裂解气的净化与分离幻灯片
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化学工艺学课件——06裂解气预分离与净化
品，使产品达不到规定的标准。尤其是生产聚合
级乙烯、丙烯，其杂质含量的控制是很严格的， 化
为了达到产品所要求的规格，必须脱除这些杂质，
学 工
对裂解气进行净化。
程 与
工
艺
教
研
室
化 学 工
酸性气体的脱除-来源和危害
艺
学 电 子
•
酸性气体杂质的来源
教 案
•
裂解气中的酸性气体主要是CO2，H2S和其
他气态硫化物。它们主要来自以下几方面。
①气体裂解原料带人的气体硫化物和CO2。 ②液体裂解原料中所含的硫化物在高温下与
氢和水蒸气反应生成的CO2和H2S，如:
③裂解原料烃和炉管中的结炭与水蒸气反应 化
可生成CO和CO2。
学 工
④当裂解炉中有氧进人时，氧与烃类反应生
程 与
成CO2。
工 艺 教
研
室
化 学 工
酸性气体的脱除-来源和危害
艺
学 电
教
研
室
化
学 工
酸性气体的脱除-乙醇胺法
艺
学
电
子
教
案
化 学 工 程 与 工 艺 教 研 室
化
学 工
酸性气体的脱除-乙醇胺法
艺
学 电 子
•
乙醇胺加热至45℃后送入吸收塔的顶部。裂
教 案
解气中的酸性气体大部分被乙醇胺溶液吸收
后，送入碱洗塔进一步净化。吸收了的CO2 和H2S的富液，由吸收塔釜采出.在富液中注
艺
学 电 子
•
3.4.1 裂解气预分馏的目的与任务
教 案
•
何为预分馏？
裂解炉出口的高温裂解气经急冷换热器的冷
6烃类裂解及裂解气分离(化学工艺学)资料PPT课件
21
◆热力学――烃类裂解规律◆
某烃在给定条件下裂解或脱氢反应能进行到什么程度，需用
下式来判断： △G0T＝－RTlnKp
△ G 0 T ＝ i＝ n1 ν i△ G 0 f,i,T 生 成 物 － i＝ m 1 ν i△ G 0 f,i,T 反 应 物
✓G º越是较大的负值，Kp值越大，此时为不可逆反应； ✓G º越是较小的负值或正值，Kp值越小，此时为可逆反应，22 反应受平衡的影响
第6章 烃类裂解及裂解 气分PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
烃类热裂解
石油二次加工过程，石油化工的基础 不用催化剂，将烃类加热到750-900℃发生 热裂解
原料： 石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、 柴油、重油等） 低分子烷烃（乙烷、丙烷）
(1) 同碳原子数的烷烃，C—H键能大于C—C键能，故断链比 脱氢容易。
(2) 烷烃的相对热稳定性随碳链的增长而降低，它们的热稳定 性顺序是： CH4＞C2H6＞C3H8＞……＞高碳烷烃 越长的烃分子越容易断链。
(3) 烷烃的脱氢能力与烷烃的分子结构有关。叔氢最易脱去、 仲氢次之，伯氢又次之。
(4) 带支链烃的C－C键或C－H键的键能小，易断裂。故有支 链的烃容易裂解或脱氢。
23
(3) 在断链反应中，低分子烷烃的C—C键在分子两端断裂比在 分子中央断裂在热力学上占优势，断链所得的较小分子是烷烃，
主要是甲烷；较大分子是烯烃。随着烷烃的碳链增长，C－C
➢ 脱氢反应
C n H 2 n
C n H 2 n -2 H 2
➢ 断链反应
C m + n H 2 ( m + n )
◆热力学――烃类裂解规律◆
某烃在给定条件下裂解或脱氢反应能进行到什么程度，需用
下式来判断： △G0T＝－RTlnKp
△ G 0 T ＝ i＝ n1 ν i△ G 0 f,i,T 生 成 物 － i＝ m 1 ν i△ G 0 f,i,T 反 应 物
✓G º越是较大的负值，Kp值越大，此时为不可逆反应； ✓G º越是较小的负值或正值，Kp值越小，此时为可逆反应，22 反应受平衡的影响
第6章 烃类裂解及裂解 气分PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
烃类热裂解
石油二次加工过程，石油化工的基础 不用催化剂，将烃类加热到750-900℃发生 热裂解
原料： 石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、 柴油、重油等） 低分子烷烃（乙烷、丙烷）
(1) 同碳原子数的烷烃，C—H键能大于C—C键能，故断链比 脱氢容易。
(2) 烷烃的相对热稳定性随碳链的增长而降低，它们的热稳定 性顺序是： CH4＞C2H6＞C3H8＞……＞高碳烷烃 越长的烃分子越容易断链。
