乙烯的生产-裂解气的分离流程的组织

石油化工产品生产技术项目二乙烯的生产知识点5：裂解气的净化裂解气分离流程的组织任务五1、乙烯、丙烯纯度降低2、H2S：腐蚀设备管道;使干燥用的分子筛寿命缩短;使加

氢脱炔用的催化剂中毒3、CO2：在深冷操作中会结成干冰，堵塞设备和管道，

影响正常生产。在生产低压聚乙烯时：二氧化碳和硫化物会破坏聚合催化剂的活性。在生产高压聚乙烯时：二氧化碳在循环乙烯中积累，降低乙烯的有

效压力，从而影响聚合速度和聚乙烯的分子量。一、酸性气体脱除酸性气体的组成主要是指：CO2

、H2S和其它气态硫化物。此外还含有少量有机硫化物

：COS、CS2、RSR′、RSH

、噻吩等。

酸性气体的危害裂解气在深冷精馏前首先要脱除其中所含的杂质，包括脱酸性气体、脱水、脱炔和脱CO等。工业生产中一般采用吸收法常采用的吸收剂有：NaOH（碱洗法）、乙醇胺（乙醇胺法）一部分是由裂解原料带来的；另一部分是由裂解原料在高温裂解过程中发生反应而生成的。

例如：

RSH+H2→RH+H2S

CS2+2H2O→CO2+2H2S

COS+H2O→CO2+H2S

裂解炉管中的焦碳与水蒸汽作用

C+2H2O→CO2+H2

烃与水蒸汽作用

CH4+H2O→CO2+4H2来源脱除方法一、酸性气体脱除1、碱洗法RSH﹢NaOH﹦RSNa﹢H2OCOS﹢4NaOH﹦Na2S﹢Na2CO3﹢2H2OCO2﹢2NaOH﹦Na2CO3﹢H2OH2S﹢2NaOH﹦Na2S﹢2H2O脱除方法一、酸性气体脱除∵

以上反应为可逆反应，高压低温放热低压高温吸热∴

吸收剂MEA可以再生循环使用。吸收再生2、乙醇胺法脱除方法一、酸性气体脱除Ⅰ优点：吸收剂可再生循环使用，当酸性气体含量较高时，从吸收剂的消耗和废水处理量看醇胺法优于碱洗法。Ⅱ缺点：对酸性气体杂质的吸收不如碱洗法彻底；可脱除大部分硫化氢和二氧化碳，但对有机硫脱除效果较差；醇胺易挥发降解，有一定的损耗所以仍需补充；醇胺水溶液虽呈碱性,但当有酸性气体时溶液pH降低，对设备材质要求高，投资也高；醇胺溶液可吸收丁二烯和其它双烯烃,吸收剂高温下再生时生成聚合物，既造成系统结垢，又损失了丁二烯。2、乙醇胺法脱除方法一、酸性气体脱除3、两种除酸法的比较方法碱洗法乙醇胺法吸收剂氢氧化钠(NaOH)乙醇胺(HOCH2CH2NH2)原理CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2OH2S＋2NaOH＝Na2S＋2H2O2HOCH2CH2NH2＋H2S≒(HOCH2CH2NH3)2S2HOCH2CH2NH2＋CO2＋H2O≒(HOCH2CH2NH3)2CO2优点对酸性气体吸收彻底吸收剂可再生循环使用，吸收液消耗少缺点碱液不能回收，消耗量较大(1)对酸性气体杂质的吸收不如碱洗法彻底；(2)对设备材质要求高，投资也高（乙醇胺水溶液呈碱性，但当有酸性气体存在时，溶液pH急剧下降，从而对碳钢设备产生腐蚀）(3)醇胺溶液可吸收丁二烯和其它双烯烃,吸收剂高温下再生时生成聚合物，既造成系统结垢，又损失了丁二烯。适用情况裂解气中的酸性气体含量少时裂解气中的酸性气体含量多时（与碱洗法配合使用）脱除方法一、酸性气体脱除①酸性气含量不高时,用碱洗法。通常裂解气中酸性气含量较低（如我国多以石脑油为原料）；②乙醇胺法可脱除大部分硫化氢和二氧化碳,但是对有机硫脱除效果较差，故含硫量高时用碱洗－乙醇胺联合法较好。（裂解气中酸性气体含量高时,工艺要求高，先用醇胺法脱去大量酸性气，然后用碱洗法脱净。)4、脱除方法的选择脱除方法一、酸性气体脱除二、脱水来源裂解气的脱水裂解原料带入的稀释蒸汽急冷水洗脱酸碱洗氢气的脱水甲烷化法脱CO产生碳二馏分的脱水加氢后约3ppm左右水量碳三馏分的脱水未经干燥脱水的物料带入脱丙烷塔，塔顶采出碳三馏分含相当的水分乙烯精馏塔进料前设置碳二馏分干燥器氢气碳二馏分碳三馏分甲烷化法脱除一氧化碳有水生成影响加氢效果水分带入低温系统造成冻堵碳三馏分气相加氢，加氢后干燥；液相加氢，加氢前干燥低温下，水冻结成冰，而且与轻质烃形成白色结晶水合物(高压低温下稳定），如CH4·6H20、C2H6·7H20、C3H8·7H20等。这些固体附着在管壁上，既增加动能消耗，又堵塞管道。危害脱水方法固体吸附法（分子筛、硅胶、活性氧化铝），目前广泛采用效果较好的是分子筛吸附剂。二、脱水

