裂解气分离工艺流程
裂解气的精馏分离流程及注意事项
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裂解(裂化)工艺简介
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（二）停留时间
1. 停留时间 指裂解原料由进
入裂解辐射管到离 开裂解辐射管所经 过的时间。
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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
C6H6+3H2
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（二）烃类裂解的二次反应
所谓二次反应是在裂解反应条件下，一次反应生成的烯 烃都可以继续反应，转化成新的产物。
裂解(乙烯)工艺简介
第一节 概述 第二节 烃类热裂解 第三节 烃类裂解工艺过程 第四节 裂解气的净化与分离
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第一节 概述
石油化学工业的发展，促进了国民经济的巨大进步。乙烯、 丙烯、丁二烯（三烯）、苯、甲苯、二甲苯（三苯）等是石油 化工最基本的原料，是生产各种重要的有机化工产品的基础。 所以生产“三烯”、“三苯”的乙烯装置是石油化学工业的龙 头，它的生产规模、产量、和技术标志着一个国家石油化学工 业的发展水平。
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3. 水蒸汽作为稀释剂的优点 （1）易于从裂解气中分离； （2）水蒸气热容大，使系统有较大“热惯性”，可
以稳定裂解温度，保护炉管； （3）可脱除炉管的部分结焦，延长运转周期； （4）减轻了炉管中铁和镍对烃类气体分解生碳的催
化作用； （5）可以抑制原料中的硫对合金钢管的腐蚀。
裂解气分离与精制工艺流程及其关键设备
1）裂解气顺序分离过程简述
① 压缩净化的裂解气，经过冷箱(9)降至约-37~ -100℃后，分别送到脱甲烷塔(3)相应位置；
② 在脱甲烷塔塔顶分离出H2和CH4(C1馏分)返回冷 箱，塔釜液(C2以上馏分)送至脱乙烷塔(4)；(C1 分割）
③ 在脱乙烷塔塔顶分离出C2馏分(乙烷和乙烯混合 物)经加氢脱炔并脱除绿油后，送至乙烯精馏塔 (5)，塔釜液送至脱丙烷塔(6)；(C2分割）
④ 在脱丙烷塔塔顶分离出C3馏分(丙烷和丙烯混合 物)经加氢脱炔并脱除绿油后，送至丙烯精馏塔 (8)，塔釜液则送至脱丁烷塔(7)；(C3分割）
⑤ 在脱丁烷塔的塔顶分离出C4混合物送至下一工 段进行加工利用，塔釜液是裂解汽油等产品； (C4分割)
⑥ 最后，在乙烯精馏塔分别得到产品乙烯和乙烷， 乙烷作为原料返回裂解炉循环利用；同样，在丙 烯精馏塔分别得到丙烯产品和丙烷。
分离方法
可采用的 液相分离方法
• 深冷分离法
• 油吸收精馏分离法
• 吸附分离法 • 络合分离法
技术不成熟
• 膨胀机法等等
4.10 裂解气分离与精制工艺流程及其关键设备
化学工艺学-6烃类裂解及裂解气分离
C2H4+H2
ΔGo=8.87KJ/mol
问：乙烷热裂解能否得到乙烯和氢，需采取什么措施？ 判断化学反应能否自发进行的判据不是ΔGo ，而是 ΔG，根据经验，当ΔGo ≈40KJ/mol时，已不能通过改变条件实 现ΔG <0，乙烷不发生脱氢反应。
6.1.3 裂解过程的动力学分析
1.反应机理
2.反应动力学
以乙烷裂解为例：
K K K P 3 P 1 P 2 乙烷 乙烯 乙炔 碳