(3) 烷烃的脱氢能力与烷烃的分子结构有关。叔氢最易脱去、 仲氢次之，伯氢又次之。
(4) 带支链烃的C－C键或C－H键的键能小，易断裂。故有支 链的烃容易裂解或脱氢。
23
(3) 在断链反应中，低分子烷烃的C—C键在分子两端断裂比在 分子中央断裂在热力学上占优势，断链所得的较小分子是烷烃，
主要是甲烷；较大分子是烯烃。随着烷烃的碳链增长，C－C
➢ 脱氢反应
C n H 2 n
C n H 2 n -2 H 2
➢ 断链反应
C m + n H 2 ( m + n )
第三节 裂解气的净化与分离
返回目录第三节裂解气的净化与分离思考题：1.裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？2.什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包括那几部分？3.裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？4.水在裂解气深冷分离中有什么危害？工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分？5.什么叫分子筛？分子筛吸附有哪些特点，有哪些规律？6.裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳？工业上脱除炔烃的方法有哪些？7.什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？8.为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩？一、概述（一）裂解气的组成和分离要求裂解气净化与分离的任务就是除去裂解气中有害的杂质，分离出单一稀烃产品或烃的馏分，为基本有机化学工业和高分子化学工业等提供原料。
有些产品的生产要求使用高纯度的烯烃原料。
很多聚合级产品的生产，对原料有很高的要求。
例如，生产聚乙烯、聚丙烯以及乙丙橡胶用的乙烯和丙烯，要求纯度要达到99.9%。
为了获得这样高纯度的产品，必须对裂解气进行净化和分离。
裂解气是从裂解装置送来的氢气和C1~C5烷、烯、炔以及杂质性气体混合物。
（二）裂解气分离方法简介工业生产上采用的裂解气分离方法，主要有深冷分离法和油吸收精馏分离法两种。
本章重点介绍深冷分离方法。
在基本有机化学工业中，冷冻温度≦-100℃的称为深度冷冻，简称“深冷”。
因为裂解气分离方法采用了-100℃以下的冷冻系统，所以工业上称为深冷分离法。
这种方法的分离原理就是利用裂解气中各种烃的相对挥发度不同，在低温下除了氢气和甲烷以外，把其余的烃类都冷凝下来，然后在精馏塔内进行多组分精馏分离，利用不同的精馏塔，把各种烃逐个分离下来。
其实质是冷凝精馏过程。
油吸收精馏方法的原理是利用溶剂油对裂解气中各组分的不同吸收能力，将裂解气中除了氢气和甲烷以外的其它烃类全部吸收下来，然后利用精馏塔将各种烃类在逐个分离开来。
03 烃类热裂解5PPT课件
内 于低温精馏塔来说，可以不用较低温度级位的冷剂，
蒙 古
降低能量消耗及制冷系统设备费用。此外，塔温
工 高．也降低对设备材质的要求。②上升蒸气的相对
业 大
密度增加，从而使单位设备处理量增加，降低设备
学 化
费用。
工 学
但是，提高压力也有其不利的影响：①相对挥发度下
院---
降，塔板数增多或者回流比增大，从而造成设备费
学-
---
2020/11/18
6
3 烃类在 温热-度1低裂00，～解极-1易60散℃冷下，操用作绝的热低材温料设把备高。效由板于
式换热器和气液分离器等都放在一个箱子
总的来看，低里压。节它能的，原但理操是作用温节度流低膨，胀材来质获要得求低高温，。
投资增大，它操的作用复途杂是；依高靠压低相温反来。回收乙烯，制取富
用过低制冷温度考虑，应可能采用较高的操作压力，
工 学
但有一定限制，如图，压力提高，相对挥发度降低，
院---
操 作 压 力 的 极 限 是 4 . 4 MPa。 一 般 分 为 高 压 ( 3 . 0 -
化 学
3.2MPa)、中压(1.05-1.25MPa) 、低压(0.6-
工 艺
0.7MPa) 压力变化还影响能耗。
工 学
目前大型乙烯装置多采用前冷工艺，后冷工艺逐渐被
院---
取代。
化 学
⑷典型流程
工
艺
学-
---
2020/11/18
8
3 烃类热裂解