①分子筛具有吸附选择性的原因A型分子筛孔径均一，只能吸附小于其孔径的分子；3A型只能吸附水分子，4A型可吸附水分子和乙烷分子。故工业上常用3A型分子筛脱水。分子筛是一种离子型极性吸附剂,H2、CH4等虽能进入孔穴但不易被吸附。②水含量较低时有较大的吸附能力。③

吸附容量随温度变化敏感,易于再生。分子筛吸附脱水二、脱水自下而上通入加热的甲烷、氢馏分，开始缓慢加热以除去水分和烃类，逐渐升至230℃左右去除残余水分。气流向上可保证床层底部完全再生。分子筛再生二、脱水1.裂解过程中生成；2.焦炭与稀释水蒸气反应；C十H2O→CO十H23.烃类与稀释水蒸气反应。CH4十H2O→CO十3H2C2H6十2H2O→2CO十5H2三、CO的脱除来源甲烷化法1.部分富集于甲烷馏分；2.部分富集于富氢馏分；3.少量的CO带入富氢馏分中，会使加氢催化剂中毒；4.随着烯烃聚合高效催化剂的发展，对乙烯、丙烯的CO含量的要求也越来越高。260-300℃危害原理三、CO的脱除烃类裂解时会产生少量炔烃：乙炔、丙炔、丙二烯等。在裂解气分离过程中,裂解气中的乙炔将富集于C2馏分中，甲基乙炔和丙二烯（简称MAPD）将富集于C3馏分中。1、严重地影响乙烯、丙烯的质量；2、乙炔的存在还将影响合成催化剂寿命，恶化乙

烯聚合物性能，若积累过多还具有爆炸的危险；3、丙炔和丙二烯的存在，将影响丙烯聚合反应的

顺利进行。四、脱炔炔烃的来源炔烃的危害特点：不会带入任何新杂质;工艺操作简单;将炔烃变成产品烯烃

mC2H2+nH2→低聚物（绿油）主反应：副反应：

CH≡CH十H2→CH2＝CH2

CH≡CH十2H2→CH3—CH3

CH2＝CH2十H2→CH3—CH3碳二馏分加氢反应碳三馏分加氢反应催化加氢脱炔1、原理：采用乙炔选择性催化加氢为乙烯,尽量避免乙炔和乙烯加氢成乙烷。四、脱炔乙炔的脱除方法主要有溶剂吸收法和催化加氢法。

CH≡CH－CH3十H2→CH2＝CH2－CH3

CH2＝C＝CH2十H2→CH2＝CH2－CH3

CH2＝CH2－CH3十H2→CH3—CH2—CH3主反应：副反应：nC3H4→

（

C3H4)n（低聚物）2、催化剂：活性组分钴、镍、钯助催化剂铁、银载体分子筛、a-Al2O3吸附顺序：丁二烯＞乙炔＞丙炔＞丙烯＞乙烯3、工艺流程

前加氢：脱甲烷塔前进行的加氢脱炔。（氢气自给）后加氢：脱甲烷塔后进行的加氢脱炔。（需外部加氢）催化加氢脱炔四、脱炔催化加氢脱炔3、工艺流程四、脱炔前加氢：脱甲烷塔前进行的加氢脱炔。（氢气自给）优点：工艺流程简单,能耗低,开车进程较快。缺点：①加氢过程中，乙炔浓度很低，氢分压较高，加氢选择性较差，乙烯损失量多；②同时副反应还会导致反应温度的失控,乃至出现催化剂床层飞温；③脱炔易难程度：丁二烯＞乙炔＞丙炔＞丙烯＞乙烯,所以，当乙炔脱除到合格指标时,丙炔、丙二烯达不到要求的脱除指标,而丁二烯损失量较高；

