f、炔烴：主要乙炔、丙炔④、C>4各類烴（通過相應分離流程分離）裂解氣的組成：分離要求各種有機產(chǎn)品的合成，對于原料純度的要求是不同的。所以分離的程度可根據(jù)后續(xù)產(chǎn)品合成的要求來確定。有的產(chǎn)品對原料純度要求不高，例如用乙烯與苯烷基化生產(chǎn)乙苯時，對乙烯純度要求不太高，則可以分離純度低一些，用丙烯與苯烷基化生產(chǎn)異丙苯時，甚至可以用丙烯-丙烷混合餾分。對于聚合用的乙烯和丙烯的質(zhì)量要求則很嚴，生產(chǎn)聚乙烯、聚丙烯要求乙烯、丙烯純度在99.9%或99.5%以上，其中有機雜質(zhì)不允許超過5～10PPm。這就要求對裂解氣進行精細的分離和提純。分離要求各種有機產(chǎn)品的合成，對于原料純度的要求是不同的。裂解氣的分離、提純工作，是以精餾方法完成的，精餾方法要求將組分冷凝為液態(tài)。氫氣常壓沸點為－263℃、甲烷-161.5℃，很難液化，碳二以上的餾分相對地比較容易液化(乙烯沸點－103.68℃）。因此，分離過程的主要矛盾是如何將裂解氣中的甲烷和氫氣先行分離。裂解氣分離方法簡介裂解氣的分離、提純工作，是以精餾方法完成的，精餾方法要求將組裂解氣分離方法油吸收精餾分離深冷分離用吸收劑吸收除甲烷和氫氣以外的其它組分，然后根據(jù)溶解度不同進行精餾，把各組分從吸收劑中逐一分離。流程簡單，動力設備少，投資少，但技術經(jīng)濟指標和產(chǎn)品純度差，已被淘汰。在-100℃左右的低溫下，將裂解氣中除氫和甲烷以外的其它烴類全部冷凝下來。然后利用裂解氣中各種烴類的相對揮發(fā)度不同，在合適的溫度和壓力下，以精餾的方法將各組分分離開來，達到分離的目的。裂解氣分離方法油吸收深冷分離用吸收劑吸收除甲烷和氫氣以外的其深冷操作的系統(tǒng)組成2、氣體凈化系統(tǒng)1、壓縮冷凍系統(tǒng)3、低溫精餾分離系統(tǒng)

為了排除對后繼操作的干擾，提高產(chǎn)品的純度，通常設置有脫酸性氣體、脫水、脫炔和脫一氧化碳等操作過程。

該系統(tǒng)的任務是加壓、降溫，以保證分離過程順利進行。

這是深冷分離的核心，其任務是將各組分進行分離并將乙烯、丙烯產(chǎn)品精制提純。它由一系列塔器構成，如脫甲烷塔，乙烯精餾塔和丙烯精餾塔等。深冷操作的系統(tǒng)組成2、氣體凈化系統(tǒng)1、壓縮冷凍系統(tǒng)3、低溫目的和任務壓力與溫度的關系多級壓縮的優(yōu)點制冷劑的選擇第二節(jié)壓縮和制冷系統(tǒng)目的和任務第二節(jié)壓縮和制冷系統(tǒng)

加壓提高組分的沸點提高操作溫度壓縮的原因裂解氣常壓沸點很低常壓，冷凝、精餾分離溫度低需要大量冷量和耐低溫設備解決辦法加壓壓縮的原因裂解氣常壓沸點很低常壓，冷凝、一、裂解氣的壓縮1.壓力與溫度的關系根據(jù)物質(zhì)的冷凝溫度隨壓力增加而升高的規(guī)律，對裂解氣加壓，從而使各組分的冷凝點升高，這既有利于分離，又可節(jié)約冷凍量和低溫材料。

絕熱過程，壓力升高，溫度也上升絕熱指數(shù)