3.6.4乙烯塔
分离C2馏分，塔顶产品乙烯，塔釜产品乙烷，乙烯纯
度要达到聚合级，直接影响产品的产量和质量；操
内 蒙
作温度仅次于甲烷塔，冷量消耗占总制冷量比例较
有机工艺学-裂解气的分离与净化
裂解气的应用价值
提供化工原料
裂解气中的烃类气体可作为化工原料，用于合成 氨、甲醇、乙烯等化工产品的生产。
燃料
裂解气中的烃类气体可作为燃料，如天然气、液 化石油气等，具有高效、清洁、环保等特点。
能源利用
裂解气中的氢气可用于燃料电池、炼油工业等领 域，具有高效、清洁的能源利用特点。
03
裂解气的分离技术
详细描述
压缩分离法是一种常用的气体分离技术，通过提高气体的压力，使气体中的各组分在高压下溶解度发生变化，从 而实现各组分的分离。该方法适用于从气体中分离出溶解度差异较大的组分，如烃类、二氧化碳等。
吸附分离法
总结词
利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异，将气体中的不同组分吸附在吸附剂表面，从而实现分离。
未来展望
未来，随着环保意识的提高和新 能源技术的不断发展，有机工艺 学将在绿色合成、可再生能源等
领域发挥更加重要的作用。
02
裂解气的产生与特性
裂解气的定义与产生过程
裂解气的定义
裂解气是指在高温或化学试剂的作用下，将大分子烃类物质 裂解成小分子烃类物质，并伴随产生的一类气体混合物。
裂解气的产生过程
05
裂解气分离与净化的挑战与解决方案
技术瓶颈与难题
1 2
高温高压环境下的分离效率问题
裂解气需要在高温高压条件下进行分离，但这种 条件下分离效率往往较低。
杂质脱除与回收难题
裂解气中往往含有多种杂质，难以有效脱除和回 收。
3
能耗高、成本高
传统的分离与净化技术往往能耗高，成本也较高。
解决方案与创新技术
冷凝分离法
总结词
基于气体在不同温度下冷凝成液体的原理，通过降温将高沸点的组分冷凝下来，从而实 现分离。
第三节 裂解气的净化与分离
返回目录第三节裂解气的净化与分离思考题：1.裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？2.什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包括那几部分？3.裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？4.水在裂解气深冷分离中有什么危害？工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分？5.什么叫分子筛？分子筛吸附有哪些特点，有哪些规律？6.裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳？工业上脱除炔烃的方法有哪些？7.什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？8.为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩？一、概述（一）裂解气的组成和分离要求裂解气净化与分离的任务就是除去裂解气中有害的杂质，分离出单一稀烃产品或烃的馏分，为基本有机化学工业和高分子化学工业等提供原料。
有些产品的生产要求使用高纯度的烯烃原料。
很多聚合级产品的生产，对原料有很高的要求。
例如，生产聚乙烯、聚丙烯以及乙丙橡胶用的乙烯和丙烯，要求纯度要达到99.9%。
为了获得这样高纯度的产品，必须对裂解气进行净化和分离。
裂解气是从裂解装置送来的氢气和C1~C5烷、烯、炔以及杂质性气体混合物。
（二）裂解气分离方法简介工业生产上采用的裂解气分离方法，主要有深冷分离法和油吸收精馏分离法两种。
本章重点介绍深冷分离方法。
在基本有机化学工业中，冷冻温度≦-100℃的称为深度冷冻，简称“深冷”。
因为裂解气分离方法采用了-100℃以下的冷冻系统，所以工业上称为深冷分离法。
这种方法的分离原理就是利用裂解气中各种烃的相对挥发度不同，在低温下除了氢气和甲烷以外，把其余的烃类都冷凝下来，然后在精馏塔内进行多组分精馏分离，利用不同的精馏塔，把各种烃逐个分离下来。
其实质是冷凝精馏过程。
油吸收精馏方法的原理是利用溶剂油对裂解气中各组分的不同吸收能力，将裂解气中除了氢气和甲烷以外的其它烃类全部吸收下来，然后利用精馏塔将各种烃类在逐个分离开来。
第5章-乙烯裂解PPT课件
裂解原料的主要来源
天然气加工厂轻烃 炼油厂加工产品
.
