乙稀分离技术
乙烯裂解C4馏分的分离及利用
乙烯裂解C4馏分的分离及利用李涛（扬子石化股份公司研究院）摘要介绍了乙烯裂解装置副产C4馏分的分离技术及化工利用状况，并对我国乙烯装置裂解C4馏分的分离利用提出了具体建议。
关键词乙烯裂解C4 丁二烯丁烯-1 正丁烯异丁烯1．前言我国主要使用石脑油和轻油裂解法制备乙烯，该法将联产大量的C4烃和C5烃混合物,如以石脑油为原料,Ｃ4烃产率可达乙烯产量的 15%～18% ,Ｃ5烃也可达到20%左右。
目前,我国的乙烯生产能力可达 550万t/a ,Ｃ4、Ｃ5烃的年产量近 100万t。
到 2005年,南京化学工业园区内乙烯产量将达到1400kt/a ,其中抽余C4产量约 220 kt/a, 裂解 C5产量约150 kt/a,裂解C9产量约 130kt/ a。
这些组份量大且稳定,其中烯烃、二烯烃和芳烃等不饱和活性组份所占比重超过了50% (质量分数)，而这些活性组份正是精细有机化工的主要原料。
目前我国Ｃ4烃的化工利用率只有 41% ,Ｃ5烃的化工利用率则更低,仅为10% ,其它基本上是作为燃料利用的。
而国外的化工利用率很高,如美国为 80%～90%,日本为64%,西欧为60%。
因此采用新技术充分利用好这一宝贵资源,综合挖掘它们潜在的利用价值 , 获取高附加值产品,对降低乙烯投资成本,提高经济效益具有重要意义，同时也会直接影响精细化工的发展和未来[1-2]。
2．裂解Ｃ4馏分的分离[3-6]乙烯裂解装置副产 C4馏分中含有 1 ,3 -丁二烯、正丁烯、异丁烯、正丁烷等组分（见表1）。
1 ,3 -丁二烯可以用萃取精馏的方法分离出来,用作合成橡胶的原料。
余下的C4抽余液是多种异构体的混合物，各组分的沸点很接近,尤其是异丁烯和丁烯-1 ,沸点只相差 0.6℃,相对挥发度只相差 0.03 ,用一般的精馏方法很难实现二者的分离。
所以一般用化学方法来脱除异丁烯，例如用反应精馏的方法与甲醇反应生产 MTBE而被利用,剩下的正丁烯和正丁烷、异丁烷等组分,过去是用作液化气燃料被烧掉,价值比较低,但自从德国德士古公司(Deuscho)发明了正丁烯水合法生产甲乙酮的工艺后,正丁烯被进一步开发利用。
乙烯装置分离顺序选择及前脱丙烷技术
式 中 ： — —分 离费 用 ； Ｆ
— —
某一 分离 的费用 ；
“—— 设计 变量 ；
— —
小装 置 。对 于 大 型 乙烯 装 置 ，ｕ ｍ ｓ 用 甲烷 压 Ｌｍ ｕ 采 缩制 冷 ， 际上 是一个 开 式 热泵 系 统 ， 甲烷 塔 顶 实 脱
作者简介 ： 王振维 （ ６ 一）男， １ ， ， 河北人 ， ８ 年毕业于清华大学 ， ９ ｌ６ ９ 获学士学位，９１ １ 年毕业于清华大学， ９ 获工学硕士学位， 现从事石 油化工的设计和开发工作 ， 教授级高级工程师 ， 副总工程师。
第２ ０卷
王振维等 ． 乙烯装置分离顺序选择及前脱丙烷技术
大的。
是对该规则 的简单利用 ， 当时的脱 甲烷塔采用高
压塔 ， 还没 有 考 虑 提 高相 对 挥 发 度 的问题 。后 随 着技 术 的进 步 及 对节 能 的越 来 越 重 视 ， 生 的 中 产
压脱 甲烷塔 、 低压脱 甲烷 塔 、 乙烯 精馏 塔 热泵 等技
术应 用 ， 进而 产生不 同 的技术 路线 。
（）应 首先把 混 合 物分 成 分 子数 接 近 的两股 ３ 物流 。理论上 ， 如果 分 离塔 的塔 顶／ 釜 分子 数接 塔 近 ， 可能 使 能 量更 好 地 匹配 从 而 降 低 能耗 。但 有
具体应用时应根据具体系统具体分析。
１ 分 离顺序 的确定 方法
（）对 回收 率要 求 高 的分 离 应放 在 最后 。回 ４ 收率 高要求 的分离精 度 高 、 品纯度 高 ， 产 需要 的分 离级数 多 ， 当有 非 关 键 组 分存 在 时会 增 加 设 备投 资， 因此 ， 宜放 在最后 。 （）容 易造成 系 统腐 蚀 或 产 生 聚合结 焦 的组 ５ 分应先 除去 ， 以降 低 投 资 ， 利 于 装 置 的稳 定 运 更 行 。乙烯装置 中碱洗 塔 的作 用就 是 先将 酸性 气加
裂解气分离设计（已处理）
裂解气分离设计1 引言1.1裂解气制取乙烯的意义乙烯是基本有机化学工业最重要的产品,它的发展带动着其他基本有机化工产品生产的发展,因此乙烯的产量往往标志着一个国家基本有机化学工业发展的水平。
乙烯生产的发展,使其他基本有机化工产品的生产也有了很大的增长。
并在开发新工艺,新技术,简化生产方法,降低原料单耗,开辟新的原料路线,提供新产品,防治环境污染等方面取得了较大的进展。
轻油裂解制乙烯技术研究始于20世纪30年代,经过60多年的发展,裂解技术日臻成熟,目前世界乙烯产量的98%以上。
与之相应的深分离方法也最为成熟,目前占据世界乙烯市场分离技术主要分为三大类,分别为顺序分离技术、前脱丙烷前加氢技术和前脱乙烷前加氢技术。
烃类经过裂解制得了裂解气,裂解气的组成是很复杂的,其中既有有用的组分,也含有一些有害的杂质。
裂解气的分离的任务就是除去裂解气中有害杂质,分离出单一烯烃产品或烃的馏分,为基本有机化学工业和高分子化学工业等提供原料。