④此外,裂解气中较重组分的存在,对加氢催化剂性能有较大的影响，使催化剂寿命缩短。催化加氢脱炔3、工艺流程四、脱炔催化加氢脱炔3、工艺流程四、脱炔后加氢：脱甲烷塔后进行的加氢脱炔。对裂解气分离得到的碳二馏分和碳三馏分，分别进行催化选择加氢，将碳二馏分中的乙炔，碳三馏分中的丙炔和丙二烯脱除。(需外部加氢)优点：①氢气已分出，所用氢气按比例加入，加氢选择性高；乙烯几乎没有损失；②加氢产品质量稳定，原料中所含乙炔、丙炔和丙二烯的脱除均能达到指标要求；③加氢原料气体中杂质少，催化剂使用周期长，产品纯度高。缺点：通入本装置的氢气中常含有甲烷。为了保证乙烯的纯度，加氢后还需要将氢气带入的甲烷和剩余的氢脱除，因此，需设第二脱甲烷塔，导致流程复杂，设备费用高。催化加氢脱炔3、工艺流程四、脱炔前加氢与后加氢工艺技术的比较项目前加氢后加氢工艺流程比较简单比较复杂（多第二脱甲烷塔）反应器体积较大较小能量消耗较少较多操作难易较易较难催化剂用量较多，但不需要经常再生较少，但需经常再生乙烯损失量较多较少催化加氢脱炔3、工艺流程四、脱炔1、用途：小型裂解和乙炔生产。2、溶剂：二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、丙酮、N-甲基吡咯烷酮等。溶剂吸收法脱乙炔四、脱炔二段：冷溶剂吸收下部解吸的乙炔；使富液中C20、C2=解吸。塔顶气体C20、C2=≥98%，乙炔<2%三段：冷回流回收夹带的溶剂；塔釜加热使富液中乙炔解吸。对乙炔选择性高、吸收容量大，乙炔纯度达99.9%以上，乙烯中含乙炔<1μg/g，产品回收率达98%。溶剂吸收法脱乙炔~进料去乙烯塔C2返回压缩机新鲜DMF乙炔产品C3R123四、脱炔1－乙炔吸收塔2－稳定塔3－汽提塔DMF溶剂吸收法脱乙炔工艺流程（Lummus）石油化工产品生产技术项目二乙烯的生产知识点3：裂解气的压缩裂解气分离流程的组织任务五裂解气常压下沸点很低常压下，冷凝精馏分离温度低需要大量冷量和耐低温设备

加压提高组分的沸点提高深冷分离操作温度解决办法常压下沸点30个大气压下压沸点1.压缩的原因设备材料强度要求增高，动力消耗增大；低温分离系统精馏塔釜温升高，易引起一些不饱和烃的聚合;使烃类相对挥发度降低，增加了分离的困难；因此，在深冷分离中采用经济上合理而技术上可行的压力，一般为3.54～3.95Mp。1.压缩的原因压力能过高吗？为什么要多段压缩？

压缩后的气体温度必须要限制原因：裂解气压缩是绝热过程,压力升高,温度升高。避免压缩过程温升过大造成裂解气中双烯烃尤其是丁二烯之类的二烯烃在较高的温度下发生大量的聚合，以至形成聚合物堵塞叶轮流道和密封件。生产上通过裂解气的多段压缩和段间冷却结合的方法实现。(压缩机出口温度一般不超过100℃,各段入口温度一般为38～40℃。）1.压缩的原因多段压缩和段间冷却结合优点?1.压缩的原因节约压缩功耗段间冷却移热，节省部分压缩功，段数越多，越接近等温压缩降低出口温度借助于段间冷却，控制压缩后气体温度≤100℃，抑制随温度升高聚合愈快的二烯烃的聚合。段间净化分离目前工业上对裂解气大多采用3～5段压缩。脱酸、部分水分和C3及C4以上重组分冷凝，减少后续干燥及低温分离负荷。2.压缩流程2.压缩流程石油化工产品生产技术项目二乙烯的生产知识点4：裂解气的制冷裂解气分离流程的组织任务五1.制冷定义深冷分离过程需要制冷剂，制冷是利用制冷剂压缩和冷凝得到制冷剂液体，再在不同压力下蒸发,获得不同温度级位的冷冻（将物料冷却到低于环境温度的过程称为冷冻）过程（或说获得冷量的过程）。制冷过程：制冷剂（液）