温度，K
K
p1
K
p2
K
K p1 , T
p3
K p 1 ,1100
,T K p 2 ,1100
p2
K
1100 1200 1300 1400 1500
1.675 6.234 18.89 48.86 111.98
如何确定合理的裂解深度
选定T→确定θ （ θ 不能太短） 确定合理的裂解深度 选定 θ→确定T （ T 不能太高）
Ⅱ）温度的限制
反应温度T ↑,炉管管壁温度Tw ↑
Cr25Ni20耐热合金 钢Tmax<1100℃ Cr25Ni35耐热合金 钢Tmax<1150℃
一般管式炉解炉出口温度<950℃
Ⅲ）热强度限制
6.2 原料性能指标及工艺参数
6.2.1 原料性质指标及其对裂解过程的影响
① 族组成-PONA值 1）P-Paraffin 烷烃 3）N-Naphthene 环烷烃 2）O-Olefin 烯烃 4）A-Aromatics 芳烃
根据上述种烃类裂解成烯烃的能力规律： ① 原料越轻，含P越多，乙烯收率越高，轻柴油最理想。 ② 随烃分子量增加，N+A含量升高，乙烯收率下降，液态 裂解产物收率升高 ③ 不希望A高，O高，∵易生焦
第四章裂解气的净化与分离详解
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
乙烯生产工艺流程组织—裂解气的分离流程的组织
任务三 裂解气的分离流程的组织
二.前脱乙烷流程 前脱乙烷分离流程的特点是： 由于脱乙烷塔的操作压力比较高，这样势必
任务三 裂解气的分离流程的组织
任务三 裂解气的分离流程的组织
一.顺序分离流程
裂解气经过离心式压缩机一、二、三段压缩，压 力达到1MPa，送入碱洗塔，脱去H2S、CO2等酸 性气体。碱洗后的裂解气经过压缩机的四、 五段 压缩，压力达到3.7MPa. 经冷却到15℃，去干燥 器用3A分子筛脱水，使裂解气的露点温度达到70℃左右。
任务三 裂解气的分离流程的组织
一.裂解气组成
二、裂解气的净化
（一） 酸性气体的脱除
1、酸性气体的来源
• CO2，H2S和其他气态硫化物 • 气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2 • 液体裂解原料中所含的硫化物高温氢解生成
的CO2和H2S • 结炭与水蒸气反应生成CO和CO2 • 裂解炉中有氧进入时，氧与烃类反应生成CO2
（1）催化剂 活性组分：钴（Co）、镍（Ni）、钯
（Pd） 助催化剂：铁（Fe）和银（Ag） 载体：分子筛或a-Al2O3
催化加氢脱炔的工艺方法
前加氢 利用裂解气中H2进行加氢 特点：流程简单，投资少。但操作稳定性差。
后加氢 先分离出C2、C3后，再分别加氢 特点：温度易控，不易飞温。
(5) 乙烯精馏塔 将乙烯与乙烷进行分离的塔，称乙烯精馏塔，
简称乙烯塔。 (6) 丙烯精馏塔
将丙烯与丙烷进行分离的塔，称丙烯精馏塔， 简称丙烯塔。
任务三 裂解气的分离流程的组织
三.塔的操作条件与相对挥发度
各塔中的组分的相对挥发度和分离的难易程 度见表6-1。从沸点数据可以看出，不同碳 原子数的烃类易分，同碳原子数的烃类难分。 一般先将不同碳原子数的烃类分开，再分离 同一碳原子数的烯烃和烷烃，采取先易后难 的分离顺序。
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。
第6章 烃类裂解及裂解气分离
Ⅲ、芳烃→无侧链芳烃基本上不易裂解为烯烃有侧链的芳 烃主要是侧链逐步断裂及脱氢，芳环则倾向于脱氢缩合生 成稠环芳烃，直至结焦
Ⅳ、烯烃→大分子的烯烃能裂解为乙烯、丙烯等低级烯 烃，烯烃脱氢生成二烯烃能进一步反应生成芳烃以及焦 裂解易难顺序为： 异构烷烃＞正构烷烃＞环烷烃(C6>C5)>芳烃