9
（一）轻烃
• 天然气：
• 蕴藏在地层深处的可燃性气体，主要组成： 甲烷（占ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5~95%）、乙烷、丙烷等低分子量烷烃， 少量CO2、N2、H2S等非烃成分。
天然气
气田气：来自于天然气井的气体，其中甲烷含量 较高（≥90%），乙烷、丙烷含量较少。
伴生气：在石油开采中与石油伴生的天然气，故又
CnH2n+H2
（2）断链反应 这是碳碳键断裂反应，反应产物是碳
原子数较少的烷烃和烯烃，其通式为
R—CH2—CH2—R ＇
R—CH=CH2+ R＇H
.
15
2．环烷烃裂解的一次反应 原料中的环烷烃可以发生断链和脱氢反应，生成乙烯、
丁烯、丁二烯、芳烃等。 例如环己烷裂解:
C6H12
C6H12
C2H4+C4H8 C2H4+C4H6+H2 C4H6+C2H6 3/2C4H6+3/2H2
•按高温短停留时间和低烃分压的工艺要求，势必增大炉管的
表面热强度，要求有耐高温的合金材料和铸管技术，增加了
设备的投资。
.
29
5.3 裂解产物的深冷分离
.
28
管式炉裂解法的优缺点
优点：
•炉型结构简单，操作容易，便于控制，能连续生产 •乙烯、丙烯收率较高，产物浓度高。 •动力消耗小，热效率高，裂解气和烟道气的余热大部分可以 设法回收。
•原料的适用范围随着裂解技术的进步已日渐扩大。 •可以多炉组合而大型化生产。
缺点：
•对重质原料的适应性还有一定的限制，重质原料易结焦，运 转周期短，裂解深度低，经常性的清焦操作缩短了有效生产 时间。
裂解气的净化与分离
ห้องสมุดไป่ตู้
1、乙烯、丙烯纯度降低 2、H2S：腐蚀设备管道；分子筛寿命降 低；使加氢脱炔用催化剂中毒 3、CO2：低温下结成干冰堵塞设备管道； 在生产聚乙烯等时酸性气体积累造成聚合 速度降低、聚乙烯的分子量降低
A
13
脱除酸性气体的方法
化学吸收法（酸碱中和）
吸收剂有：
NaOH溶液（碱洗法）、乙醇胺溶液、 N-甲基吡咯烷酮等
12.07.2020
A
14
12.07.2020
A
15
两段碱洗工艺流程
12.07.2020
A
16
乙醇胺脱出酸性气工艺流程
12.07.2020
A
17
二 脱水
12.07.2020
A
18
水的来源
❖ 稀释蒸汽、 ❖ 急冷水、 ❖ 脱酸碱洗
500-700ppm
12.07.2020
A
19
危害
❖ 低温下，水冻结成冰，而且与轻质烃形成白 色结晶水合物，如CH4·6H20、C2H6·7H20、 C3H8·7H20等。
12.07.2020
A
23
危害
❖ 少量乙炔、丙炔和丙二烯的存在严重地影响 乙烯、丙烯的质量。
❖ 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。
❖ 丙炔和丙二烯的存在，将影响丙烯聚合反应 的顺利进行。
12.07.2020
A
24
脱炔方法
❖ 要求：
乙烯中：乙炔＜5×10－6， 丙烯中：丙二烯＜ 1×10－5
丙炔＜5×10－6
❖ 方法：
溶剂吸收法和催化加氢法
(mol分数)
12.07.2020
1、乙烯、丙烯纯度降低 2、H2S：腐蚀设备管道；分子筛寿命降 低；使加氢脱炔用催化剂中毒 3、CO2：低温下结成干冰堵塞设备管道； 在生产聚乙烯等时酸性气体积累造成聚合 速度降低、聚乙烯的分子量降低
A
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脱除酸性气体的方法
化学吸收法（酸碱中和）
吸收剂有：
NaOH溶液（碱洗法）、乙醇胺溶液、 N-甲基吡咯烷酮等
12.07.2020
A
14
12.07.2020
A
15
两段碱洗工艺流程
12.07.2020
A
16
乙醇胺脱出酸性气工艺流程
12.07.2020
A
17
二 脱水
12.07.2020
A
18
水的来源
❖ 稀释蒸汽、 ❖ 急冷水、 ❖ 脱酸碱洗
500-700ppm
12.07.2020
A
19
危害