制冷剂（汽）汽化（压力不变）被冷物料（温度下降）热量温度不变制冷剂吸收的热量热值上等于它的汽化潜热制冷剂温度保持不变制冷剂的汽化温度（沸点）随压力而变化，压力越低，相应的汽化温度也越低。1.制冷定义2.制冷剂的选择原则上沸点低的物质都可用作制冷剂，而实际选用时，则需选用低制冷装置投资、运转效率高、来源丰富、毒性小的制冷剂。对乙烯装置而言，装置产品为乙烯、丙烯，且乙烯和丙烯具有良好的热力学特性，因而均选用丙烯、乙烯作为装置制冷系统的制冷剂。3.冷冻循环制冷深冷分离中常用的制冷方法有两种：冷冻循环制冷和节流膨胀制冷。冷冻循环制冷的原理是利用制冷剂自液态汽化时，要从物料或中间物料吸收热量因而使物料温度降低的过程。3.冷冻循环制冷单级制冷循环四个基本过程蒸发制冷剂液→汽压缩制冷剂汽→汽T↑P↑物质的冷凝温度随着压力增加而升高冷凝节流膨胀制冷剂汽→液T，P不变制冷剂的相变热转移给环境或水(T↑)制冷剂液→液T↓P↓将冷凝后的高压液态制冷剂节流膨胀到蒸发前的低压状态四个过程构成一个循环，称为冷冻循环。循环必须由外界向循环系统输入压缩功才能进行，因此这一循环过程是消耗了机械功，换得了冷量。Q1Q2蒸发压缩节流膨胀2341冷凝3.冷冻循环制冷蒸发器在低压下液氨的沸点很低,如压力为0.12MPa时沸点为-30℃。液氨在此条件下,在蒸发器中蒸发变成氨蒸气，则必须从通入液氨蒸发器的被冷物料(或载冷体)中吸取热量,产生制冷效果，使被冷物料(或载冷体)冷却到接近-30℃。压缩机蒸发器中所得的是低温、低压的氨蒸气。为了使其液化,首先通过氨压缩机压缩,使氨蒸气压力升高，则冷凝点也随之升高。冷凝器高压下的氨蒸气的冷凝点是比较高的。例如把氨蒸气加压到1.55MPa时,其冷凝点是40℃,此时,氨蒸气在冷凝器中变为液氨，可由普通冷水将所放出的热量带走。节流阀若液氨在1.55MPa压力下汽化,由于沸点为40℃,不能得到低温,为此,必须把高压下的液氨,通过膨胀阀降压到0.12MPa,若在此压力下汽化,温度可降到-30℃。由于此过程进行的很快,汽化热量来不及从周围环境吸取,全部取自液氨本身。节流后形成低压,低温的汽液混合物进入蒸发器。在此液氨又重新开始下一次低温蒸发吸热。反复进行形成一个闭合循环操作过程.氨蒸汽压缩制冷3.冷冻循环制冷丙烯制冷系统丙烯在常压下的沸点为－40.7℃用丙烯作制冷剂构成的冷冻循环制冷过程，把丙烯压缩到1.864MPa的条件下,丙烯的冷凝点为45℃，很容易用冷水冷却使之液化。丙烯制冷系统是为裂解气分离提供高于-40℃的各温度级的冷量（通常提供-40℃、-24℃、-7℃和6℃4个不同温度级的冷量）。其主要冷量用户为裂解气的预冷、乙烯制冷剂冷凝、乙烯精馏塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔塔顶冷凝等。3.冷冻循环制冷乙烯制冷系统乙烯制冷系统用于提供裂解气低温分离装置所需－40～-102℃各温度级的冷量。