2.烃类裂解二次反应
CH2CH2CH2CH=CH2 + C5H12 C长侧链先在侧链中央断裂， 有侧链的环烷烃比无侧链的环烷烃裂解能得到较多的烯烃
Ⅱ、环烷烃脱氢生成芳烃比开环生成烯烃容易 Ⅲ、五碳环比六碳环较难裂解 Ⅳ、环烷烃比链烷烃更易生成焦油、产生焦炭
⑶芳香烃裂解
裂解气
再生载气
去深冷
加热炉
5.脱炔
• 乙炔、甲基乙炔、丙二烯 • 危害：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 • 要求：乙炔＜5×10-5 丙二烯＜5×10-5 • 脱炔方法：溶剂吸收、催化加氢
溶剂吸收法
• 吸收裂解气中的乙炔 • 同时回收一定量的乙炔 • 常用溶剂 二甲基甲酰胺（DMF）（图3-25） N-甲基吡咯烷酮（NMP） 丙酮 主要根据沸点和熔点及溶解量选择溶剂
3
2.操作条件的影响
⑴常用裂解指标 ⑵操作条件影响 Ⅰ、裂解温度(一次反应产物分布及对二次反应的竞争)
Ⅱ、停留时间(减少二次反应的发生，增加乙烯收率)
Ⅲ、压力(有利于提高一次反应平衡转化率，抑制二次反应)
Ⅳ、稀释剂、烃分压(高温不宜真空操作)
稀释剂降压(惰性气、水蒸汽)
优点 一般采用水蒸汽： ①水蒸汽热容大，稳定炉温 ②水蒸汽易于分离、价廉易得，抑制原料中硫对炉的腐蚀 ③对炉管壁的铁、镍氧化形成氧化膜，抑制生炭反应 ④高温下能与裂解管中积炭、焦反应，有一定的清焦作用 适宜的稀释比
裂解气的净化和分离-第一章 烃类热裂解
第一章烃类热裂解第三节裂解气的净化与分离一、概述（一）裂解气的组成和分离要求问题1:什么叫裂解气?1. 烃类经过裂解制得了裂解气，裂解气的组成是很复杂的，其中含有很有用的组份，也含有一些有害的杂质（见表1-23）。
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。
表1-23 轻柴油裂解气组成2. 需要净化与分离的裂解气，是由裂解装置送过来的。
3.裂解气的定义：它已经脱除了大部份C5以上的液态烃类，它是一个含有氢气,C1-C5的烃类和少量杂质气体的复杂气态混合物。
4.裂解气的分离要求:见表1-24,1-25.表1-24 乙烯聚合级规格表1-25 丙烯聚合极规格（二）裂解气分离方法简介问题2:深冷分离法的分离原理是什么?1.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。
2.在基本有机化学工业中，冷冻温度小于等于-100度的称为深度冷冻，简称“深冷”。
♀3.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，然后在精馏塔内精馏塔进行多组份精馏分离，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。
4.图1-24可知,深冷分离流程可以概括成三大部份：（1）气体净化系统;（2）压缩和冷冻系统;（3）精馏分离系统.二、酸性气体的脱除问题3:酸性气体有哪些?它们有什么危害?除去方法是什么?1.由表1-23的数据可以看出，裂解气中含有的少量硫化物、二氧化碳、一氧化碳、乙炔、丁炔以及水等杂质。
2.裂解气中的酸性气体，主要是二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S),另外还有有机硫化物。
3.这些酸性气体含量过多时，对分离过程会带来如下的危害：(1)硫化氢能腐蚀设备管道，并能使干燥用的分子筛寿命缩短，还能使加氢脱炔用的催化剂中毒；(2)二氧化碳能在深冷的操作中结成干冰，堵塞设备和管道，影响正常生产。
