第四章裂解气的净化与分离详解
裂解气的精馏分离流程及注意事项
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裂解气的分馏与净化
④
急冷油用于发生稀释蒸汽
⑤
急冷水用于分离系统的工艺加热
3.4.2 预分馏主要过程--急冷
急冷的目的
终止裂解反应
回收废热
急冷的意义
决定清焦周期，甚至决定裂解炉的周期
影响全装置的能耗和原料的单耗
急冷方式
直接急冷 冷却介质（水、油）与裂解气直接接触，适用于极易结焦的重质烃
间接急冷 急冷锅炉 废热锅炉 用换热器回收大量的热量，冷却介质用高压水，以提高蓄热能力
清焦的化学反应和控制指标
C + O2 2C + O2 C + H2O
CO2 + Q 2CO + Q CO + H2+ Q
出口干气中CO+CO2含量低于 0.2%~0.5% 清焦结束
预分馏工艺过程
轻烃裂解装置的预分馏流程
原料
800～900℃ 裂解炉
200～300℃ 废热锅炉
急冷水 水洗塔
冷 却
裂解气 40℃
①
尽可能降低裂解气的温度
②
尽可能分馏出裂解气的重组分
③
在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以
再发生稀释蒸汽
④
继续回收裂解气低能位热量
预分馏过程的作用
①
保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗，减少进入压缩分离系统的进料负
荷
②
大大减少污水排放量
③
合理的热量回收
水直冷
乙、丙 丁烷
石脑油
较少 中等
较小
较少
中等
中等
较不易 较易
轻柴油
较多
较大
很多
较易
裂解气的预分馏及净化
3.4 裂解气的预分馏及净化3.4.1裂解气预分馏的目的与任务（1）经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。
（2）裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，削减进入压缩分别系统的进料负荷。
（3）在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分别回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大削减污水排放量。
（4）在裂解气的预分馏过程中连续回收裂解气低能位热量。
通常，可由急冷油回收的热量发生稀释蒸汽，由急冷水回收的热量进展分别系统的工艺加热。
3.4.2预分馏工艺过程概述（1）轻烃裂解装置裂解气的预分馏过程（2）馏分油裂解装置裂解气预分馏过程馏分油裂解装置所得裂解气中含相当量的重质馏分，这些重质燃料油馏分与水混合后会因乳化而难于进展油水分别。
因此，在馏分油裂解装置中，必需在冷却裂解气的过程中先将裂解气中的重质燃料油馏分分馏出来，分馏重质燃料油馏分之后的裂解气再进一步送至水洗塔冷却，并分馏其中的水和裂解汽油。
3.4.3 裂解汽油与裂解燃料油（1） 裂解汽油烃类裂解副产的裂解汽油 C 至沸点 204O C 5以下的全部裂解副产物，也作为乙烯装置的副产品。
裂解汽油经一段加氢可作为高辛烷值汽油组分。
如需经芳烃抽提分别芳烃产品， 则应进展两段加氢，脱出其中的硫，氮，并使烯烃全部饱和。
（2） 裂解燃料油 烃类裂解副产的裂解燃料油是指沸点在200O C 以上的重组分。
其中沸程在 200-360O C 的馏分称为裂解轻质燃料油，相当于柴油馏分，但大局部为杂环芳烃，其中，烷基萘含量较高，可作为脱烷基制萘的原料，沸程在 360O C 以上的馏分称为裂解重质燃料油，相当于常压重油馏分。
除作燃料外，由于裂解重质燃料油的灰分低，是生产碳黑的良好原料。
3.4.4 裂解气的净化裂解气中含H 2 S 、CO 、H 2 2 O 、C 2 H 、CO 等气体杂质，来源主 2要有三方面：一是原料中带来；二是裂解反响过程生成；三是裂解气处理过程引入。
有机工艺学--裂解气的分离与净化
洗塔
水洗塔
40
裂解
冷 却 器
冷 却 器
80
水
裂解
（二）、腐蚀及防腐 ）、腐蚀及防腐
由于裂解气中含有H 由于裂解气中含有H2S、RSH、CO2、 RSH、 RCOOH、HCl，因而在急冷水、 RCOOH、HCl，因而在急冷水、工艺水及稀释蒸 汽发生系统构成H HCl腐蚀 腐蚀。 汽发生系统构成H2O-H2S-CO2-HCl腐蚀。 注氨、注碱和注缓蚀剂，PH=8~9为宜 为宜， 注氨、注碱和注缓蚀剂，PH=8~9为宜，太高易造 成急冷水乳化
石脑油 油洗塔气相负荷 水洗塔气相负荷 82% 96.8%
轻柴油 100% 100%
减压柴油 111.6% 107.6%
随着原料的变化，预分馏系统热负荷变化较处 随着原料的变化， 理量变化的幅度大得多，随着原料变重, 理量变化的幅度大得多，随着原料变重,废热锅炉 回收的高位能热量减少， 回收的高位能热量减少，相应急冷油和急冷水的热 负荷增加。 负荷增加。预分馏系统对不同裂解原料的操作弹性 主要取决于热量回收系统的设计， 主要取决于热量回收系统的设计，调整油洗塔塔釜 温度可以大大增加系统的操作弹性. 温度可以大大增加系统的操作弹性.