为了得到高纯度的产品,必须对裂解气进行分离裂解技术在继续开发中,主要以下列问题为目标:1扩大重质原料的应用和裂解炉对原料改变的适应能力;2减小能耗,降低成本;3新的裂解技术研究。
降低产品成本是任何一个厂家的总目标,它与管理、产销、工艺技术水平密切相关,新的裂解技术研究有开发耐高温的裂解管材、催化裂解。
1.2流程方案的依据确定设计方案总的原则是在可能的条件下,尽量采用科学技术上的最新成就,使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求,符合优质、高产、安全、低消耗的原则。
为此,必须具体考虑如下几点: ①满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备,首先必须保证产品达到任务规定的要求,而且质量要稳定,这就要求各流体流量和压头稳定,入塔料液的温度和状态稳定,从而需要采取相应的措施。
其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性,各处流量应能在一定范围内进行调节,必要时传热量也可进行调整。
因此,在必要的位置上要装置调节阀门,在管路中安装备用支线。
乙烯工艺流程
乙烯工艺流程乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料、农药、医药等领域。
乙烯的生产主要通过乙烷的裂解或乙醇的脱水来实现。
本文将介绍乙烷裂解法生产乙烯的工艺流程。
1. 原料准备乙烷是乙烯的重要原料，通常来自石油裂解或天然气提取。
在生产过程中，需要对乙烷进行脱硫、脱氧等预处理工序，以保证乙烷的纯度和稳定性。
2. 裂解反应乙烷裂解是指在高温下将乙烷分解为乙烯和氢气的化学反应。
通常采用催化剂来提高反应速率和选择性。
常用的催化剂包括氧化铝、硅铝酸盐等。
裂解反应的温度通常在700-900摄氏度之间，压力在1-2兆帕之间。
裂解反应产生的乙烯和氢气混合物需要经过冷却、分离和净化处理，以获取纯度较高的乙烯产品。
3. 分离和净化裂解反应产生的乙烯和氢气混合物需要经过分离和净化处理，以获取纯度较高的乙烯产品。
通常采用冷却、压缩、吸附、蒸馏等工艺步骤来实现。
4. 乙烯产品储存和输送经过净化处理的乙烯产品需要进行储存和输送。
通常采用液化气体罐或压缩气体储罐来储存乙烯，采用管道或槽车来输送乙烯产品。
乙烷裂解法生产乙烯的工艺流程具有反应条件温度高、压力大、设备耐高温、耐腐蚀等特点。
同时，裂解反应产生的乙烯和氢气混合物需要进行分离和净化处理，以获取纯度较高的乙烯产品。
因此，乙烯生产工艺需要高温高压设备、催化剂、分离设备等配套设施，投资和运营成本较高。
同时，乙烯生产过程中产生的氢气也是一种重要的副产品，可以用于合成氨、加氢裂解、加氢精制等工艺中，实现资源的综合利用。
总之，乙烯工艺流程是一个复杂的化学过程，需要高温高压设备、催化剂、分离设备等配套设施，投资和运营成本较高。
随着化工技术的不断进步，乙烯生产工艺将更加节能环保，产品质量更高，成本更低。
乙烯的生产工艺介绍
乙烯的生产工艺介绍生产乙烯的重要核心过程就是分离过程，目前世界乙烯装置分离技术主要分为3大类，即顺序分离技术、前脱乙烷前加氢技术和前脱丙烷前加氢技术。
经过几十年的发展乙烯装置的分离流程,通过不断改进,已发展出几种不同的分离路线[3]。
1顺序分离技术深冷分离技术中，顺序分离技术应用的最早也最广泛。
在顺序分离技术中,是把关键组分的相对挥发度最接近1的乙烯和乙烷、丙烯和丙烷的分离放到流程的最后，首先按照从轻到重的顺序，将裂解气中的各个组分进行分离。
其典型流程主要包括:裂解气急冷、裂解气压缩、裂解气分离及制冷系统等几个主要部分[3],见图1-2。
图1-2典型的顺序分离流程示意（1）裂解气急冷重裂解汽油组分分离出来后,一部分作为急冷油塔的回流,一部分送至汽油汽提塔。
急冷油塔底部采出裂解燃料油,经燃料油汽提塔汽提,来控制闪点,并且冷却。
裂解气急冷部分还包括稀释蒸汽发生系统，它的作用是为裂解炉提供稀释蒸汽。
（2）裂解气压缩裂解气从急冷水塔中出来后进入裂解气压缩机一段吸入罐,压缩后经一段后冷器冷却进入压缩机二段吸入罐，然后分别进入压缩机三、四、五段吸入罐（3）裂解气分离裂解气经过干燥后依次经过脱乙烷塔进料、乙烯精馏塔、中间再沸器和丙烯冷剂冷却，进入脱甲烷塔，塔顶要控制乙烯损失在0.3%一下。
塔釜再沸器用丙烯冷剂回收冷量作为热源,塔釜液送进脱乙烷塔，塔釜控制乙烷含量在0.04%以下,塔顶控制丙烯含量在0.25%以下，乙炔选择加氢生成乙烯和乙烷，塔顶气相经乙烯干燥器后进乙烯精馏塔。
世界上乙烯装置采用最为广泛的一种乙烯分离技术就是顺序分离技术,随着技术进步以及节能减排的要求不断提高,各个行业也在传统的顺序流程的基础上开发了不少新的分离技术,为乙烯分离技术做了很大的改进。
2前脱乙烷分离技术图1-3前脱乙烷前加氢技术前脱乙烷技术的主要特点就是指分离流程的第一个塔为脱乙烷塔[4]。
见图1-3裂解气经急冷、压缩后预冷,首先进人脱乙烷塔系统,C2组分和C3以上组分先分开。
炼厂干气中乙烯回收和利用技术进展