其主要冷量用户为裂解气在冷箱中的预冷以及脱甲烷塔塔顶冷凝。乙烯临界温度为9.9℃，低于冷水温度。乙烯冷冻循环制冷中的冷凝器需要使用制冷剂冷却。工业生产中常采用丙烯作制冷剂来冷却乙烯，这样丙烯的冷冻循环和乙烯冷冻循环制冷组合在一起，构成乙烯－丙烯复迭制冷。3.冷冻循环制冷乙烯-丙烯复叠制冷常压下，T乙烯为-104℃，而T丙烯为-48℃，故可用其制冷。用丙烯作冷剂加压至1.9MPa，冷凝点为45℃，故用水很易液化。而乙烯临界温度为9.9℃，已低于冷水温度，故需低于9.9℃的冷冻剂冷却乙烯至临界温度以下液化。故可用乙烯-丙烯、乙烯-氨复迭制冷来完成。大型乙烯厂常采用乙烯-丙烯复迭制冷。蒸发器乙烯压缩机冷凝蒸发器丙烯压缩机冷凝器冷却水乙烯－丙烯复叠制冷循环甲烷－乙烯－丙烯复叠制冷系统3.冷冻循环制冷甲烷-乙烯-丙烯复迭制冷（可冷至－161.5℃）甲烷在常压下沸点是－161.5℃，因而可制取－160℃温度级的冷量。但是由于甲烷的临界温度是－82.5℃，若要构成冷冻循环制冷，需用乙烯作制冷剂为其冷凝器提供冷量，这样就构成了甲烷－乙烯－丙烯三元复迭制冷。蒸发器冷凝器冷凝蒸发器冷凝蒸发器甲烷压缩机乙烯压缩机丙烯压缩机4、节流膨胀制冷所谓节流膨胀制冷，就是气体由较高的压力通过一个节流阀迅速膨胀到较低的压力，由于过程进行得非常快，来不及与外界发生热交换，膨胀所需的热量，必须由自身供给，从而引起温度降低。工业生产中脱甲烷分离流程中，利用脱甲烷塔顶尾气的自身节流膨胀可降温到获得-130℃～－160℃的低温。5、热泵热泵基本概念同一塔的塔顶温度总是低于塔釜温度,根据热力学第二定律“热量不能自动地从低温流向高温”，需从外界输入功。这种通过做功将热量从低温热源传递给高温热源的供热系统称为热泵系统。该热泵系统是既向塔顶供冷又向塔釜供热的制冷循环系统。5、热泵热泵形式常用的热泵系统有闭式热泵系统、开式A型热泵系统和开式B型热泵系统等几种以塔顶蒸出低温烃蒸气作为制冷剂，经压缩提高压力和温度后，送去塔釜换热，放出热量而冷凝成液体。凝液部分出料，部分经节流降温后流入塔。此流程省去了塔顶换热器。直接以塔釜出料为制冷剂，经节流后送至塔顶换热，吸收热量蒸发为气体，再经压缩升压升温后，返回塔釜。塔顶烃蒸气则在换热过程中放出热量凝成液体。此流程省去了塔釜再沸器。塔内物料与制冷系统介质之间是封闭的，而用外界的工作介质为制冷剂。热泵开式热泵A型热泵B型热泵闭式热泵闭式丙烯精馏低压操作热泵系统高压操作不需用热泵乙烯精馏乙烯热泵节约大量冷量省去低温下操作的设备显著的节能作用5、热泵热泵应用石油化工产品生产技术项目二乙烯的生产知识点2：裂解气的组成及分离方法裂解气分离流程的组织任务五1.裂解气的组成及分离要求裂解气是一种多组分的气体混合物，其中含有许多低级烃类，主要是甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷与C4