CO2H2S 裂解气 压缩
裂解
H2O 压缩 脱水
脱酸性气体
乙 冷冻 烯 精 馏 塔
CH4
丙 烯 精 馏 塔
冷
脱CO
脱 脱 脱 乙 烷 塔 脱 丙 烷 脱 丁 烷
脱 甲 烷
C4 C5+
二
裂解气的净化
（一）、酸性气体的脱除 ）、酸性气体的脱除
1. 酸性气体的来源及危害
来源： 来源：
气体裂解原料带来的硫化物和二氧化碳； 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H 反应产物； 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； 烃或炭在高温下与水蒸气反应； 混入的氧气。 混入的氧气。
裂解气的净化
由图中曲线可以看出: 脱除气体中微量水分以分子筛吸附水容量最高。 但是在相对湿度较高时，活性氧化铝和硅胶的吸附水容量都大于分子筛。 因此有的脱水流程是采用活性氧化铝与分子筛串联。 分子筛是人工合成的水合硅铝酸盐晶体 Mex/m[(Al2O3)x(SiO2)y]· mH2O(A、x、y) 裂解气脱水常用A型分子筛. A型分子筛有 3A（孔径 d=3.0～3.3埃）,4A（d=4.2～4.7 埃）,5A（ d=4.9～5.6埃）等类型。 ４A分子筛能吸附水和乙烷分子，而3A分子筛只能吸附水而不能吸附乙烷分子。 另外，分子筛是一种离子型极性吸附剂，是一种选择性吸附剂，它的效率高，寿命长。 分子筛吸附水是一个放热过程，降低温度有利于放热的吸附过程，高温则有利于吸热的 脱附过程由图可见，温度低，水的平衡吸附容量高;反之，则低。
• 即使是在常温操作条件下，在有碱液存在时，裂解气中的不炮和 烃仍会发生聚合，生成的聚合物将聚集于塔釜。这些聚合物为液 体，但与空气接触易形成黄色固态，通常称为“黄油”。“黄油” 的生成可能造成碱洗塔釜和废碱罐的堵塞，而且也为废碱液的处 理造成麻烦。由于“黄油”可溶干富含芳烃的裂解汽油，因此， 常常采用注人裂解汽油的方法，分离碱液池中的“黄油。
• 裂解气中含有H2S、CO2、H2O、C2H2、C3H4、 CO等气体杂质。来源主要有：一是原料中带来； 二是裂解反应过程生成；三是裂解气处理过程引 人。 • 这些杂质的含量虽不大，但对深冷分离过程是有 害的。而且这些杂质不脱除，进入乙烯，丙烯产 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， 为了达到产品所要求的规格，必须脱除这些杂质， 对裂解气进行净化。
如果裂解气中含有较高的硫化物时，还采用碱洗法，则是不经济的。因为碱 液不能回收，硫含量高，耗碱量就很大，这时，可考虑选用乙醇胺水溶液作 为吸收剂，脱去硫化氢和二氧化碳，这是一个可逆吸收过程，吸收剂可以再 生。反应方程式如下： 25～45℃2HOCH2CH2NH2+H2S<========> (HOCH2CH2NH3)2S <- 110～130℃ 25～45℃-> 2HOCH2CH2NH2+CO2+H2O<========>(HOCH2CH2NH3)2CO3 <- 110～130℃ 乙醇胺水溶液对脱除有机硫效果比较差，可以将碱洗法和乙醇胺水溶液吸 附法结合起来，首先应用乙醇胺水溶液脱去酸性气体，然后用碱洗方法进一 步将硫化物脱除干净，这两种方法结合起来，可以收到比较好的净化效果。
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。
裂解气的净化
第三节 裂解气的净化与分离 思考题：
一、概述 （一）裂解气的组成和分离要求 （二）裂解气分离方法简介 二、酸性气体的脱除 三、脱水 四、脱炔 五、裂解气的压缩
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，分离出单一烯烃产品或烃馏分，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烷烃、 烯烃、炔烃，以及杂质性气体混合物。