炼厂干气中乙烯回收和利用技术进展炼厂干气主要来自原油的二次加工，如催化裂化，热裂化，延迟焦化等，其中催化裂化的干气量最大，产率也最高[1,2]。
干气中含有氢气、氮气、甲烷、乙烯、乙烷等，其中催化裂化干气中乙烯的含量约占15%[3]。
过去因为没有合适的分离回收和综合利用技术，大多数干气当作为燃料气使用或放火炬烧掉，造成了极大的资源浪费和环境污染[4]。
据统计，随着炼油企业的发展，国内催化裂化装置能力已经达到93Mt/a，每年生产的干气产量约为4.14Mt，其中含有乙烯730Kt左右[5]。
若炼厂干气回收轻烃技术能全面推广，每年可以节约用于生产乙烯的轻质油4.15Mt，创造效益上百亿元[6]。
因此，回收利用炼厂干气已经成为炼油企业降低乙烯生产成本和实现资源有效利用的重要手段。
目前，炼厂干气中乙烯回收利用技术分为两大类：一是通过对干气的精制，然后对干气中的乙烯进行浓缩，最后通过分离回收得到聚合级的乙烯；二是用干气作为原料，利用其中的稀乙烯，直接生产乙苯、环氧乙烷、丙醛等。
本文重点对国内外回收利用干气技术进行了综述。
1 炼厂干气中乙烯分离回收技术从炼厂干气中提取乙烯的技术主要有深冷分离法、吸收分离法、水合物分离法、吸附分离法和膜分离法等。
其中水合物分离法是新出现的分离方法，膜分离法正处于实验室阶段或工业试验阶段，而深冷分离法，吸收分离法和吸附分离法已经成熟并实现工业化[7]。
下面分别做以介绍。
1.1深冷分离法深冷分离法是一种已经相当成熟的技术。
早在20世纪50年代，人们就开发了常规深冷分离技术[8,9,10]。
该方法是一种低温的分离工艺，利用原料中各个组分的相对挥发度的不同，通过气体透平膨胀制冷，在低温下将干气中各个组分按工艺要求冷凝下来，然后利用精馏法将其中的各类烃按照蒸发温度的不同逐一进行分离。
但由于常规深冷分离工艺能耗大，人们不断对其进行改进，最突出的是利用分凝分馏器进行分离。
分凝分馏器是美国空气产品公司的设计专利；九十年代初，美国Stone&Webster 公司将其应用于烃气分离工艺中，形成了以分凝分馏器为核心的第一代ARS (Advanced Recovery System)技术[11]。
探究低能耗乙烯分离技术的关键点
探究低能耗乙烯分离技术的关键点摘要：随着近些年我国炼油化工产业不断升级改革，相关的产业效益持续增加，根据数据表明，我国乙烯的生产量一直无法满足市场需求，很多相关产业的乙烯消耗要依赖于进口，大大制约了经济发展的脚步。
为切实提高乙烯产量，降低生产能源消耗，实现低能乙烯分离技术革命，本文在分析乙烯生产流程后，对其技术的改良提出几点建议，希望能帮助石油化工企业增加企业收益，降低资源成本。
关键词：乙烯裂解；生产流程；裂解炉；运行参数引言：随着我国乙烯产业的不断发展进步，对乙烯生产的技术研究工作也得到了相应进展，在2021年福建大学的一项课题《简单有机分子自组装氢键有机框架材料》中，乙烯乙烷的分离取得了重要进展，对应的低能耗高纯度乙烯分离有望工业化。
业内专家表明，该项技术的突破，能极大促进乙烯产业的生产效率，降低生产能源的损耗。
一、乙烯裂解的主要生产流程乙烯的生产最重要的工艺方法是蒸汽裂解法，其生产过程共有两部分，分别是管式炉蒸汽裂解和深冷分离。
首先，要将预热好的原料与稀释蒸汽按照固定比例混合，其比例会因原料不同而有所差异，在混合完成后，通过管式炉做对流加热，在温度达到合格标准后（500-600°C）进入辐射室，在辐射室中持续加热至一定温度（780-900°C）后发生裂解现象。
期间，为了防止其高温裂解下材料发生二次反应，应将辐射好的裂解物转入急冷锅炉，并迅速降温，回收其由换热产生的高压蒸汽。
其次，裂解产物经过急冷作用后，温度降低到相应标准（350-600°C）需要再次冷却分离出产品馏分。
当来自于急冷锅炉的裂解物在急冷器和急冷油的作用下，温度降至标准后（200-220°C）再进行精馏，产生裂解焦油、汽油、柴油和裂解气，裂解气在压缩过后转移至气体分离装置。
二、低能耗乙烯分离技术的关键点（一）乙烯的各种生产路线当前国际上乙烯的生产方法除最传统、最主要的整齐热裂解外，还有催化热裂解（CPP）、催化裂解（DCC）、甲醇制烯烃（MTO）、乙醇脱水制乙烯等工艺方法，新开发的技术有合成气直接制作乙烯、Superflex、ACO、原油直接制作烯烃等工艺。
乙烯的生产工艺流程概述
乙烯的生产工艺流程概述乙烯是一种重要的有机化学品，在化工和塑料工业中具有广泛的应用。
乙烯的生产工艺流程通常包括石油炼制、蒸馏分离、烷烃裂化和乙烯分离等步骤。
本文将概述乙烯的生产工艺流程，介绍每个步骤的基本原理和关键操作。
1. 石油炼制：乙烯的生产通常从石油炼制开始。
石油是一种复杂的混合物，其中包含许多碳氢化合物。
通过石油炼制，可以将石油分离成不同碳数的烃类混合物，其中包括乙烯的前体物质。
2. 蒸馏分离：经过石油炼制得到的原料石油馏分将进行蒸馏分离，目的是将混合物中的乙烯前体物质分离出来。
蒸馏过程中，通过控制温度和压力，使得不同碳数的烃类在不同的蒸馏塔中分离出来。
得到含有乙烯前体物质的馏分。
3. 烷烃裂化：烷烃裂化是乙烯的主要生产方法之一。
在烷烃裂化过程中，乙烯前体物质（如丙烷、丁烷等）被分解成乙烯和其他副产物。