❖ 低温下，水冻结成冰，而且与轻质烃形成白 色结晶水合物，如CH4·6H20、C2H6·7H20、 C3H8·7H20等。
12.07.2020
A
23
危害
❖ 少量乙炔、丙炔和丙二烯的存在严重地影响 乙烯、丙烯的质量。
❖ 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。
❖ 丙炔和丙二烯的存在，将影响丙烯聚合反应 的顺利进行。
12.07.2020
A
24
脱炔方法
❖ 要求：
乙烯中：乙炔＜5×10－6， 丙烯中：丙二烯＜ 1×10－5
丙炔＜5×10－6
❖ 方法：
溶剂吸收法和催化加氢法
(mol分数)
12.07.2020
裂解气的净化1PPT课件
· 讲师： XXXX
· 时间：202X.XX.XX
75
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
3
4
5
6
两段碱洗工艺流程
前脱乙烷流程
7
8
醇胺脱出酸性气工艺流程
9
缺优点点
碱洗法 碱碱不洗可再法生
消耗大
适除于黄酸酸油彻含问量题底低
废水处理量大
乙乙醇醇胺 胺法 法
吸设收备剂要可求再高生 吸适收用双酸烯含烃量再高生
100 压缩
112.034
脱 甲
烷
塔
脱 乙 烷 塔
乙
97.00
烯
塔
0.066
107.504 0.284
0.40
47
48
3.6.3 脱甲烷塔(投资大、能耗多)
49
50
51
52
❖中压脱甲烷 ： （1.05~1.25MPa）
53
54
3.6.4 乙烯塔
55
56
57
58
59
60
3.7 未来世界乙烯工业的发展趋势
复叠制冷循环
32
复叠制冷循环
33
3.6 裂解气的精馏分离系统
34
35
预分离后裂解气的组成
36
产品规格
37
38
3.6.1 分离流程的组织
39
40
顺序分离流程
41
前脱乙烷流程
42
前脱丙烷流程
43
44
3.6.2 分离流程的主要评价指标
45
46
· 时间：202X.XX.XX
75
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
3
4
5
6
两段碱洗工艺流程
前脱乙烷流程
7
8
醇胺脱出酸性气工艺流程
9
缺优点点
碱洗法 碱碱不洗可再法生
消耗大
适除于黄酸酸油彻含问量题底低
废水处理量大
乙乙醇醇胺 胺法 法
吸设收备剂要可求再高生 吸适收用双酸烯含烃量再高生
100 压缩
112.034
脱 甲
烷
塔
脱 乙 烷 塔
乙
97.00
烯
塔
0.066
107.504 0.284
0.40
47
48
3.6.3 脱甲烷塔(投资大、能耗多)
49
50
51
52
❖中压脱甲烷 ： （1.05~1.25MPa）
53
54
3.6.4 乙烯塔
55
56
57
58
59
60
3.7 未来世界乙烯工业的发展趋势
复叠制冷循环
32
复叠制冷循环
33
3.6 裂解气的精馏分离系统
34
35
预分离后裂解气的组成
36
产品规格
37
38
3.6.1 分离流程的组织
39
40
顺序分离流程
41
前脱乙烷流程
42
前脱丙烷流程
43
44
3.6.2 分离流程的主要评价指标
45
46
有机工艺学--裂解气的分离与净化
二
裂解气的净化
（一）、酸性气体的脱除
1. 酸性气体的来源及危害
来源：
气体裂解原料带来的硫化物和二氧化碳； 液体原料中硫化物高温下与H2/H2O反应产物； 烃或炭在高温下与水蒸气反应； 混入的氧气。
危害:
eH2S腐蚀设备，使脱水分子筛中毒、脱炔的钯催 化剂中毒； eCO2低温转化为干冰，堵塞设备； eCO2和硫化物影响烯烃聚合催化剂的活性； eCO2和H2S的存在，降低烯烃的有效压力，从而 影响聚合速度和聚合物分子量分布
(7)二种脱炔方法的比较 表3-19 溶剂法和催化加氢脱乙炔的比较