=cp/cv單位MPa單位k一、裂解氣的壓縮1.壓力與溫度的關系根據(jù)物質(zhì)的裂解氣分離-課件不同壓力下某些組分的沸點℃不同壓力下某些組分的沸點℃但不能任意加壓，若壓力增高：對設備材料強度要求增高；動力消耗增大；使低溫分離系統(tǒng)精餾塔釜溫升高，易引起一些不飽和烴(二烯烴)的聚合使烴類相對揮發(fā)度降低，增加了分離的困難。因此，在深冷分離中要采用經(jīng)濟上合理而技術上可行的壓力，一般為3.54～3.95MPa。但不能任意加壓，若壓力增高：因此，在深冷分離中要采用經(jīng)濟上合多段壓縮和冷卻相結合裂解氣壓縮后限制的原因裂解氣經(jīng)壓縮，壓力升高溫度升高二烯烴高溫度下聚合和結焦溫度升高使壓縮機潤滑油粘度下降（不能正常運轉）壓縮機出口<100℃,入口38～40℃解決辦法2.多段壓縮多段壓縮和冷卻相結合裂解氣壓縮后限制的原因裂解氣經(jīng)壓縮，壓力高壓法和低壓法的比較高壓法低壓法分離溫度高分離溫度低多耗壓縮功少耗壓縮功少耗冷量多耗冷量塔釜溫度高，易聚合，相對揮發(fā)度低，分離困難塔釜溫度低，不易聚合，相對揮發(fā)度大，分離容易高壓法和低壓法的比較高壓法低壓法分離溫度高分離溫度低多耗壓縮原料：輕烴和石腦油段數(shù)ⅠⅡⅢⅣⅤ進口溫度/℃38343637·238進口壓力/MPa0·130·2450·4920·9982·028出口溫度/℃87·285·690·692·292·2出口壓力/MPa0·2860·5091·0192·1084·125壓縮比2·02·081·992·112·04此外，對裂解氣壓縮冷卻，還能除掉相當量的水份和重質(zhì)烴，以減少后繼干燥及低溫分離的負擔。原料：輕烴和石腦油段數(shù)ⅠⅡⅢⅣⅤ進口溫度/℃3834363多級壓縮優(yōu)勢段間凈化、分離節(jié)約壓縮功耗

降低出口溫度

便于在壓縮段間進行凈化和分離水、酸性氣體、脫重組分。節(jié)省壓縮功，提高效率，減小壓縮比，接近等溫壓縮限制二烯烴因加壓過高導致升溫后發(fā)生聚合；危及正常操作；控制壓縮后氣體溫度≦100℃多級壓縮優(yōu)勢段間凈化、分離節(jié)約壓縮功耗降低出口溫度便于制冷分離要求制冷劑

制冷系統(tǒng)

低于環(huán)境溫度的深冷溫度條件下進行（制冷原因）創(chuàng)造環(huán)境空氣、水等所不能實現(xiàn)的低溫條件制冷循環(huán)中完成熱量轉移的工作介質(zhì)制冷分離要求制冷劑制冷系統(tǒng)低于環(huán)境溫度的深冷溫度條件下進二、制冷1、冷凍循環(huán)制冷2、節(jié)流膨脹制冷3、熱泵二、制冷1、冷凍循環(huán)制冷2、節(jié)流膨脹制冷3、熱泵1、冷凍循環(huán)制冷冷凍劑自液態(tài)汽化時，要從物料中吸收熱量，使物料溫度降低。所吸收的熱量，在熱值上等于它的汽化潛熱。液體的汽化溫度(即沸點)是隨壓力的變化而改變的，壓力越低，相應的汽化溫度也越低。制冷原理1、冷凍循環(huán)制冷冷凍劑自液態(tài)汽化時，要（1）氨蒸汽壓縮制冷（2）丙烯制冷系統(tǒng)（3）乙烯制冷系統(tǒng)

（4）乙烯—丙烯復迭制冷（5）三元復迭制冷（1）氨蒸汽壓縮制冷（1）氨蒸汽壓縮制冷

氨蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)可由四個基本過程組成。(1)蒸發(fā)

(2)壓縮

(3)冷凝

(4)節(jié)流膨脹

在低壓下液氨的沸點很低，如壓力為O.12MPa時沸點為-30℃。液氨在此條件下，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)變成氨蒸氣，則必須從通入液氨蒸發(fā)器的被冷物料(或載冷體)中吸取熱量，產(chǎn)生制冷效果，使被冷物料(或載冷體)冷卻到接近-30℃。若液氨在1.55MPa壓力下汽化，由于沸點為40℃，不能得到低溫，為此，必須把高壓下的液氨，通過膨脹閥降壓到0.12MPa，若在此壓力下汽化，溫度可降到-30℃。由于此過程進行的很快，汽化熱量來不及從周圍環(huán)境吸取，全部取自液氨本身。節(jié)流后形成低壓，低溫的汽液混合物進入蒸發(fā)器。在此液氨又重新開始下一次低溫蒸發(fā)吸熱。反復進行，形成一個閉合循環(huán)操作過程。蒸發(fā)器中所得的是低溫、低壓的氨蒸氣。為了使其液化，首先通過氨壓縮機壓縮，使氨蒸氣壓力升高，則冷凝點也隨之升高。高壓下的氨蒸氣的冷凝點是比較高的。例如把氨蒸氣加壓到1.55MPa時，其冷凝點是40℃，此時，氨蒸氣在冷凝器中變?yōu)橐喊保捎善胀ɡ渌畬⑺懦龅臒崃繋ё?。?）氨蒸汽壓縮制冷