这一过程通常在高温和一定压力下进行，同时使用催化剂增加反应速率。
裂化反应后，产生的混合气体中含有乙烯。
4. 乙烯分离：乙烯分离是为了将乙烯从混合气体中分离出来，以便进一步的处理和应用。
乙烯分离通常采用吸附分离或者膜分离等方法。
其中，吸附分离是将混合气体通过吸附剂，使乙烯被吸附，进而实现分离的过程。
膜分离是利用聚合物膜的分离特性，根据不同化学物质穿过膜的速率不同，从而实现乙烯的分离。
总结回顾：乙烯的生产工艺流程可以从石油炼制开始，经过蒸馏分离、烷烃裂化和乙烯分离等步骤。
石油炼制将石油分离成不同碳数的烃类混合物，蒸馏分离将乙烯前体物质从原料中分离出来，烷烃裂化将乙烯前体物质分解成乙烯和其他副产物，乙烯分离将乙烯从混合气体中分离出来。
这些步骤相互配合，能够高效地生产乙烯。
对于乙烯的生产工艺流程，我认为可以进一步探讨以下几个方面：1. 各个步骤中的工艺条件和操作参数如何影响乙烯的产率和质量？2. 对于乙烯的分离过程，不同的分离方法有哪些优缺点？如何选择最适合的分离方法？3. 在烷烃裂化中产生的副产物有哪些？如何处理和利用这些副产物，以实现资源的高效利用和环境的可持续发展？通过这样的深入探讨，我们可以更全面、深刻地了解乙烯的生产工艺流程，以及相关的技术和环境问题。
乙烯的工业制备方法
乙烯的工业制备方法乙烯是一种重要的化工原料，广泛用于生产聚乙烯、乙烯醇等化工产品，因此其工业制备方法备受关注。
乙烯的工业制备方法主要包括裂解石油、裂解天然气、煤化工和生物法等途径。
以下将对这些方法进行详细介绍。
裂解石油是目前乙烯的主要工业制备方法之一。
石油是世界上最重要的能源资源之一，同时也是乙烯的重要来源。
在炼油过程中，从石油中提取烃类化合物，通过加热裂解，使碳原子数较高的烃分子在高温下断裂，主要生成乙烯、丙烯等低碳烃烃烃烃类烷烃类及芳烃类烃。
这种方法对能源资源的利用率较高，但同时也存在着环境污染等问题。
裂解天然气是另一种工业制备乙烯的重要方法。
天然气主要由甲烷组成，而氨烷与硬烷烃类甲烷与烃类甲烷则是世界上最重要的乙烯来源之一。
利用乙烯分离装置分离从加压天然气中提取出含有乙烯时的这些含有乙烯的甲烷进一步裂化成乙烯。
这种方法具有资源丰富、环保等优势，但却需要大量的能源和高昂的成本。
煤化工是乙烯工业制备的另一重要途径。
煤是一种重要的能源资源，而煤化工是利用煤来生产有机化工产品的一种方法。
通过煤气化、合成气、化工合成、酸碱催化剂等工艺方法，可将煤转化为乙烯。
这种方法对资源利用率较高，但同时也存在着有毒气体排放等环境问题。
生物法是近年来备受关注的乙烯工业制备方法。
利用微生物发酵技术，将有机废料或农业废弃物转化为乙醇，再通过脱氢反应将乙醇转化为乙烯。
这种方法利用了再生资源，具有较好的环境友好性，但需要大量的微生物培养和酶制备，成本较高。
总的来说，乙烯的工业制备方法具有各自的优缺点。
裂解石油和裂解天然气是目前乙烯工业制备的主要方法，能够大规模生产乙烯，但对能源资源的需求较大，并且环境污染问题也比较突出。
煤化工虽然可以利用资源丰富的煤来生产乙烯，但存在排放有毒气体的问题。
生物法虽然具有较好的环境友好性，但成本较高，仍需要进一步研究和改进。
随着技术的不断进步和环境保护意识的不断提高，人们对乙烯工业制备方法也提出了新的要求。
探析乙烯装置分离技术及国产化开发
探析乙烯装置分离技术及国产化开发发布时间：2021-07-14T03:29:08.752Z 来源：《中国科技人才》2021年第11期作者：李艳龙[导读] 在研究乙烯分离装置技术时，有必要对乙烯生产过程中的各种成分进行深入研究，而在乙烯生产过程中，轻烃的MTO反应是进行的。
大庆石化公司化工一厂黑龙江省大庆市 163311摘要：乙烯的产能情况标志着一个国家石油化化工行业的整体水平，我国工业的飞速发展，这在一定程度上提高了我国乙烯产能，促进了行业的发展。
近几年，我国工业得到了快速发展，这在一定程度上也促进了我国乙烯装置分离技术的提高，对于整个行业的发展也能够起到一定促进作用。
首先，阐述了研究乙烯装置分离技术的意义；其次，介绍了乙烯装置分离技术；最后对国产化乙烯分离装置研究进展情况进行总结。
关键词：乙烯装置；分类技术；反应装置；反应参数1乙烯装置分离技术研究的意义在研究乙烯分离装置技术时，有必要对乙烯生产过程中的各种成分进行深入研究，而在乙烯生产过程中，轻烃的MTO反应是进行的。
通过乙烯分离装置的应用，在乙烯分离装置中加入引发剂装置，在部分分离装置中分离得到纯乙烯。
这些物质在应用期内具有良好的工业价值，也可以作为精细化工生产的关键原料，在一定程度上可以促进我国工业的发展，具有较高的工业价值[1]。
从我国经济和工业发展的角度看，人们对乙烯的需求量越来越大。
因此，在今后的研究阶段，应加强对乙烯装置分离技术的研究，尽快开发出更先进的技术。
通过该技术的合理应用，可以进一步提高乙烯装置在应用期的生产效率，满足人们日益增长的乙烯需求。
2乙烯装置分离技术在乙烯分离装置的应用中，有关人员应充分认识到乙烯分离技术是一种特殊的分离纯化反应。
在乙烯分离技术的应用中，应合理利用轻烃的化学性质。