、C5

、C6等烃类，此外还有氢气和少量杂质，如CO2

、H2S、乙炔、H20等杂质气体。裂解气的组成1.裂解气的组成及分离要求组分原料来源乙烷裂解石脑油裂解轻柴油裂解H234.014.0913.18CO+CO2+H2S0.190.320.27CH44.3926.7821.24C2H20.190.410.37C2H431.5126.1029.34C2H627.15.77.7C3H4-0.480.54C3H60.7610.3011.42C3H8-0.340.36C40.184.855.21C50.091.040.51≧C6-4.534.58H2O4.364.985.40不同裂解原料所得裂解气的组成除去裂解气中有害杂质分离出单一烯烃产品和馏分，提供有机化工原料净化与分离的任务1.裂解气的组成及分离要求要得到高纯度的单一的烃，如重要的基本有机原料乙烯、丙烯等，就需要将它们与其他烃类和杂质等分离开来，并根据工业上的需要，使之达到一定的纯度，这一操作过程称为裂解气的分离。裂解气的分离定义1.裂解气的组成及分离要求有些产品对纯度要求不高，如苯烷基化制乙苯和异丙苯；而有些需纯度较高烯烃，如用丙烯制聚丙烯，要求丙烯原料大于99.5%;乙烯原料进聚合装置需不低于99.9%。裂解气的分离要求1.裂解气的组成及分离要求裂解气的分离和提纯工艺，是以精馏分离的方法完成的。精馏的前提：组分冷凝为液态；H2常压沸点-252.5℃，CH4-161.5℃很难液化，C2以上馏分相对比较容易液化。主要矛盾：如何将CH4和H2先行分离（裂解气在除去CH4、H2以后，其它组分的分离就比较容易）。所以分离过程的主要矛盾是如何将裂解气中的CH4和H2先行分离。解决这对矛盾的不同措施，便构成了不同的分离方法。工业生产上采用的裂解气分离方法，主要有深冷分离和油吸收精馏分离两种。2.裂解气的分离方法简介利用裂解气中各组分在某种吸收剂中的溶解度不同,用吸收剂吸收除H2、CH4以外的其它组分,然后再根据各组分相对挥发度不同用精馏的方法，把各组分从吸收剂中逐一分离。（吸收精馏过程）此方法流程简单,动力设备少,投资少,但技术经济指标和产品纯度差,现已被淘汰。油吸收精馏分离法2.裂解气的分离方法简介原理：在-100℃左右的低温下，将裂解气中除了H2和CH4以外其余烃都冷凝下来，然后利用裂解气中各种烃的相对挥发度不同，在适当的温度、压力下以精馏的方法把各组分分离出来，达到分离的目的。因为这种分离方法采用了-100℃以下的冷冻系统，故称为深度冷冻分离,简称深冷分离。（实际冷凝精馏过程）工业：≥-50℃冷冻温度—浅度冷冻

-50℃～-100℃冷冻温度—中度冷冻≤-100℃冷冻温度—深度冷冻（深冷）深冷分离法2.裂解气的分离方法简介深冷分离特点:适宜于加工精度高的大工业生产,应用最广泛,经济技术指标先进,产品纯度高,分离效果好;但投资较大,流程复杂,动力设备较多,需要大量的耐低温合金钢。在深冷分离过程中，为把复杂的低沸点混合物分离开来需要有一系列操作过程组合。但无论各操作的顺序如何，总体可概括为三大部分。①压缩冷冻系统：把裂解气加压、降温，为分离创造条件保证分离过程顺利进行。②气体净化系统：排除对后续操作的干扰，提高产品的纯度；设置脱酸性气体、脱水、脱炔、脱CO等操作过程。③低温精馏分离系统：深冷分离的核心，通过一系列精馏塔将各组分进行分离并将C2H4、C3H6产品精制提纯。2.裂解气的分离方法简介组分原料来源乙烷裂解石脑油裂解轻柴油裂解H234.014.0913.18CO+CO2+H2S0.190.320.27CH44.3926.7821.24C2H20.190.410.37C2H431.5126.1029.34C2H627.15.77.7C3H4-0.480.54C3H60.7610.3011.42C3H8-0.340.36C40.184.855.21C50.091.040.51≧C6-4.534.58H2O4.364.985.40压缩冷冻系统气体净化系统低温精馏分离系统核心不同裂解原料所得裂解气的组成2.裂解气的分离方法简介石油化工产品生产技术项目二乙烯的生产知识点6：深冷分离流程的组织裂解气分离流程的组织任务五裂解气制冷净化高压低温净化压缩深冷分离任务：根据裂解气中各低碳烃相对挥发度的不同,用精馏的方法逐一进行分离，最后获得纯度符合要求的乙烯和丙烯产品。五大精馏塔：脱甲烷塔（将、H2与≥C2组分进行分离）脱乙烷塔（C2与≥C3组分分离）脱丙烷塔（C3与≥C4组分分离）乙烯塔（与组分分离）丙烯塔（与组分分离）一、深冷分离任务目前占据世界乙烯市场的分离技术主要分为三大类，分别是顺序分离技术、前脱乙烷技术和前脱丙烷技术，相对应的有三种分离流程：顺序分离流程、前脱乙烷分离流程和前脱丙烷分离流程。在不同的流程中每个单元所处的位置也不同，从而使得各流程在操作控制、能量消耗等各方面表现出各自的一些特点。二、三种深冷分离流程二、三种深冷分离流程1、顺序深冷分离流程脱甲烷塔脱乙烷塔脱丙烷塔脱丁烷塔乙烯精馏塔丙烯精馏塔H2C1C2（炔/烯/烷）C3（炔/烯/烷)C4C+5C2C3C4C+5C3C4C+5C4C+5C+5H2C1C2C3C4乙烯丙烯乙烷丙烷二、三种深冷分离流程1、顺序深冷分离流程全馏分都进入脱甲烷塔消耗高能级位的冷量多不利于系统节能脱甲烷塔负荷大、塔径大耐低温钢材耗用多降低脱甲烷塔操作压力增加体系的相对挥发度使脱甲烷塔冷凝器负荷降低形成低压脱甲烷技术二、三种深冷分离流程1、顺序深冷分离流程二、三种深冷分离流程2、前脱乙烷深冷分离流程二、三种深冷分离流程2、前脱乙烷深冷分离流程Ⅰ～Ⅲ裂解气富氢Ⅳ