氨蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)可由四個基本過程組成氨蒸氣壓縮制冷反復進行，形成一個閉合循環(huán)操作過程蒸發(fā)壓縮冷凝節(jié)流氨蒸氣壓縮制冷反復進行，形成一個閉合循環(huán)操作過程蒸發(fā)制冷循環(huán)組成制冷劑吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體降低氣體壓力、汽化溫度降低制冷劑在冷凝器中冷卻冷凝成液體壓縮機冷凝器節(jié)流閥蒸發(fā)器制冷劑由低溫低壓氣體變?yōu)楦邷馗邏簹怏w制冷循環(huán)組成制冷劑吸熱蒸發(fā)，變成低溫低壓氣體降低氣體壓力、汽冷凍劑冷凍劑本身物理化學性質(zhì)決定了制冷溫度的范圍。如液氨降壓到0.098MPa時進行蒸發(fā)，其蒸發(fā)溫度為-33.4℃。要滿足深冷分離，獲得-100℃的低溫，必須用沸點更低的氣體作為冷凍劑。在石油化工深冷分離中使用最廣泛的是氨、丙烯和乙烯等。對乙烯裝置而言，乙烯和丙烯為本裝置產(chǎn)品，已有貯存設施，且乙烯和丙烯已具有良好的熱力學特性，因而均選用乙烯和丙烯作為制冷劑。冷凍劑冷凍劑本身物理化學性質(zhì)決定了制冷溫度的范圍。如液氨降（2）丙烯制冷制冷劑丙烯數(shù)據(jù)分析沸點－47.7℃，臨界溫度91.89℃；丙烯單獨使用，可以實現(xiàn)被水冷凝，但不能將被冷物料降溫到-100℃（2）丙烯制冷制冷劑丙烯數(shù)據(jù)分析沸點－47.7℃，臨界溫制冷劑乙烯數(shù)據(jù)分析（3）乙烯制冷沸點－103.7℃，臨界溫度9.5℃；乙烯單獨使用，可以將被冷物料降溫到-100℃，但不能實現(xiàn)被水冷凝※丙烯、乙烯均不能單獨完成任務制冷劑乙烯數(shù)據(jù)分析（3）乙烯制冷沸點－103.7℃，臨界（4）乙烯—丙烯復迭制冷（4）乙烯—丙烯復迭制冷5、三元復迭制冷

用乙烯作制冷劑在正壓下操作，不能獲得－103℃以下的制冷溫度。生產(chǎn)中需要－103℃以下的低溫時，可采用沸點更低的制冷劑，如甲烷在常壓下沸點是－161.5℃，因而可制?。?60℃溫度級的冷量。但是由于甲烷的臨界溫度是－82.5℃，若要構成冷凍循環(huán)制冷，需用乙烯作制冷劑為其冷凝器提供冷量，這樣就構成了甲烷－乙烯－丙烯三元復迭制冷。在這個系統(tǒng)中，冷水向丙烯供冷，丙烯向乙烯供冷，乙烯向甲烷供冷，甲烷向低于－100℃冷量用戶供冷。－160℃乙烯5、三元復迭制冷用乙烯作制冷劑在正壓下操作，不能獲節(jié)流膨脹制冷氣體由較高的壓力通過一個節(jié)流閥膨脹到較低的壓力，過程非?？?，來不及與外界發(fā)生熱交換，膨脹所需的熱量必須由自身供給，從而引起溫度降低。生產(chǎn)中，高壓脫甲烷分離，可用節(jié)流膨脹獲得-110℃節(jié)流膨脹制冷氣體由較高的壓力通過一個節(jié)流閥膨脹到較低的壓力，熱泵

能否把塔頂?shù)蜏靥幍臒崃總鞯剿邷靥幠?塔頂需用外來冷劑引入冷量，從塔頂移出熱量；塔釜又要用外來熱劑供給熱量。熱泵系統(tǒng)將精餾塔和制冷循環(huán)結合起來，實現(xiàn)既向塔頂供冷，又向塔底供熱的制冷循環(huán)系統(tǒng)精餾過程熱泵能否把塔頂?shù)蜏靥幍臒崃克斝栌猛鈦砝鋭┮肜淞浚瑥乃]式熱泵：塔內(nèi)物料與制冷系統(tǒng)介質(zhì)之間是封閉的，而用外界的工作介質(zhì)為制冷劑。在此流程中，制冷循環(huán)中的制冷劑冷凝器與塔釜再沸器合成一個設備，在此設備中，制冷劑冷凝放熱，而釜液吸熱蒸發(fā)。閉式熱泵特點是操作簡便、穩(wěn)定，物料不會污染，出料質(zhì)量容易保證。但流程復雜，設備費用較高。開式A型熱泵流程，不用外來制冷劑，直接以塔頂蒸出低溫烴蒸氣作為制冷劑，經(jīng)壓縮提高壓力和溫度后，送去塔釜換熱，放出熱量而冷凝成液體。凝液部分出料，部分經(jīng)節(jié)流降溫后流入塔。此流程省去了塔頂換熱器。開式B型熱泵流程，直接以塔釜出料為制冷劑，經(jīng)節(jié)流后送至塔頂換熱，吸收熱量蒸發(fā)為氣體，再經(jīng)壓縮升壓升溫后，返回塔釜。塔頂烴蒸氣則在換熱過程中放出熱量凝成液體。此流程省去了塔釜再沸器。閉式熱泵：塔內(nèi)物料與制冷系統(tǒng)介質(zhì)之間是封閉的，而用外界的工作熱泵流程說明開式熱泵閉式熱泵熱泵閉式B型熱泵外加工質(zhì)不用外來制冷劑，直接以塔頂蒸出低溫蒸氣作為制冷劑不用外來制冷劑做媒介，直接以塔釜出料為制冷劑A型熱泵熱泵流程說明開式熱泵閉式熱泵熱泵閉式B型熱泵外加工質(zhì)不用外來裂解氣的組成：①、富氫（13.18%）②、C1～C4各類烴混合物(通過相應分離流程分離)