同时，在乙烯分离装置的设计中，应改进乙烯分离装置的安全设计，确保装置在实际应用过程中的安全，避免生产过程中出现安全问题，造成安全事故和对生产工作的不利影响[2]。
乙烯生产中绿油分离方法的比较
乙烯生产中绿油分离方法的比较绿油是在乙烯装置和其它石化生产装置中所有C2、C3和C4加氢反应器中形成的一种低聚物。
绿油是一种含约90%脂肪族二烯烃和10%烯烃及烷烃的C4〜C20不饱和反应成分的混合物。
在C2乙炔加氢反应器中(乙炔被加氢产生乙烯和乙烷)，最常用的催化剂是载在氧化铝 (AL2O3)载体上的钯(Pd)。
绿油聚合物是通过加氢反应本身的副反应形成的，它是不可完全避免的。
该聚合物形成始于乙炔与氢气二聚生成丁二烯，继之以乙炔分子连续加成低聚生成一种吸附在Pd表面的主链分子。
该绿油的低相对分子质量馏分蒸发成为气体物流，同时部分重质馏分沉积在催化剂的小孔中。
其余的重质馏分以大部分小于5微米的细小液滴随气体被带走，因此气体中绿油的浓度大约100ppmv至1000ppmv，这取决于操作温度、催化剂使用寿命、CO含量、H2 /乙炔比等等。
离开加氢反应器的气体被冷却，且更多的绿油冷凝成细小液滴，它们沉积在下游热交换器、脱水器底部及在C3加氢反应器床层内部、乙烯/丙烯精馏塔内面。
这些沉积的细小液滴是由聚合体组成的，并引起设备结垢，因而可能导致昂贵的非计划停工来清扫这些沉积的绿油。
用于脱水剂再生的燃料气体除去沉积在分子筛上绿油；该燃料气体因而被绿油污染。
然后这种被污染的燃料气体可能引起炉子的低NOx烧嘴的结垢而导致较低炉效率及更加频繁和昂贵的燃烧器喷嘴清洗。
所评估的用于从加氢反应器废气流中分离绿油的各种工业方法包括：•在汽提塔中用液态乙烯物流洗涤来自反应器的湿气物流，•湿气通过填料床的撞击，•经在气液分离器中的网垫分离，•采用带有特殊配方和设计的滤介体的高效气液凝聚过滤器一一Pall液体/气体凝聚过滤器。
研究的分离方案中，发现Pall高效液体/气体凝聚过滤器将是最具成本效率的方案，它实现从乙烯一乙烷物流中分离绿油的适当优化程度。
引言在石化蒸汽裂解装置中，炔烃(乙炔、甲基乙炔)是乙烯和丙烯产物中的杂质。
由于它们的挥发度接近乙烯和丙烯，这些炔烃不能通过分馏法从乙烯和丙烯产物中分离；因而，炔烃通常是通过选择性加氢反应生成烯烃或非选择性加氢反应生成烷烃被除去的。
乙烯的生产—裂解气的分离流程的组织
炔<1μg/g，产品回收率达98%。
项目二 乙烯的生产 石油化工产品生产技术
流裂 任程解 务的气 五组分
织离
知识点3：裂解气的压缩
1.压缩的原因
需要大量冷量和耐低温设备 常压下，冷凝精馏分离温度低
裂解气常压下沸点很低
常压下沸点
解决办法
1.压缩的原因
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 ℃。）
有水生成
影响加氢效果
水分带入低温 系统造成冻堵
二、脱水
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(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。
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。
顺利进行。
四、脱炔
乙炔的脱除方法主要有溶剂吸收法和催化加氢法。
催化加氢脱炔
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
1、原理：
主反应： 副反应：
CH≡CH十H2→CH2＝CH2 CH≡CH十2H2→CH3—CH3 CH2＝CH2十H2→CH3—CH3
mC2H2+nH2→低聚物（绿油）
乙烯的工业制法
乙烯的工业制法
乙烯是一种重要的有机化学品，广泛用于塑料、橡胶、合成纤维等工
业领域。
目前，乙烯的工业制法主要有石油和天然气裂解法、酒精水
解法和煤气化法三种。
1. 石油和天然气裂解法
这是目前乙烯生产中最主要的方法。
通过加热高分子烃类物质（如石油、天然气等）使其分解，产生低分子量的化合物，其中包括乙烯。
该方法具有原料来源广泛、成本低廉等优点。
具体操作过程为：将高分子量的原料加入到加热反应器中，在高温下
进行裂解反应，产生含有乙烯的混合气体。
通过冷却、压缩、分离等
步骤，将混合气体中的乙烯纯化出来。
2. 酒精水解法
该方法以乙醇为原料，在催化剂作用下进行水解反应，生成乙烯和水。
该方法具有原料来源容易、反应条件温和等优点。
具体操作过程为：将乙醇与水按一定比例混合后加入反应器中，加入
催化剂（如硫酸）并加热至一定温度下进行反应，产生含有乙烯的混合气体。
通过冷却、压缩、分离等步骤，将混合气体中的乙烯纯化出来。
3. 煤气化法
该方法以煤作为原料，在高温高压下进行气化反应，生成含有乙烯的合成气。
该方法具有原料来源广泛、可实现资源综合利用等优点。
具体操作过程为：将煤与空气或氧气在高温高压下进行反应，产生含有乙烯的合成气。
通过冷却、压缩、分离等步骤，将合成气中的乙烯纯化出来。
总之，以上三种方法各有优缺点，但目前主要以石油和天然气裂解法为主要生产方式。