前脱丙烷前加氢深冷分离流程1-碱洗塔；2-干燥器；3-脱丙烷塔；4-脱丁烷塔；5-脱甲烷塔；6-脱乙烷塔；7-乙烯塔；8-丙烯塔；9-加氢脱炔反应器；10-冷箱二、三种深冷分离流程3、前脱丙烷深冷分离流程二、三种深冷分离流程3、前脱丙烷深冷分离流程相同点：①均采用了先易后难的分离顺序；②先分开不同碳原子数的烃再分开相同碳原子数的烷烃和烯烃；③产品塔（乙烯塔、丙烯塔）均并联置于流程最后不同点：①加氢脱炔位置不同；②流程排列顺序不同；

③冷箱位置不同。二、三种深冷分离流程4、三种深冷分离流程的比较比较项目顺序分离流程前脱乙烷分离流程前脱丙烷分离流程操作问题脱甲烷塔在最前，釜温低，再沸器中不易发生聚合而堵塞脱乙烷塔在最前，压力高，釜温高；如C4以上烃含量多，二烯烃在再沸器聚合，影响操作且损失丁二烯脱丙烷塔在最前，且放置在压缩机段间，低压时就除去了丁二烯，再沸器中不易发生聚合而堵塞冷量消耗全馏分都进入了脱甲烷塔，加重了脱甲烷塔的冷冻负荷，消耗高能级位的冷量多，冷量利用不够合理C3、C4烃不在脱甲烷塔而是在脱乙烷塔冷凝，消耗低能级位的冷量，冷量利用合理C4烃在脱丙烷塔冷凝，冷量利用比较合理分子筛干燥负荷分子筛干燥是放在流程中压力较高、温度较低的位置，对吸附有利，容易保证裂解气的露点，负荷小与顺序分离流程相同由于脱丙烷塔在压缩机三段出口，分子筛干燥只能放在压力较低的位置，对吸附不利，且三段出口C3以上重质烃不能较多地冷凝下来，负荷大加氢脱炔方案多采用后加氢可用后加氢，但最有利于采用前加氢可用后加前，但前加氢经济效果更好塔径大小脱甲烷塔负荷大，塔径大，且耐低温钢材耗用多脱甲烷塔负荷小，塔径小，而脱乙烷塔塔径大脱丙烷塔负荷大，塔径大，脱甲烷塔塔径介于前两种流程之间对原料的适应性对原料适应性强，无论裂解气轻、重，均可最适合C3、C4烃含量较多而丁二烯含量少的气体可处理较重的裂解气，对含C4烃较多的裂解气，本流程更能体现其优点二、三种深冷分离流程4、三种深冷分离流程的比较综合分析得出如下结论：（1）在流程复杂性方面三种技术流程的次序是（从复杂到简单）：顺序分离流程＞前脱丙烷前加氢流程＞前脱乙烷前加氢流程。（2）在能耗方面三种技术流程的次序是：前脱乙烷前加氢流程＞顺序分离流程＞前脱丙烷前加氢流程。（3）在适应原料灵活性方面三种技术流程的次序是：顺序分离流程＞前脱丙烷前加氢流程＞前脱乙烷前加氢流程。（4）在运行稳定性方面，前脱丙烷前加氢流程和前脱乙烷前加氢流程相差不大，均较顺序分离流程稍好。因此，三种分离技术各有长短，没有明显的技术优劣，也占有一定的市场。用户在选择分离技术时，需综合考虑投资、能耗和稳定性等各方面的因素，并结合原料情况把握重点，选择出适合的分离技术。二、三种深冷分离流程4、三种深冷分离流程的比较石油化工产品生产技术项目二乙烯的生产知识点7：脱甲烷塔系统裂解气分离流程的组织任务五将裂解气中C10、H2与乙烯及比乙烯更重的组分进行分离。关键作用是分离C10