a、H2S脫酸性氣體b、CO2

c、CO脫一氧化碳,③、含有少量雜質(zhì)

d、H2O脫水

f、炔烴：主要乙炔、丙炔④、C>4各類烴（通過相應分離流程分離）裂解氣的組成：第三節(jié)氣體凈化裂解氣在深冷精餾前首先要脫除其中所含雜質(zhì)凈化過程脫酸性氣體

脫CO

脫炔

脫水第三節(jié)氣體凈化裂解氣在深冷精餾前首先要脫除其中所含雜質(zhì)凈酸性氣體來源H2S：一部分是由裂解原料帶來的；

另一部分是裂解原料中的有機硫化物

在高溫裂解過程中反應生成的。

例如：RSH+H2→RH+H2S

CS2+2H2O→CO2+2H2S

COS+H2O→CO2+H2S一、酸性氣體的脫除酸性氣體來源H2S：一部分是由裂解原料帶來的；一、酸性氣體的CO2：裂解爐管中的焦碳與水蒸汽作用C+2H2O→CO2+H2烴與水蒸汽作用CH4+H2O→CO2+4H2CO2：裂解爐管中的焦碳與水蒸汽作用

酸性氣體的危害CO2：低溫下結成干冰，堵塞設備管道；H2S：腐蝕設備管道；使分子篩壽命降低；造成加氫脫炔和甲烷化催化劑中毒使下游聚合或催化反應的催化劑中毒；在生產(chǎn)聚乙烯等時造成聚合速度降低、聚乙烯的分子量降低；影響產(chǎn)品質(zhì)量裂解氣分離裝置下游加工裝置酸性氣體的危害CO2：低溫下結成干冰，堵塞設備管道；使下酸性氣體脫除方法方法：吸收法堿洗法乙醇胺法

原理：化學吸收酸性氣體脫除方法方法：吸收法原理：化學吸收反應原理堿洗法脫除酸性氣體

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2OH2S+2NaOH→Na2S+2H2O優(yōu)點：吸收徹底缺點：NaOH吸收劑不可回收，消耗較大適用：酸性氣體量少時反應原理堿洗法脫除酸性氣體CO2+2NaOH→Na2堿洗工藝流程圖堿洗工藝流程圖堿洗工藝流程說明塔分三段：

I段水洗塔（避免堿液帶入壓縮機）

Ⅱ段和Ⅲ段為堿洗段填料層堿液濃度由上而下降低：新鮮堿液含量為18％～20％，

Ⅱ段循環(huán)堿液NaOH含量約為5～7％

Ⅲ段循環(huán)堿液NaOH含量為2％～3％堿洗工藝流程說明塔分三段：堿洗塔堿洗塔反應原理特點：吸收劑可以循環(huán)使用工藝組成：吸收、解吸乙醇胺法脫除酸性氣醇胺的分子結構顯示了其中至少有一個羥基(-OH)和一個氨基(-NH2或--NH)。其中羥基能增加醇胺在水中的溶解度，氨基在水溶液中呈堿性，促使其對酸性氣體的吸收。反應原理特點：吸收劑可以循環(huán)使用乙醇胺法脫除酸性氣醇胺的分子吸收和解吸過程吸收塔解吸塔(含CO2、H2S)富液貧液（乙醇胺）CO2、H2S吸收和解吸過程吸收塔解吸塔(含CO2、H2S)富液貧液（乙醇堿洗法與醇胺法比較堿洗法與醇胺法比較二、脫水（干燥）稀釋蒸汽；急冷水；脫酸堿洗要求：水含量(W)降至1×10－6以下水分危害：水分在低溫下結冰加壓和低溫條件下，可與烴生成白色結晶水合物如：CH4·6H2O，C2H6·7H2O水合物和冰附著在管壁上，既增加動能消耗，又堵塞設備及管道，并影響產(chǎn)物分離。來源：含飽和水量(600～700)×10－6二、脫水（干燥）稀釋蒸汽；急冷水；脫酸堿洗要求：水含量(W脫水方法原理：利用一種多孔性固體物質(zhì)去吸取氣體或液體混合物中的某種組分，使該組分從混合物中分離出來的操作。常用吸附劑：分子篩、硅膠分子篩——一種人工合成的硅鋁酸鹽晶體(M)2/nO·Al2O3·xSiO2·pH2O固體吸附法脫水方法原理：利用一種多孔性固體物質(zhì)去吸取氣體或液體混合物中