• 第四节 裂解气深冷分离流程 • 思考题： • 一、深冷分离流程 生产流程的确定要考虑基建投资、能量消耗、 运转周期、生产能力、产品成本以及安全生产等 各方面的因素。有了工艺以后，怎样实现工艺问 题就属于工程上的问题。 • 1、三种深冷分离流程 • 2、三种深冷分离流程的比较 • 二、脱甲烷塔及操作条件 • 三、乙烯塔和丙烯塔 • 四、影响乙烯回收率诸因素
• 一、深冷分离流程 1、三种深冷分离流程 • 典型的深冷分离流程，主要有: • 顺序分离流程； • 前脱乙烷流程； • 前脱丙烷流程三种。 • 以下分别介绍这三种流程。 • (1)顺序分离流程（简图） 顺序分离流程见图1-34(P73)。
分子筛吸附了水分以后，用加热的方法可以使水分脱附出来，达到再生的目的，以便 重新用来脱水。 为了促进脱附，可以用氮气(N２)、氢气(H２)或者甲烷(CH４)加热以后作为分子筛的 再生载气。在温度高于80℃的时候就开始有比较好的再生效果。 分子筛吸附特性（规律）： ①根据分子大小不同进行选择性吸附，如4A分子筛可吸附水、甲烷、乙烷分子，而3A 分子筛只能吸附水、甲烷分子，不能吸附乙烷分子； ②根据分子极性不同进行选择性吸附，由于分子筛是极性分子，优先吸附极性分子水 （水是强极性分子）； ③根据分子的饱和程度不同进行选择性吸附，分子不饱和程度越大，越易被吸附，如分 子筛吸附能力：乙炔＞乙烯＞乙烷； ④根据分子的沸点不同进行选择性吸附，一般沸点越高，越易被吸附。
裂解气的净化
如果裂解气中含有较高的硫化物时，还采用碱洗法，则是不经济的。因为碱
液不能回收，硫含量高，耗碱量就很大，这时，可考虑选用乙醇胺水溶液作
为吸收剂，脱去硫化氢和二氧化碳，这是一个可逆吸收过程，吸收剂可以再 生。反应方程式如下： 25～45℃-
2HOCH2CH2NH2+H2S<========> (HOCH2CH2NH3)2S <- 110～130℃ 25～45℃->
• 醇胺虽可再生循环使用，但由于挥发和降解，仍有一定损耗。由于醇胺与羰 基硫、二硫化碳反应是不可逆的，当这些硫化物含量高时，吸收剂损失很大；
• 醇胺水溶液呈碱性，但当有酸性气体存在时，溶液PH值急剧下降，从而对碳 钢设备产生腐蚀。尤其在酸性气浓度高而且温度也高的部位（如换热器，汽 提塔及再沸器）腐蚀更为严重。因此，醇胺法对设备材质要求高，投资相应 较大；
2HOCH2CH2NH2+CO2+H2O<========>(HOCH2CH2NH3)2CO3 <- 110～130℃
乙醇胺水溶液对脱除有机硫效果比较差，可以将碱洗法和乙醇胺水溶液吸
附法结合起来，首先应用乙醇胺水溶液脱去酸性气体，然后用碱洗方法进一 步将硫化物脱除干净，这两种方法结合起来，可以收到比较好的净化效果。
• 裂解气中含有H2S、CO2、H2O、C2H2、C3H4、 CO等气体杂质。来源主要有：一是原料中带来； 二是裂解反应过程生成；三是裂解气处理过程引 人。
• 这些杂质的含量虽不大，但对深冷分离过程是有 害的。而且这些杂质不脱除，进入乙烯，丙烯产 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， 为了达到产品所要求的规格，必须脱除这些杂质， 对裂解气进行净化。
化工工艺培训资料(第4章 裂解气分离裂解气的净化与分离)
=247kJ/mol
CH4 +CO2
水蒸气 预转化器
主转化反应器
主转化器：硫钝化的 Ni 基催化剂，以防止 H2 偏低造成积炭。(900℃，0.7~1.2MPa) 预转化器：原料烃重时，更易积炭，难转化，使用较低温度、较高活性的未硫化催化剂(300~350
℃) 调节原料气的 CO/CH4 和 H2/CH4，保障 H2/CO 在 1.8~2.7 之间。
H
θ
298K
=-519kJ/mol
CO与O2 反应速度慢,CO选择性好
Ni催化剂
B: CH4 + H2O = CO +3H2