烃类裂解及裂解气分离
裂解产物组分
H2 CH4 C2H4 C2H6 其他
总计
收率（以质量计）
正戊烷
异戊烷
600℃
1000℃
600℃
1000℃
1.2% 12.3% 43.2% 26.0% 17.3%
1.1% 13.1% 46.0% 23.9% 15.9%
0.7% 16.4% 10.1% 15.2% 57.6%
乙烷
1.30 0.2995 0.0374 0.0176
丙烷
2.38 1.38 0.386 0.075 0.095
石脑油
3.18 2.60 0.47 0.119 0.49
轻柴油
3.79 2.79 0.538 0.148 0.50
② 氢含量
氢含量是指原料烃分子结构中氢的质量百分含量。它可 以衡量原料的可裂解性和生成乙烯的能力。
w(H2 )
H
H 12C
100%
H-氢原子数 C-碳原子数
氢含量顺序： P > N > A
利用氢衡算可得不同氢含量原料裂解时的产气率。
H F ZG H G (1 ZG )H L
ZG
HF HG
HL HL
式中，HF、HG、HL分别为原料、气态产物和液态产物的氢含 量，ZG为产气率。
④ 特性因素
特性因数（Characterization factor）K是表示烃类和石油 馏分化学性质的一种参数，可表示如下：
式中 TB—立方平均沸点，K；
d 15.6 15.6
—相对密度；
i—i组分的体积分数；
Ti—i组分的沸点，K。
表征裂解原粒性质的参数
有机化工生产技术-10-裂解气分离工艺流程
裂解气分离工艺流程授课内容：●裂解气分离工艺流程●裂解气分离过程操作知识目标：●掌握裂解气分离原则流程●掌握裂解气分离过程操作步骤和方法能力目标：●混合物精馏分离方案设计●混合物精馏分离过程操作条件制定思考与练习：●裂解气分离工艺流程主要由哪些过程构成？●裂解气分离过程操作主要异常现象及处理方法第四节裂解气深冷分离一、深冷分离流程1．深冷分离的任务裂解气经压缩和制冷、净化过程为深冷分离创造了条件—高压、低温、净化。
深冷分离的任务就是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。
2．三种深冷分离流程深冷分离工艺流程比较复杂，设备较多，能量消耗大，并耗用大量钢材，故在组织流程时需全面考虑，因为这直接关系到建设投资、能量消耗、操作费用、运转周期、产品的产量和质量、生产安全等多方面的问题。
裂解气深冷分离工艺流程，包括裂解气深冷分离中的每一个操作单元。
每个单元所处的位置不同，可以构成不同的流程。
目前具有代表性三种分离流程是：顺序分离流程，前脱乙烷分离流程和前脱丙烷分离流程。
（1）顺序分离流程顺序分离流程是按裂解气中各组分碳原子数由小到大的顺序进行分离，即先分离出甲烷、氢，其次是脱乙烷及乙烯的精馏，接着是脱丙烷和丙烯的精馏，最后是脱丁烷，塔底得碳五馏分。
图2-4 顺序分离工艺流程简图1—压缩Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段；2—碱洗塔；3—压缩Ⅳ、Ⅴ段；4—干燥器；5—冷箱；6—脱甲烷塔；7—第一脱乙烷塔；8—第二脱甲烷塔；9—乙烯塔；10—加氢反应器；11—脱丙烷塔；12—第二脱乙烷塔；13—丙烯塔；14—脱丁烷塔；15-甲烷化；16－氢气干燥器顺序深冷分离流程如图2-4所示。
裂解气经过压缩机Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段压缩（1），压力达到1.0MPa，送入碱洗塔（2），脱除酸性气体。