、C2=。1、脱甲烷塔任务轻关键组分为甲烷：塔釜产品则应使甲烷含量尽可能低，以确保乙烯产品质量。重关键组分为乙烯：塔顶分离出的甲烷轻馏分中应使其中的乙烯含量尽可能低，以保证乙烯的回收率。脱甲烷塔的塔顶产品是气相产品，主要是CH4和H2，他们在塔顶的操作条件（温度、压力）下，是不能全部冷凝下来的。因此脱甲烷塔与一般的精馏塔是不相同的，一般的精馏塔塔顶产品都可以全部冷凝下来，脱甲烷塔的塔顶产品含有不凝气CH4和H2，所以塔顶回流的液体组成与气相产品的组成是不同的，这就是脱甲烷塔的特点。也是脱甲烷塔的特殊性。1、脱甲烷塔特点压力MP温度℃(塔顶）特点低压法0.6～0.7-140℃左右分离效果好；乙烯的回收率高；能耗低。需要耐低温钢材；多一套甲烷制冷系统；流程比较复杂；只适用于裂解气中CH4/C2H4比值较大的情况。需独立的闭环甲烷制冷系统只适用于以石脑油、轻柴油等重质原料裂解的气体分离，以保证有足够的的甲烷进入系统，以提供一定量的回流。中压法1.05～1.25-113℃乙烷、丙烷等轻质原料进行裂解，裂解气中CH4量太少，不适宜低压工艺。高压法3.1～4.1-96℃左右不必采用甲烷制冷系统，只需用液态乙烯制冷剂即可；可借助高压尾气的自身节流膨胀获得额外的降温；提高压力可缩小精馏塔的容积。1、脱甲烷塔方法97.00100112.0342.224.472.259.880.066107.5040.2840.40压缩脱甲烷塔脱乙烷塔乙烯塔冷箱1234乙烯物料平衡图2、影响乙烯回收率诸因素分析正常操作②③④项损失是很难避免的，而且损失量也较小，因此影响乙烯回收率高低的关键是尾气中乙烯损失。影响尾气中乙烯损失的主要因素是原料气的组成(C10

/H2)、操作温度和操作压力。如果在这里存在大量氢气，势必会降低甲烷的分压，使得甲烷气体的冷凝温度降低，即不容易冷凝，从而使甲烷的回流量降低CH4/H2分子比越大乙烯损失率就越小温度

受到制冷剂温度级位的限制降低压力

影响分离组分的相对挥发度提高2、影响乙烯回收率诸因素分析通过减少H2/CH4，借助冷箱可以有效降低乙烯损失。在脱甲烷系统中，有些换热器、冷凝器、节流阀等温度很低，为了防止散冷，减少与环境接触的表面积，将这些低温设备集装成箱，此箱即为冷箱(-100℃～-160℃)。冷箱的原理:是用节流膨胀阀来获得低温，它的用途是依靠低温来回收乙烯，制取富含氢气和富含甲烷的馏分。由于冷箱在流程中的位置不同，可分为前冷和后冷两种流程:前冷工艺（流程）：冷箱在脱甲烷塔之前的工艺（流程）,也叫前脱氢工艺（流程）。后冷工艺（流程）：冷箱在脱甲烷塔之后的工艺（流程）,也叫后脱氢工艺（流程）。3、冷箱3、冷箱脱甲烷塔前后的３股甲烷馏分，通过节流阀A、B、C获得了装置的最低温度，成为低温冷量的来源。11111222223ABCcegijkmplbdfhmlkjC2+3.56MPa3.49MPa3.45MPa3.43MPa3、冷箱前冷优点①节省低温级的冷剂。②采用逐级冷凝和多股进料，裂解气在没有进入脱甲烷塔之前就进行了初步分离，减轻了脱甲烷塔的负荷。③乙烯回收率高，氢的回收率也高（前冷90%以上，后冷53%），获得浓度（91%～95%）的富氢（后冷只有70%）。④进料前分离出氢气，增大了C10/H2的摩尔比，从而提高了乙烯回收率。缺点脱甲烷塔的操作弹性比后冷要低一些，流程比较复杂，仪表自动化程度要求比较高。因此，前冷流程适合于生产规模较大，自动化水平较高，原料气比较稳定以及需要获得纯度较高的富氢场合。石油化工产品生产技术项目二乙烯的生产知识点8：乙烯、丙烯的精馏裂解气分离流程的组织任务五1、乙烯的精馏乙烯精馏的目的是以混合碳二馏分为原料，分离出合格的乙烯产品，并在塔釜得到乙烷产品。乙烯精馏塔是出成品的塔，它消耗冷