2.45MPa，950~1030℃，H2/CO 可在 0.99~2.97 间灵活调节，空速大。 Sparg 工艺
N i催化 剂
CH4 +CO2 = 2CO +2H2
H
θ
298K
煤+气化剂(水蒸气或氧气) 4. 其他含碳原料
二. C1 化工
CO、H2 等，H2/CO 较低，适合于合成有机化合物(煤化工)
炭黑生产装置 各种牌号炭黑 甲烷转化装置 合成气 乙炔装置 乙炔＋合成气 CH4 氧化 HCN和HCHO 氯化 氯代甲烷 硝化 硝基甲烷
硫化 二硫化碳
生物加工 单细胞蛋白
合成
8.397ⅹ10-10
6.378ⅹ10-8
2.483ⅹ10-6
7.412ⅹ10-5
8.714ⅹ10-4
7.741ⅹ10-2
Kp2 227.9 86.5 39.22 20.34 13.51 7.31 3.434
2.686 1.21ⅹ101 1.664ⅹ102 1.440ⅹ103 9.100ⅹ103
裂解气的分离
裂解气旳压缩 制冷 酸性气体旳脱除 脱水
冷冻循环制 冷 节流膨胀 制冷 冷箱 热 泵
脱炔
脱一氧化碳
深冷分离流程
裂解气深冷分 离
脱甲烷塔 乙烯精馏
丙烯精馏
裂解气分离操作中旳异常现 象
低
4 制冷
（1）制冷机喘振； （2）冷剂用后温度高
（1）流量低于波动点；吸入旳物料温度 过高；制冷剂中含不凝气过高； （2）制冷剂蒸发压力高；冷剂量少；冷 剂中重组分含量高
5 深冷分离 （1）塔液泛；
（1）加热太剧烈，釜温过高；负荷过大
总结 裂解气旳分离
裂解气旳构成及分离措施
深冷分离措施
压缩与制冷 气体净化
裂解气分离措施
油吸收
深冷分离
❖在用-1吸00收℃剂左吸右收旳除低甲温烷下和，氢将裂气解以气外中旳除其 他中了 来 挥逐组氢。发一分和然度分，甲后不离然烷利同。后以 用 ，精外 裂 在旳 解 合馏其 气 适，他 中 旳把烃 多 温各类 种 度组全 烃 和分部类压从冷旳力吸凝相下收下对，剂 ❖以流精程馏简旳朴措，施动将力各设组备分少分，离开投来资，少到，达但 技分术离经旳济目指旳标和产品纯度差。
顺序分离流程
前脱乙烷前加氢流程
前脱乙烷后加氢流程
前脱丙烷前加氢流程
前脱丙烷后加氢流程
第五节 操作中旳异常现象
序号
生产 工序
不正常现象
产生原因
1 碱洗 法脱硫
（1）碱洗塔H2S分析不合格 （1）碱洗液浓度过低；碱洗液循环量过少；
（2）碱洗塔CO2分析不合格
泵停车
（2）碱洗液浓度过高
2 脱水
分离原则
先易后难 先将不同碳原子数旳烃分 开，再分同一碳原子数旳 烯烃和烷烃；均将生产乙 烯旳乙烯精馏塔和生产丙 烯旳丙烯精馏塔置于流程 最终
【资料】裂解气的净化与分离汇编
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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）
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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
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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
❖ 丙炔和丙二烯的存在，将影响丙烯聚合反应 的顺利进行。
分离工程第4章气体吸收和解吸详解
14
⑷按吸收量的多少 ①贫气吸收
• 吸收量不大，对吸收塔内的吸收剂和 气体量影响不大
• 恒摩尔流 • 恒温操作
②富气吸收 吸收量大的情况
15
⑸按汽液两相接触方式和采用的设备形式 ①喷淋吸收 • 填料塔或空塔：气、液两相都连续 • 淋降板塔：气相连续，液相分散 ②鼓泡吸收 • 鼓泡塔或泡罩塔：液相保持为连续相，
• 液相：吸收剂量大——稀溶液 • 在精馏过程中，由于汽化潜热与冷凝潜热相
12