项 目 流程 投资 乙炔含量高 乙炔含量低 操作费 乙炔含量高 乙炔含量低 相对设备费 生产成本 公用工程费 操作苛刻度 产品污染可能性 能否回收乙炔 适用场合 溶 剂 吸 收 复杂 大致相等 少 较低 低 1 1 1 大 大 能 乙炔含量高 催 化 加 氢 简单 大致相等 基准 基准 基准 0.5 0.96 0.54 小 小 不能 乙炔含量低
前加氢工艺钯系和非钯系催化剂对比
钯系 非钯系 多(5~20%)
金属用量 （对载体） 加氢活性 选择性 空速 对C4=组分的敏感性 对S和CO的敏感性
少（0.04~0.2%）
高，在较低温度下 稍差，在较高温度下 进行 进行 好，乙烯损失少 稍差 大，催化剂用量少 稍小，催化剂用量大 丁二烯易聚合 可暂时中毒 丁二烯含量可小于3% 适量尚可提高选择性
（二）、干燥脱水
1.水分存在的危害
裂解气压缩机出口压力3.3~3.7MPa，温度为15℃，饱和 水分600~700μg/g
深冷分离时会形成冰，与轻质烃形成水合物，H2中 含水会影响加氢效果，深度脱水不大于1μg/g， 裂解气露点不大于-70℃
6 烃类裂解及裂解气分离演示文档.ppt
链终止 两个自由基形成稳定分子的过程 活化能一般较低
..........
自由基分解反应的规律
自由基分解为碳原子数较少的烯烃的反应活化 能较小
自由基中带有未配对电子的碳原子，若所连的 氢较少，就主要分解为氢自由基和同碳原子数 的烯烃分子
链增长反应中生成的自由基碳原子数大于3， 还可继续发生分解反应
主要产物：乙烯、丙烯、丁二烯、环烯烃 特点：烯烃在反应中生成小分子烯烃的裂解是不
希望发生的，需要控制
..........
烯烃断裂位置
C-C-C-C-C
解离能
341.92kJ/mol
341.92kJ/mol
αβ C=C-C-C-C
解离能
288.42kJ/ol 380.38kJ/mol
断链容易程度： 双键α位C-C< 烷烃C-C <双键β位C-C
单环或少环芳烃 多环芳烃 稠环芳烃 液体焦油 固体沥青质 焦炭
..........
各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律
1. 正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。 2. 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯 3. 环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。 4. 无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃 5. 有烷基的芳烃主要是烷基发生断碳键和脱氢反 应，有结焦的倾向 6. 正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳环>五碳环）>芳烃
..........
6.2.1.3 特性因素，K 1. 表征原油和馏分油的化学组成特性的一种参数。
2. K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低。 反映了烃的氢饱和程度。 原料烃的K值越大则乙烯产率越高。 乙烯和丙烯总体收率大体上随裂解原料K值的增大 而增加。
..........
..........
自由基分解反应的规律
自由基分解为碳原子数较少的烯烃的反应活化 能较小
自由基中带有未配对电子的碳原子，若所连的 氢较少，就主要分解为氢自由基和同碳原子数 的烯烃分子
链增长反应中生成的自由基碳原子数大于3， 还可继续发生分解反应
主要产物：乙烯、丙烯、丁二烯、环烯烃 特点：烯烃在反应中生成小分子烯烃的裂解是不
希望发生的，需要控制
..........
烯烃断裂位置
C-C-C-C-C
解离能
341.92kJ/mol
341.92kJ/mol
αβ C=C-C-C-C
解离能
288.42kJ/ol 380.38kJ/mol
断链容易程度： 双键α位C-C< 烷烃C-C <双键β位C-C
单环或少环芳烃 多环芳烃 稠环芳烃 液体焦油 固体沥青质 焦炭
..........