分子篩脫水

吸附放熱，低溫吸附（常溫）溫度升高，脫附可再生

具有選擇性，多孔，小于孔徑的分子通過，被吸附。極性分子易于吸附。比表面積大，適合深度干燥分子篩結構分子篩脫水吸附放熱，低溫吸附（常溫）具有選擇性吸附與脫附條件

脫附：高溫、減壓1吸附：低溫、加壓2吸附與脫附條件脫附：高溫、減壓1吸附：低溫、加壓2危害來源裂解過程中二次反應生成乙炔，還有少量丙炔1.影響乙烯、丙烯的質(zhì)量和用途2.使合成或聚合用催化劑中毒3.在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險，受熱、震動、電火花等因素都可以引發(fā)爆炸三、炔烴脫除危害來源裂解過程中二次反應生成乙炔，還有少量丙炔1.影響乙烯方法：溶劑吸收法催化加氫法

要求：乙炔＜5×10－5（mol）丙炔＜5×10－5

丙二烯＜1×10－5

炔烴脫除方法方法：要求：炔烴脫除方法溶劑吸收法N-甲基吡咯烷酮（NMP）脫出裂解氣中的乙炔回收到一定量的乙炔優(yōu)點常用的溶劑丙酮二甲基甲酰胺（DMF）溶劑吸收法N-甲基吡咯烷酮（NMP）脫出裂解氣中的乙炔回收到C2H2+2H2C2H6+

H2

C2H4+H2C2H6+（

H2

－

H1）mC2H2+nH2

低聚物（綠油）C2H2+H2C2H4+

H1

K1主反應：副反應：K2催化加氫脫炔分為：前加氫和后加氫目的：將裂解氣中乙炔加氫成為乙烯或乙烷，由此脫除乙炔原理：C2H2+2H2C2H6+

后加氫裂解氣分離出C2、C3餾分后，對C2和C3餾分進行催化加氫，脫除乙炔、甲基乙炔和丙二烯加氫工藝

前加氫在脫甲烷塔前進行，利用裂解氣中H2進行加氫，自給氫催化加氫催化加氫脫炔工藝方法后加氫加氫工藝前加氫催化加氫脫炔工藝方法前加氫與后加氫工藝①前加氫——脫甲烷塔前進行的加氫優(yōu)點：流程簡單，能耗低缺點：1.脫炔難易程度：丁二烯＞乙炔＞丙炔＞丙烯＞乙烯2.加氫過程中，氫分壓較高，加氫選擇性較差，乙烯損失量多；同時副反應還會導致反應溫度的失控，乃至出現(xiàn)催化劑床層飛溫；3.此外，裂解氣中較重組分的存在，對加氫催化劑性能有較大的影響，使催化劑壽命縮短。前加氫與后加氫工藝①前加氫——脫甲烷塔前進行的加氫②后加氫優(yōu)點：氫氣已分出，所用氫氣按比例加入，加氫選擇性高；加氫產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，原料中所含乙炔、丙炔和丙二烯的脫除均能達到指標要求；加氫原料氣體中雜質(zhì)少，催化劑使用周期長缺點：通入本裝置的氫氣中常含有甲烷。為了保證乙烯的純度，加氫后還需要將氫氣帶入的甲烷和剩余的氫脫除，因此，需設第二脫甲烷塔，導致流程復雜，設備費用高。②后加氫

CO的來源烴類與稀釋水蒸汽反應焦炭與稀釋水蒸汽反應裂解過程中生成四、脫一氧化碳

烴類與稀釋焦炭與稀釋裂解過程中生成四、脫一氧化碳CO的危害少量的CO帶入富氫餾分中，會使加氫催化劑中毒隨著烯烴聚合高效催化劑的發(fā)展，對乙烯和丙烯中CO含量的要求也越來越高。

部分富集于甲烷餾分部分富集于富氫餾分CO的危害少量的CO帶入富氫餾分中，會使加氫催化劑中毒部分富CO脫除的方法甲烷化法：催化劑存在的條件下，使裂解氣中的一氧化碳催化加氫生成甲烷和水，達到脫除CO的目的強放熱反應，低溫對化學平衡有利，但溫度低，反應速度慢。一般采用鎳催化劑CO脫除的方法甲烷化法：催化劑存在的條件下，使裂解氣中的一氧1、裂解氣為何進行凈化處理？凈化處理包括哪些內(nèi)容？2、酸性氣體是什么物質(zhì)，酸性氣體的存在對裂解氣分離有什么危害？3、試述乙醇胺法與堿洗法脫硫的原理，各有什么優(yōu)缺點？4、裂解氣為什么要進行深度干燥，烴類水合物生成條件是什么，防止水合物生成的辦法有哪些？