随着环保意识的提高和新能源技术的发展，未来可能会出现更多新型的乙烯生产方法。
乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计
乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计摘要乙烯是石油化学工业中最重要基础有机原料之一。
由乙烯装置生产的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯，即“三烯三苯”是生产各种有机化工原料和合成树脂、合成纤维、合成橡胶三大合成材料的基础原料，涉及到国民生活的各个方面。
所以,乙烯生产能力的大小直接影响着乙烯及其他衍生物的供应。
其产能是衡量一国乙烯竞争力的重要标准,也是衡量一个国家石油化工产业的重要标志。
乙烯装置是石油化工行业的龙头装置，对应乙烯装置，石油烃裂解制乙烯技术研究始于20世纪30年代，经过近70年的发展，裂解技术日臻完善，目前该技术所生产的乙烯已经占到世界乙烯总产量的98%以上。
本次设计参考了**乙烯厂的部分资料，以生产实践为基础，理论联系实际，针对乙烯装置分离工段进行重点设计。
设计生产能力为年生产10万吨。
本设计内容主要对丙烯精馏塔进行了物料衡算、热量衡算、塔型设计、尺寸计算与选型。
其中包括塔径计算、塔板布置、流体力学计算，附件的计算与选型，其中包括塔冷凝器的选择、再沸器的选取、接管及除沫器的计算、塔高的计算等内容。
设计过程中查阅了大量的文献资料，并以**乙烯厂装置为参考，设计基本达到了合理程度，绘制了工艺流程图和填料装配图。
关键词：乙烯；装置；丙烯；精馏ABSTRACT目录引言 (1)第一章、文献综述 (2)1.1设计概述 (2)1.2国内外乙烯工业的现状和发展前景 (2)1.3乙烯的主要生产方法 (3)1.3.1 烃类热裂解法生产乙烯 (3)1.3.2 乙烯的主要分离技术 (4)1.3.3 乙烯生产的其他方法 (5)第二章、乙烯等主要产品的性质和工艺流程的确定 (6)2.1乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格 (6)2.1.1 聚合级乙烯 (6)2.1.2 聚合级丙烯 (6)2.1.3 主要副产品的性质、用途和质量规格 (7)2.2乙烯生产工艺技术简介 (9)2.2.1 装置简介 (9)2.2.2 基本原理 (9)2.2.3工艺流程 (10)2.2.4工艺条件控制指标 (17)第三章、乙烯装置的物料衡算 (19)3.1物料衡算 (19)3.1.1 裂解装置的物料衡算 (19)3.1.2 丙烯精馏塔物料衡算 (20)3.2热量衡算 (23)3.2.1 丙烯精馏塔热流示意图 (23)3.2.2 热量衡算 (23)3.3设备尺寸衡算与选型 (25)3.3.1 丙烯精馏塔的设备尺寸计算与选型 (25)3.3.2 丙烯精馏塔附属设备及主要附件选型与计算 (30)第四章、设计结果汇总 (36)引言乙烯是石油化工的基础原料。
乙烯裂解原理和技术(第四章)
第四章乙烯生产原理与技术第一节概述一、石油化工及其地位石油化学工业（简称石油化工）就是利用石油及天然气资源，经过各种化学和物理过程生产化工产品的工业。
石油化工所用的原料是很广泛的。
包括原油、油田气、天然气、炼厂气、汽油、煤油、柴油、重油、渣油等。
石油化工的生产过程主要有裂解、气化、分离、合成和聚合等。
其中裂解和分离是生产乙烯等基础原料的最基本的生产过程。
石油化工的化工产品是多种多样的。
其中最重要的，以通俗的说法，有八大基础原料、十四种基本有机原料、三大合成材料以及其他各种化工产品。
八大基础原料是乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔、苯、甲苯、二甲苯和萘；十四种基本有机原料是甲醇、甲醛、乙醛、醋酸、环氧乙烷、环氧氯丙烷、甘油、异丙醇、丙酮、丁醇、辛醇、苯酚和苯酐；三大合成材料是塑料、合成橡胶和合成纤维；其他各种化工产品有化肥、农药、合成药物、染料、涂料、溶剂、助剂等。
从石油和天然气资源，经过各种生产过程制取基础原料、基本有机原料、合成材料和其他各种化工产品的情况，见图4-1。
石油化工是重要的原料工业，是国民经济的基础工业。
它为工业、农业、交通运输和国防建设提供大量的化工原材料，直接关系到整个国民经济的发展。
例如，石油化工生产的合成氨，是生产化肥的基础原料；合成树脂是生产各种塑料产品的基础原料；合成橡胶是生产各种橡胶制品的原料；合成纤维是纺织工业的原料。
石油化工的生产不受自然条件的约束，可以实现均衡、稳定、长周期生产。
而且，石油化工生产的产品大多数是新型材料，不仅用途广，而且不少产品的性能已超过天然材料。
石油化工科学技术的进步，必将为国民经济各个部门和人民生活提供更多更好的产品。
石油化工与人民的日常生活更是密不可分，息息相关。
人们的衣、食、住、行离不开石油化工，它为人们提供了多种多样的日用必需品，繁荣了市场，丰富了人们的生活。