各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律
1. 正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。 2. 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯 3. 环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。 4. 无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃 5. 有烷基的芳烃主要是烷基发生断碳键和脱氢反 应，有结焦的倾向 6. 正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳环>五碳环）>芳烃
..........
6.2.1.3 特性因素，K 1. 表征原油和馏分油的化学组成特性的一种参数。
2. K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低。 反映了烃的氢饱和程度。 原料烃的K值越大则乙烯产率越高。 乙烯和丙烯总体收率大体上随裂解原料K值的增大 而增加。
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第2章-裂解气分离
解决办法
多段压缩和 冷却相结合
二烯烃高温度下聚合和结焦
裂解气经压缩，压力升高 温度升高
裂解气压缩后限制的原因
高压法和低压法的比较
高压法 分离温度高 多耗压缩功 低压法 分离温度低 少耗压缩功 多耗冷量
少耗冷量
塔釜温度高，易 聚合，相对挥发度 低，分离困难
塔釜温度低，不易聚合， 相对挥发度大，分离容 易
第二节 压缩和制冷系统
目的和任务 压力与温度的关系
多级压缩的优点
制冷剂的选择
需要大量冷量和耐低温设备
解决办法
常压，冷凝、精馏分离温度低
裂解气常压沸点很低
加压 提高组分的沸点 提高操作温度
压缩的原因
一、裂解气的压缩
1.压力与温度的关系
根据物质的冷凝温度随压力增加而升高的规律，对 裂解气加压，从而使各组分的冷凝点升高，这既有利于 分离，又可节约冷冻量和低温材料。
裂解气分离方法
用吸收剂吸收除甲烷和氢气以外的其它 组分，然后根据溶解度不同进行精馏， 把各组分从吸收剂中逐一分离。
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，已被淘汰。
油吸收
精馏分离
在-100℃左右的低温下，将裂解气中除 氢和甲烷以外的其它烃类全部冷凝下来。 然后利用裂解气中各种烃类的相对挥发 度不同，在合适的温度和压力下，以精 馏的方法将各组分分离开来，达到分离 的目的 。
90· 6
1· 019 1· 99
92· 2
2· 108 2· 11
2· 0
此外，对裂解气压缩冷却，还能除掉相当量的水份和 重质烃，以减少后继干燥及低温分离的负担。
多级压缩优势
节约压缩功耗
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❖ 酸性气体的来源
（1）气体裂解原料带入的气体硫化物和 CO2
（2）液体裂解原料中所含的硫化物高温氢 解生成的CO2和H2S
（3）烃、焦炭与水蒸气反应生成CO2
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酸性气体的危害
❖ 两方面：
裂解气分离装置；下游加工装置
❖ 具体：
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1、乙烯、丙烯纯度降低 2、H2S：腐蚀设备管道；分子筛寿命降 低；使加氢脱炔用催化剂中毒 3、CO2：低温下结成干冰堵塞设备管道； 在生产聚乙烯等时酸性气体积累造成聚合 速度降低、聚乙烯的分子量降低
用进丙行烯精与细苯的烷分基离化和生提产纯异。丙苯时，甚至
5
可以用丙烯-丙烷混合馏分。
裂解气分离方法简介
裂解气的提浓、提纯工作，是以精馏方法完成 的。
精馏分方离法过要程求的将主组要分矛冷盾凝是为如液何态将。裂氢解气气常中压沸点为
－263 ℃、的甲甲烷烷-1和61氢.5气℃先，行很分难离液。化，碳二以上的馏 分相对地比较容易液化(乙烯沸点－103.68 ℃ ）。因 此，裂解气在除去甲烷、氢气以后，其它组分的分离 就比较容易
3、低温精馏 分离系统
这是深冷分离的核心，其任务是将各组分进行分离
并将乙烯、丙烯产品精制提纯。它由一系列塔器构 成，如脱甲烷塔，乙烯精馏塔和丙烯精馏塔等。
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组成
来源
一 酸性气体的脱除
危害
脱除 方法
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组成
❖ CO2，H2S和少量的有机硫化物，如氧硫化 碳(COS)、二硫化碳(CS2)、硫醚(RSR')、硫 醇(RSH)、噻吩等
低聚物（绿油）
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分为：前加氢后加氢
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前加氢
❖ 前加氢在脱甲烷前进行，由于氢气自给，故流程简单，能量 消耗低
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。
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深冷分离
冷凝精馏
深冷分离是在-100℃左右的低温下，将裂解气中除 了氢和甲烷以外的其它烃类全部冷凝下来。然后利 用裂解气中各种烃类的相对挥发度不同，在合适的 温度和压力下，以精馏的方法将各组分分
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主要内容
❖ 分离方法概述 ❖ 酸性气体的脱除 ❖ 脱水 ❖ 脱炔 ❖ 压缩