5、分子篩干燥的基本原理是什么，其吸附有什么特點？

6、為什么要脫除裂解氣中的炔烴，脫炔的工業(yè)方法有幾種？怎樣才能做到既脫炔烴又能增加乙烯收率？7、什么叫前加氫、后加氫，兩者有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？8.裂解氣中一氧化碳是如何帶入的，工業(yè)上用什么方法脫除？1、裂解氣為何進行凈化處理？凈化處理包括哪些內(nèi)容？第四節(jié)裂解氣的深冷分離

乙烯精餾

分離流程

脫甲烷塔

丙烯精餾第四節(jié)裂解氣的深冷分離乙烯精餾分離流程典型分離工藝流程三種分離原則順序分離流程前脫乙烷流程前脫丙烷流程先易后難先將不同碳原子數(shù)的烴分開，再分離同一碳原子數(shù)的烯烴和烷烴；均將生產(chǎn)乙烯的乙烯精餾塔和生產(chǎn)丙烯的丙烯精餾塔置于流程最后典型分離工藝流程三種分離原則順序分離流程先易后難精餾分離方案

脫甲烷脫乙烷脫丙烷的順序脫甲烷脫乙烷脫丙烷順序分離流程脫乙烷脫甲烷脫丙烷前脫乙烷流程脫丙烷脫甲烷脫乙烷前脫丙烷流程精餾分離方案脫甲烷脫乙烷脫丙烷的順序解釋將C2餾分以及比C2餾分輕的組分從塔頂分離出去將C3餾分以及比C3餾分輕的組分從塔頂分離出去

分離丙烯/丙烷將甲烷以及比甲烷輕的組分從塔頂分離出去分離乙烯/乙烷丙烯精餾塔乙烯精餾塔脫丙烷塔脫乙烷塔脫甲烷塔解釋將C2餾分以及比C2餾分輕的組分從塔頂分離出去將C3餾寫出對應進料組成

各塔頂?shù)某隽蠚錃?、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、碳四、碳五（脫乙烷塔）丙烯、丙烷、碳四、碳五（脫丙烷塔）乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、碳四、碳五（脫丙烷塔）氫氣、甲烷、乙烷、乙烯（脫甲烷塔）寫出對應進料組成

各塔頂?shù)某隽蠚錃?、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、順序分離流程（后加氫）前脫乙烷前加氫流程前脫乙烷后加氫流程前脫丙烷前加氫流程前脫丙烷后加氫流程共同點：先分離不同碳原子數(shù)的烴再分離同碳原子數(shù)的烷烴和烯烴五種流程組織方案凈化方案：脫乙炔塔的安排前加氫：脫乙炔塔在脫甲烷塔前

后加氫：脫乙炔塔在脫甲烷塔后順序分離流程（后加氫）五種流程組織方案凈化方案：脫乙炔塔的安順序分離流程順序分離流程前脫乙烷前加氫流程前脫乙烷前加氫流程前脫乙烷后加氫流程前脫乙烷后加氫流程前脫丙烷前加氫流程前脫丙烷前加氫流程前脫丙烷后加氫流程前脫丙烷后加氫流程三種流程的比較三種流程的比較乙烯回收率評價分離裝置是否先進的重要技術經(jīng)濟指標；甲烷塔和乙烯精餾塔是保證乙烯回收率和乙烯產(chǎn)品純度的關鍵設備能量的綜合利用水平確定單位產(chǎn)品所需的能耗分離流程的主要評價指標

乙烯回收率分離流程的主要評價指標脫甲烷塔脫甲烷塔

脫甲烷塔的中心任務:

將裂解氣中甲烷-氫和乙烯及比乙烯更重的組分進行分離，分離過程是利用低溫，使裂解氣中除甲烷-氫外的各組分全部液化，然后將不凝氣體甲烷-氫分出。脫甲烷塔是分離過程中溫度最低的塔，能量消耗也最多，所以脫甲烷塔是精餾過程中關鍵塔之一。脫甲烷塔的中心任務:將裂解氣中甲烷-氫和乙烯及比乙烯更重52%36%深冷分離系統(tǒng)冷量消耗分配乙烯塔脫乙烷塔其余塔脫甲烷塔9%3%52%36%深冷分離系統(tǒng)冷量消耗分配乙烯塔脫乙烷塔其余塔脫甲分離裝置中的位置分離裝置中投資最大、能耗最多的環(huán)節(jié)需在－90℃以下的低溫條件脫除氫和甲烷冷凍功耗約占全裝置冷凍功耗的50％以上