例如，各种合成纤维制品，以其价廉物美、品种繁多成为美化人们生活不可缺少的纺织品；化肥、农用塑料薄膜、农药和各种植物生长激素，用来增加农作物产量；各种合成材料，以其可塑性好、成型方便、质轻、不生锈、耐腐蚀等优点在建筑行业中得到广泛应用，如代替钢材、木材和水泥，为建筑的轻型化、美观和易施工提供了便利条件。
乙烯生产-深冷分离
（1）氨蒸汽压缩制冷 （2）丙烯制冷系统 （3）乙烯制冷系统 （4）乙烯—丙烯复迭制冷 （5）三元复迭制冷
（1）氨蒸汽压缩制冷
(1)蒸发 (2)压缩 (3)冷凝 (4)节流膨胀
冷冻剂
冷冻剂本身物理化学性质决定了制冷温度的范 围。如液氨降压到0.098MPa时进行蒸发，其蒸发 温度为-33.4℃。 要满足深冷分离，获得-100℃的低温，必须用 沸点更低的气体作为冷冻剂。
在这个系统中，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 户供冷。
2、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。
0.76
0.18 0.09
4.36
原料来源
石脑油裂解 轻柴油裂解
14.09 0.32 26.78 0.41 26.10 5.78 0.48 10.30 0.34 4.85 1.04 4.53 4.98
13.18 0.27 21.24 0.37 29.34 7.58 0.54 11.42 0.36 5.21 0.51 4.58 5.40
但不能任意加压，若压力增高： 对设备材料强度要求增高； 动力消耗增大； 使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，在深冷分离中要采用经济上合理而技 术上可行的压力，一般为3.54～3.95MPa。
2.多段压缩
（1）裂解气经压缩后，不仅压力升高，而且温度也会升 高，某些烃类尤其是丁二烯之类的二烯烃，容易在较高 的温度下发生聚合和结焦。这些聚合物和结焦物会堵塞 压缩机阀片和磨损气缸，或沉积在叶轮上。
乙烯分离技术
• 减粘方法（介质）：只要能将将进料急冷油中的中间 馏份汽提出来的办法都是可行的。常用的有：利用蒸 汽；真空闪蒸；高温裂解气
蒸汽汽提法示意图
真空闪蒸法示意图
裂解气汽提法示意图
裂解气与急冷油混合后闪蒸法示意图
四种方法的特点
急冷---快速冷却
高温裂解气中的烯烃易发生二次聚合反应，必须迅 速降温，终止二次反应
采用急冷油直接喷入裂解气中降温的办法，迅速终 止二次反应（炉区有废锅）
急冷区
主要目的： • 裂解气快速降温，避免聚合 • 满足压缩机入口要求 • 回收高温裂解气的热量发生稀释蒸汽供裂解炉
达到的效果 • 将裂解气中的裂解燃料油分离出来 • 将裂解气中的裂解重汽油分离出来
平的标志
我国乙烯的发展及现状
起步阶段：上世纪60年代：1962年，兰化 5000t/h；
发展阶段：上世纪70-90年代，以燕山30 万吨乙烯装置为起点，乙烯装置规模11万45万吨/年
大型化：本世纪，乙烯装置规模：60-100 万吨/年
我国乙烯的发展及现状
2007年中国大陆乙烯规模（万吨/年）
式塔的塔盘要做到高水平度。填料塔压降小，板式塔投资少。
3)稀释蒸汽发生系统/DS(稀释蒸汽)循环
3)稀释蒸汽发工生艺系水统汽 /D提 S(稀塔释蒸汽)循环 稀释蒸汽发生塔
缓蚀剂
DS 消泡剂
• • 急系冷统水塔工艺水(PW)
急冷油塔 系统
裂解炉
碱图液 LS/PO
凝水 稀释蒸汽(DS)循环
补BFW QO
急冷区
2)水洗塔系统/急冷水循环
塔顶温度的控制由两个因素确定，一是循环水CW的温度； 另一是急冷水的上部循环量，一般在40度左右
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我国乙烯的发展及现状
起步阶段：上世纪60年代：1962年，兰化5000t/h； 发展阶段：上世纪70-90年代，以燕山30万吨乙烯装置为起点，乙
烯装置规模11万-45万吨/年 大型化：本世纪，乙烯装置规模：60-100万吨/年
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全世界及主要国家地区的乙烯产量（万吨/年）
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乙稀分离技术
分离方法主要三大类分类：
乙烯分离技术
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主要内容
1 乙稀的性质 2 乙稀在化工行业的地位及其发展 3 分离法的分类及主要的分离技术 4 相关分离流程示意图及文字说明 5 相关特点、能耗及设备位号的比较
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乙稀的性质
乙烯的性质：分子式： C2H4 分子量： 28.05 临界温度： 9.2℃
临界压力： 4935.8 kPaG 沸点： -103.71 ℃
爆炸极限： 2.7-36 % 无色、带甜香味气体，通常状况下无聚合危险，能与强氧化剂发生强烈反 应，属易燃易爆物质。使用时应防火防爆，清除火源。注意防静电积聚。 仓库及工作区应彻底通风。乙烯引起的火灾可采用喷雾水，泡沫、CO2等灭