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❖石 油 烃
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气态产物 裂解气（乙烯、丙烯）
液态产物
裂解汽油 裂解轻柴油 燃料油
固态产物
焦、碳
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低级烃类
1、组成
氢气
裂
解
一、裂解气的组成
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已被
特点
淘汰
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。
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自 深冷操作的系统组成
学
1、压缩冷 冻系统
该系统的任务是加压、降温，以保证分离过程 顺利进行。
2、气体净 化系统
为了排除对后继操作的干扰，提高产品的纯度，
通常设置有脱酸性气体、脱水、脱炔和脱一氧化 碳等操作过程。
气
及分离要求
的
少量杂质
组 成
2、分离要求
及
分 离
深冷分离
方 法
二、裂解气分离方法简介
深冷操作的系统 组成
油吸收精馏分离
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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，就需要将它们与其它烃类和杂质等 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。
深冷分离
特点：
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。
适宜于加工精度高的大工业生产。
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油吸收法
吸收精馏
油吸收法是利用裂解气中各组分在某种吸收剂中的溶 解度不同，用吸收剂吸收除甲烷和氢气以外的其它组 分，然后用精馏的方法，把各组分从吸收剂中逐一分 离。
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三 脱炔
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来源
❖ 在裂解反应中，二次反应的存在，使裂解气 含有一定量的乙炔，还有少量的丙炔、丙二 烯。
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危害
❖ 少量乙炔、丙炔和丙二烯的存在严重地影响 乙烯、丙烯的质量。
❖ 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。
二甲基甲酰胺（DMF） N-甲基吡咯烷酮（NMP） 丙酮
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催化加氢法
将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷， 由此达到脱除乙炔的目的
主反应： C2H2+H2
K1 C2H4+H1
副反应： C2H2+2H2 K2 C2H4+H2 mC2H2+nH2
C2H6+ H2 C2H6+（ H2 － H1）
❖ 丙炔和丙二烯的存在，将影响丙烯聚合反应 的顺利进行。
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脱炔方法
❖ 要求：
乙烯中：乙炔＜5×10－6， 丙烯中：丙二烯＜ 1×10－5
丙炔＜5×10－6
❖ 方法：
溶剂吸收法和催化加氢法
(mol分数)
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溶剂吸收法
❖ 吸收裂解气中的乙炔 ❖ 同时回收一定量的乙炔 ❖ 常用的溶剂
500-700ppm
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危害
❖ 低温下，水冻结成冰，而且与轻质烃形成白 色结晶水合物，如CH4·6H20、C2H6·7H20、 C3H8·7H20等。
固体附着在管壁上，既增加动能 消耗，又堵塞管道。
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方法
❖
吸附干燥 吸附剂：分子筛、硅胶、活性氧化铝
工业上常用3A型分子筛
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脱除酸性气体的方法
化学吸收法（酸碱中和）
吸收剂有：
NaOH溶液（碱洗法）、乙醇胺溶液、 N-甲基吡咯烷酮等
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两段碱洗工艺流程
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乙醇胺脱出酸性气工艺流程
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二 脱水
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水的来源
❖ 稀释蒸汽、 ❖ 急冷水、 ❖ 脱酸碱洗
各种有机产品的合成，对于原料纯度的要求是不同的。 所以分离的程度可根据后续产品合成的要求来确定。
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有乙对严纯的烯于，度产 与聚生在品苯合产9对烷9.用聚9原基%的乙料化或乙烯纯生9烯、9度产.5和聚要乙%丙丙求苯以烯烯不时上的要高，，质求， 对其量乙例乙中要烯如烯有求、用纯机则丙杂很烯质 度不要允求许不超太过高5，～则10可PP以m分。离这纯就度要低求一对些裂，解气