脫甲烷塔

分離裝置中的位置分離裝置中投資最大、能耗最多的環(huán)節(jié)脫甲烷塔分離要求輕關鍵組分為甲烷，重關鍵組分為乙烯；塔頂甲烷餾分中的乙烯含量要低，保證乙烯的回收率；塔釜產(chǎn)品甲烷含量盡可能低，以利于提高乙烯純度，確保乙烯產(chǎn)品質(zhì)量；脫甲烷塔對保證乙烯回收率和純度起決定性作用。

脫甲烷塔分離要求輕關鍵組分為甲烷，重關鍵組分為乙烯；脫甲烷塔（一）影響脫甲烷的因素分析原料氣組成（CH4/H2）操作溫度壓力（一）影響脫甲烷的因素分析原料氣組成（CH4/H2）由于裂解氣中的氫和甲烷都進入脫甲烷塔塔頂，在塔頂為了滿足分離要求，要有一部分甲烷的液體回流。但如有大量氫氣存在，降低了甲烷的分壓，甲烷氣體的冷凝溫度會降低，即不容易冷凝，會減少甲烷的回流量。所以在滿足塔頂露點的要求下，溫度和壓力一定時，

CH4／H2越大，脫除甲烷越徹底。（1）原料氣組成由于裂解氣中的氫和甲烷都進入脫甲烷塔塔頂，在塔頂為了滿足分離（2）溫度和壓力降溫和增壓都有利于提高乙烯回收率，但溫度降低、壓力提高都受到一定條件的制約。溫度降低，受制冷劑溫度級位的限制。壓力提高主要影響分離組分的相對揮發(fā)度，壓力增大，降低CH4/C2H2相對揮發(fā)度，分離變難，使CH4難于從塔釜液中蒸出。（2）溫度和壓力降溫和增壓都有利于提高乙烯回收率，但溫度降低操作溫度和操作壓力

它表示氣相中兩組分的摩爾分數(shù)比為與之成平衡的液相中兩組分摩爾分數(shù)比的α倍。操作溫度和操作壓力它表示氣相中兩組分的摩爾分數(shù)比為與之成平

降低壓力，節(jié)能高壓、中壓、低壓脫甲烷

300kt／a乙烯裝置高壓法的能耗為12918kW，低壓法的能耗10768kW操作溫度較低，材質(zhì)要求高，增加了甲烷制冷系統(tǒng)，投資可能增大，且操作復雜降低壓力，節(jié)能高壓、中壓、低壓脫甲烷300kt／a乙烯壓力0.6～0.7MPa，頂溫-140℃，釜溫-50℃由于壓力低，相對揮發(fā)度較大，分離效果好。由于溫度低，所以乙烯回收率高。雖然需要低溫級冷劑，但因易分離，回流比較小，折算到每噸乙烯的能量消耗，低壓法僅為高壓法的70%多。低壓法也有不利之處，需要耐低溫鋼材、多一套甲烷制冷系統(tǒng)、流程比較復雜；同時低壓法并不適合所有的裂解氣分離，只適用于裂解氣中的CH4/C2H4比值較大的情況。（1）低壓法