②化学吸收 溶质与溶剂有显著的化学反应发生。 1)可逆反应的化学吸收过程 难点：汽液平衡，化学反应速率 2）不可逆反应的化学吸收过程 难点：连串反应、不是瞬时完成的反应
13
⑶吸收过程温度变化是否显著 ①等温吸收 气体吸收相当于由气态变液态，所以
会产生近于冷凝热的溶解热 化学吸收过程中，有溶解热+反应热 吸收过程温度变化不明显
• 选择适当的工艺和溶剂进行吸收，是废气处理中 应用较广的方法。
8
二氧化碳的吸收过程
9
三、吸收过程的分类
⑴按组分的相对溶解度的大小
①单组分吸收
只有一个组分在吸收剂中具有显著的溶 解度，其它组分的溶解度均小到可以忽 略不计。
如制氢工业中，将空气进行深冷分离前， 用碱液脱出其中的二氧化碳以净化空气， 这时CO2仅在碱液中具有显著的溶解度， 而空气中的氮、氧、氩等气体的溶解度 均可忽略。
净化或 精制气 体
分离 气体 混合物
将最终气 态产品制 成溶液或 中间产品
废气 治理
4
• ①净化或精制气体
• 为除去原料气中所含的杂质，吸收是最常用的 方法。
• 如用乙醇胺液脱出石油裂解气或天然气中的硫 化氢;乙烯直接氧化制环氧乙烷生产中原料气的 脱硫、脱卤化物;合成甲烷工业中的脱硫、脱 CO2;二氯乙烷生产过程中用水去除氯化氢等。
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。
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表1-23是表示轻柴油裂解气组成。
轻柴油裂解气组成
成分 H2 CO CH4 C2H2 C2H4 C2H6 丙二烯+丙炔 C3H6 %,mol 13.1828 0.1751 21.2489 0.3688 29.0363 7.7953 0.5419 11.4757 成分 C3H8 1,3-丁二烯 异丁烯 正丁烯 C5 C6～C8非芳烃 苯 甲苯 %,mol 0.3558 2.4194 2.7085 0.0754 0.5147 0.6941 2.1398 0.9296 成分 二甲苯+乙苯 苯乙烯 C9～200℃馏分 CO2 硫化物 H2O %,mol 0.3578 0.2192 0.2397 0.0578 0.272 5.04
裂解气预处理
脱CO
脱酸性气体
净化过程
脱炔
脱水
一、 酸性气体的脱除
酸性气体 主要指CO2和H2S。此外,还含有少量 有机硫化物,如：COS（羰基硫）、 CS2、RSR（硫醚）、RSH（硫醇）、 C4H4S（噻吩）等。
酸性气体的来源 CO2，H2S和其他气态硫化物 (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
Na2CO3+H2O Na2S+2H2O
碱洗工艺流程说明
塔分三段： I段水洗塔为泡罩塔板 Ⅱ段和Ⅲ段为碱洗段填料层 碱液浓度由上而下降低： 新鲜碱液含量为18％～20％， Ⅱ段循环碱液NaOH含量约为5％～7％ Ⅲ段循环碱液NaOH含量为2％～3％
碱洗工艺流程图
， 加 热 碱 器 液 ； 循 环 碱 泵 洗 ； 塔 ； 水 洗 循 环 泵 453 1两 段 碱 洗 工 艺 流 程 2-
二、裂解气分离方法和深冷法流程
（重点讲）油吸收精馏分离法 1、油吸收精馏分离法 在裂解气中，除了H2、CH4以外的其余烃，用 溶剂油全部溶解吸收下来，然后用精馏法将各种 烃分离。
2、深冷分离法 ①、深冷 冷冻温度等于或者低于-100℃的,称深度冷冻, 简称“深冷”。 ②、深冷分离 在-100℃以下，除了H2、CH4以外的其余烃都冷 凝下来，然后在精馏塔内，据各组挥发度不同进行 多组分精馏分离。
第四章
裂解气的净化与分离
任课教师：张玲
第四章
裂解气的净化与分离
第一节概述 一、裂解气的组成和分离要求 二、裂解气分离方法和深冷法流程 第二节裂解气预处理 一、酸性气体脱除 二、裂解气脱水 三、炔烃脱除 第三节压缩与制冷 一、裂解气压缩 二、裂解气分离系统能量利用 第四节精馏分离 一、脱甲烷塔 二、乙烯回收率 三、乙烯塔 四、丙烯塔 第五节裂解气深冷分离流程 一、三种流程工艺 二、三种流程比较