火
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乙稀在化工行业的地位
生产角度：乙烯由炼油工艺直接得到，炼油分为分馏和裂解，分馏产 品主要用于能源工业，而裂解产品则大量用于石化产业，我们知道石 油主要都是CH2链构成，那么要想使裂解之后的成分比较简单一些，肯 定就是裂成CH2=CH2这个结构比较好，除了成环物质，乙烯是唯一一种 只由CH2单元构成的稳定化合物，要说裂成其他物质，必然副产物更复
分说明这个国家的化工业覆盖面比较广。
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乙烯的发展
乙烯产量成为一个国家石油化工业的整体发展水平的标志。 世界乙烯生产能力主要集中在北美、西欧、日本，特别是美国。美
国30%，西欧25%，日本10%。 我国的乙烯生产能力仅次于美国,居世界第二位。以乙烯为龙头的
石油化工业已在国民经济和社会发展中发挥了重要作用。
加氢脱炔后进入乙烯塔和丙烯塔，精馏后得到乙烯和丙烯产品。
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前脱丙烷前加氢分离技术
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前脱丙烷前加氢分离技术
对比顺序分离技术，前脱丙烷工艺是裂解气经压缩后, 由脱丙烷塔 将C3及以下组分分离出来, 使C4组分不进入压缩机高压段和深冷分 离系统,降低能耗。采用前加氢工艺可以从C3中脱除乙炔、丙炔和
➢深冷分离法（目前广泛采用的方法）； ➢油吸收分离法（在-40℃下，用C3、C4或芳烃将C2以上的馏分吸
收下来，然后精馏分离出乙烯………）; ➢络合物分离法（用金属盐络合烯烃，分离出烯烃）。
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深冷分离法的主要分离技术
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顺序分离技术
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顺序分离技术
裂解气首先进入急冷系统进行快速降温，同时分离出重组分燃料油和粗裂 解汽油。然后经裂解气压缩机将裂解气压力提高3．6MPa(G)。干燥脱水后 进入深冷系统，经过冷箱和脱甲烷塔分离出氢气和甲烷。为了降低冷量的 消耗，Lure—mus公司采用降低脱甲烷塔操作压力的技术，增加体系的相对 挥发度，使脱甲烷塔冷凝器负荷降低，从而形成低压脱甲烷技术。脱甲烷 塔釜物料含有C2及以上组分，依次进入脱乙烷塔、脱丙烷塔、脱丁烷塔， 从塔顶分出C2、C3和C4组分。脱乙烷塔和脱丙烷塔顶的C2和C3分别经C2和C3
前C2加氢，所以具有与前脱丙烷前加氢类似的优点。
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主要分离技术特点比较
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能耗比较
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设备位号比较
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乙炔（氯碱工业）等。 对比其他原料，乙烯还要更胜一筹，横跨高分子材料和精细化工，而甲醇主 要是溶剂和甲醛，乙醇主要是溶剂和食品等；乙烯，在生产多种高分子材料 需要用到，比如聚乙烯、乙丙橡胶等等，此外精细化工里的环氧乙烷、乙醛 这些原料也需要用乙烯，而环氧乙烷和乙醛在化工产品中的作用很大了。 所以说，乙烯的应用也是量大又广泛。一个国家对乙烯的需求量越大，也部
杂。
工艺角度：乙烯是裂解产物中最多的物质，副产物还有甲烷、乙烷、 丙烯、丁二烯、C5、C9等等；炼油厂所说的100万吨装置全称就是年产 100万吨乙烯的炼油装置，炼油厂是石化工业的前端工业，其乙稀产量
规模代表石化工业水平问题。
a原材料，在非燃料的有机化工原材料中，从产量上只 有少数几种能和乙烯相提并论，例如甲醇（煤工业）、乙醇（发酵工业）、
丙二烯, 然后再分离出甲烷、氢气、乙烯和丙烯等产品。
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前脱乙烷前加氢分离技术
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前脱乙烷前加氢分离技术
分离流程的第一切割塔为脱乙烷塔。从裂解炉来的裂解气经急冷、 压缩后预冷，首先进入脱乙烷塔系统，把比C2轻的组分和比C3重的 组分分开。C2及轻组分先进行C2加氢，然后进入冷箱和脱甲烷系统。 脱甲烷塔釜液只含C2，直接进入乙烯塔。脱乙烷塔塔釜物料进入脱 丙烷塔，脱丙烷塔顶的C3进行C3加氢后进入丙烯塔。该技术也采用