壓力0.6～0.7MPa，頂溫-140℃，釜溫-50℃（1）壓力為3.1～4.1MPa，塔頂溫度為-96℃，不必采用甲烷制冷系統(tǒng)，只需用液態(tài)乙烯即可。由于脫甲烷塔頂尾氣壓力高，可借助高壓尾氣的自身節(jié)流膨脹獲得額外的降溫，比甲烷冷凍系統(tǒng)簡單。此外提高壓力可縮小精餾塔的容積，所以從投資和材質(zhì)要求看，高壓法是有利的，但分離效果不如低壓法。（2）高壓法（2）高壓法2023/10/692高壓脫甲烷：（3.0~3.2MPa）技術成熟低壓脫甲烷：（0.6-0.7MPa）發(fā)展方向2023/8/392高壓脫甲烷：（二）利用冷箱提高乙烯回收率生產(chǎn)中，脫甲烷塔系統(tǒng)為防止低溫設備散冷，減少其與環(huán)境接觸的表面積，常把節(jié)流膨脹閥、高效板式換熱器、氣液分離器等低溫設備，封閉在一個由絕熱材料做成的箱子中，此箱稱之為冷箱。冷箱是在-100~-160℃下操作的低溫設備。冷箱可用于氣體和氣體、氣體和液體、液體和液體之間的熱交換，在同一個冷箱中允許多種物質(zhì)同時換熱，冷量利用合理，從而省掉了一個龐大的列管式換熱系統(tǒng)，起到了節(jié)能的作用。（二）利用冷箱提高乙烯回收率生產(chǎn)中，脫甲烷塔系統(tǒng)為防止低溫設冷箱用途原理前冷和后冷把制冷設備放在一絕熱箱中，在－100～－160℃低溫下操作用節(jié)流膨脹來獲得低溫回收乙烯，制取富氫和富甲烷餾分冷箱在流程中與脫甲烷塔的相對位置不同冷箱用途原理前冷和后冷把制冷設備放在一絕熱箱中，在－100～前冷：冷箱放在脫甲烷塔之前處理塔進料；前冷流程適用于規(guī)模較大、自動化程度較高、原料較穩(wěn)定、需要獲得純度較高的副產(chǎn)氫的場合。但脫甲烷塔操作彈性較低，流程較復雜，儀表自動化要求高。目前工業(yè)生產(chǎn)中應用前冷流程的較多。前冷：冷箱放在脫甲烷塔之前處理塔進料；后冷：冷箱放在脫甲烷塔之后處理塔頂氣。后冷僅將塔頂?shù)募淄?氫餾分冷凝分離而獲富甲烷餾分和富氫餾分。此時裂解氣是經(jīng)塔精餾后才脫氫故亦稱后脫氫工藝后冷：冷箱放在脫甲烷塔之后處理塔頂氣。后冷僅將塔頂?shù)募淄?氫乙烯的精餾乙烯的精餾精餾分離工藝流程圖關鍵設備原料（乙烯和乙烷混和液體）精餾塔的某一位置（進料板處）流入精餾塔內(nèi)，開始精餾操作，塔底設再沸器加熱釜液中的液體，產(chǎn)生蒸汽通過塔板的篩孔上升，與沿降液管下降并橫向流過塔板的液體在各級篩板上錯流接觸并進行傳熱及傳質(zhì)，塔頂?shù)玫揭蚁?，塔釜為乙烷。精餾分離工藝流程圖關鍵設備原料（乙烯和乙烷混和液體）精餾塔的乙烯塔的地位乙烯塔任務塔頂?shù)镁酆霞壆a(chǎn)品乙烯塔釜液為乙烷乙烯塔溫度僅次于脫甲烷塔，是關鍵塔冷量消耗占總制冷量的38％～44％此塔設計和操作好壞，影響乙烯產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量及成本乙烯塔的地位乙烯塔任務塔頂?shù)镁酆霞壆a(chǎn)品乙烯乙烯塔溫度僅次于脫乙烯塔的乙烯乙烷相對揮發(fā)度

乙烯塔的乙烯乙烷相對揮發(fā)度操作壓力由制冷的能量消耗，設備投資，產(chǎn)品乙烯要求的輸出壓力以及脫甲烷塔的操作壓力等因素來決定。

高壓法低壓法乙烯塔操作壓力的確定操作壓力由制冷的能量消耗，設備投資，產(chǎn)品乙烯要求的輸出壓力以相對揮發(fā)度增大，塔板數(shù)或回流比降低塔溫升高，不用較低溫度級位的冷劑，降低能量消耗及制冷系統(tǒng)設備費用，降低對設備材質(zhì)的要求，上升蒸氣的相對密度增加，使單位設備處理量增加，降低設備費用塔的溫度也低，冷劑的溫度級位低，對材質(zhì)要求較高相對揮發(fā)度下降，塔板數(shù)增多或R增大，設備費用或操作費用提高，設備費增加乙烯塔的分析提高壓力降低壓力P不利的影響精餾塔塔頂返回塔內(nèi)的回流液流量L與塔頂產(chǎn)品流量D的比值，即R=L/D。相對揮發(fā)度增大，塔板數(shù)或回流比降低塔溫升高，不用較低溫度級位乙烯塔工藝低壓法，塔的操作溫度低高壓法，塔的操作溫度高

操作壓力一般為0.5～0.8MPa，塔頂冷凝溫度為-50～-60℃左右，塔頂冷凝器需要乙烯作為制冷劑。操作壓力一般為1.9～2.3MPa，相應塔頂溫度為－23～－35℃左右，塔頂冷凝器使用丙烯冷劑即可乙烯塔工藝低壓法，塔的操作溫度低操作壓力一般為采用側線出料法提餾段采用中間再沸器回收冷量乙烯塔的改進后加氫工藝乙烯精餾塔的進料還含有少量甲烷，影響產(chǎn)品的純度,多不設第二脫甲烷塔分離；采用側線引出高純度乙烯，塔頂引出含少量甲烷的粗乙烯回壓縮系統(tǒng)。一塔起到二塔的作用乙烯精餾塔精餾段的塔板數(shù)較多，回流比大。大回流比對精餾段操作有利，可提高乙烯產(chǎn)品的純度。為回收冷量，在提餾段采用中間再沸器。采用側線出料法提餾段采用中間再沸器乙烯塔的改進后加氫工藝乙烯丙烯的精餾丙烯的精餾

丙烯精餾塔特點任務分離丙烯-丙烷餾分的塔塔頂?shù)玫奖?，塔底得到丙烷丙?丙烷的相對揮發(fā)度很小