碱洗塔
• 乙醇胺法(有机溶剂吸收法)
吸收剂：一乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA) ，化学、 物理吸收结合
思考题： ①、为什么碱液浓度取1～15％，不能再高？而 且逐渐变浓？ A、碱液浓度过高，粘度μ大而输送困难，而且 发生气带液现象，浪费碱液。
两种除酸法的比较
缺点 优点
消耗大 适于酸含量低 除酸彻底 黄油问题 废水处理量大
深冷分离法包括以下三个部分： A、气体净化系统 脱酸性气体、脱水、脱炔、脱一氧化碳。 B、压缩和冷冻系统 为分离创造条件。 C、精馏分离系统 精馏分离各种烃。如，甲烷、乙烯、丙稀、 C4、C5馏分等。
[流程：压缩(Ⅰ～Ⅲ)→脱酸性气体→压缩Ⅳ～Ⅴ) →脱水→脱炔及分离(前、后加氢脱炔)]
第二节
由表1-23，概括裂解气的组成为：
①、富氢（13.18%） ②、C1～C4各类烃混合物(通过相应分离流程分离)
a、H2S b、CO2 c、CO
脱酸性 气体
脱一氧化碳, 甲烷化法：CO+3H2O
CH4+H2O
③、含有少量杂质
d、H2O 脱水 e、二烯烃：丙二烯(主要)
f、炔烃：主要乙炔、丙炔 ④、C>4 各类烃（通过相应分离流程分离）
的CO2和H2S
(3)结炭与水蒸气反应生成CO和CO2
(4)当裂解炉中有氧进入时，氧与烃类反应生
成CO2
酸性气体的危害
裂解气 分离装置 干冰堵塞管道
腐蚀设备，催化剂中毒
下游 加工装置
产品达不到规定 聚合等过程催化剂中毒
脱除酸性气体的方法 • 碱洗法
NaOH为吸收剂 化学吸收
CO2+2NaOH H2S+2NaOH
炔烃影响乙烯和丙烯衍生物生产过
程。
影响催化剂寿命；恶化产品质量
形成不安全因素；产生不希望的副产品
脱炔要求：炔<5×10-6，丙二烯< 5×10-5 脱炔方法：溶剂吸收法和催化加氢法 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 二甲基甲酰胺（DMF） N-甲基吡咯烷酮（NMP） 丙酮
程分离出的部分水分，在低温分离系统会结冰，
形成水烃合物结晶(如：CH4•6H2Ｏ，C2H6•7H2O 等)，堵塞设备及管道。
脱水要求
裂解气中水含量(质量分数)<5×l0-6。
方法：吸附干燥，吸附剂： 3A分子筛 活性氧化铝
三、炔烃脱除
来源：
存裂解气分离过程中，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C6馏分。 危害：
第四章
裂解气的净化与分离
低级烃类 裂 解 气 的 组 成 及 分 离 方 法 1、组成 一、裂解气的组成 及分离要求 2、分离要求 深冷分离 二、裂解气分离方法简介 油吸收精馏分离 深冷操作的系统 组成 氢气 少量杂质
第四章 第一节
裂解气的净化与分离 概述一、裂解气的组成和Fra bibliotek离要求 1、组成
裂解气是复杂的混合物。 表1-23是表示轻柴油裂解气组成。
2、净化与分离 A、目的 净化---除去③,主要为脱酸性气体、脱水、脱 炔; 分离---①、②、④ B、要求 据乙烯、丙稀用途而不同(表1-24.25)。 如，聚合用乙烯，丙稀要求高。在表124中，乙烯纯度要大于99.9％；在表1-25中， 丙烯纯度要大于98％。而用于次氯酸化法生产 环氧乙烷、环氧丙烷，则要求纯度较低的乙烯、 丙稀。
碱洗法 碱洗法 碱不可再生
乙醇胺法
设备要求高 吸收剂可再生 吸收双烯烃， 适用酸含量高 再生易聚合
二、裂解气干燥(脱水)
来源： 裂解气进入裂解气压缩机，在压缩机入口
裂解气中的水为入口温度和压力条件下的饱和水；
在裂解气压缩过程中，随着压力的升高， 可在段间冷凝过程中分离出部分水分。
水分的危害
压缩机入口处的饱和水和段间冷凝过