碱洗后的裂解气再经压缩机的Ⅳ、Ⅴ段压缩（3），压力达到3.7MPa，送入干燥器（4）用分子筛脱水。
干燥后的裂解气进入冷箱（5）逐级冷凝，分出的凝液分为四股按其温度高低分别进入脱甲烷塔（6）的不同塔板，分出的富氢经过甲烷化（15）脱除CO及干燥器（16）脱水后，作为碳二馏分和碳三馏分加氢脱炔用氢气。
裂解气分离工艺流程
裂解气分离工艺流程
裂解部分：
1.前处理：原料石油经过加热、真空防止爆炸等处理后，进入裂解炉。
2.裂解炉：在高温高压条件下，原料石油中的大分子烃化合物被裂解
成小分子烃化合物。
常见的裂解炉有催化裂解炉和热裂解炉两种。
3.分离：裂解产生的气体混合物经过瞬间冷却以及一系列分离装置进
行初步分离，得到热交换器提供的反应再生气和燃烧气。
热交换器可以回
收部分热量，提高能源利用效率。
分离部分：
4.粗分离：裂解产生的混合气经过粗分离器和压缩机进行初步分离，
得到乙烯、丙烯等轻烃组分。
其中乙烯是裂解产物中最重要的产品之一，
广泛应用于塑料、橡胶等行业。
5.提纯：乙烯和其他混合气体进一步通过精馏柱进行分离和提纯。
该
过程通过不同组分的沸点差异来分离气体，其中包括乙烯、丙烯、乙炔、
丁烯等不同组分。
6.附加处理：分离后的气体经过加压、冷却等处理，去除杂质和水分，以获得高纯度的乙烯产品。
总结起来，裂解气分离工艺流程包括前处理、裂解、分离和提纯等步骤。
通过合理的工艺设计和操作控制，可以实现高效分离和提纯裂解产生
的气体混合物，得到高纯度的乙烯等产品。
这种工艺在石油化工工业中有
重要的应用和经济价值。
裂解气的分离顺序分离
2024/10/13
第一节
2024/10/13
裂解气的组成与分离方法
组成 烃类：
CH4、C2H2、C2H4、C2H6、 C3H4、C3H6、C3H8、 C4、C5、C6～204℃馏分 非烃类：
H2 、H2O、CO、CO2、H2S
裂解气分离方法
油吸收
2024/10/13
深冷分离
❖在用-1吸00收℃剂左吸右收的除低甲温烷下和，氢将裂气解以气外中的除其 它中了来挥逐组发氢。一分和然度分，甲后不离然同烷利。后以用，精外裂在馏合的解其气适，它中的把温烃各各类种度组全烃和分压部类从冷的力吸凝相下收下对，剂 ❖以流精程馏简的单方，法动将力各设组备分少分，离开投来资，少达，到但 技分术离经的济目指的标和产品纯度差。
顺序分离流程
2024/10/13
解释
2024/10/13
脱甲烷塔
将甲烷以及比甲烷轻的组分从塔顶分离出去
脱乙烷塔
将乙烷以及比乙烷轻的组分从塔顶分离出去
脱丙烷塔 脱碳四塔 乙烯塔 丙烯塔
将丙烷以及比丙烷轻的组分从塔顶分离出去 将碳四以及比碳四轻的组分从塔顶分离出去 分离乙烯/乙烷 分离丙烯/丙烷
2024/10/13
(1)脱甲烷塔；(2)脱乙烷塔；(3)脱丙烷塔; (4)乙烯塔； (5)丙烯塔； (6)脱丁烷塔
顺序分离流程示意图
顺序分离流程的特点：
2024/10/13
1)以轻油（60～200℃的馏分）为裂解原料，常用 顺序分离流程法； 2)技术成熟，但流程比较长，分馏塔比较多，深 冷塔（脱甲烷塔）消耗冷量比较多，压缩机循环 量和流量比较大，消耗定额偏高； 3)按裂解气组成和分子量的顺序分离，然后再进 行同碳原子数的烃类分离； 4)顺序分离流程采用后加氢脱除炔烃的方法。
第2章-裂解气分离
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。
高压下的氨蒸气的冷凝点是比较高的。例如把 若液氨在 1.55MPa 压力下汽化，由于沸点为 氨蒸气加压到 1.55MPa 时，其冷凝点是 40℃， 40℃，不能得到低温，为此，必须把高压下的 此时，氨蒸气在冷凝器中变为液氨，可由普通 液氨，通过膨胀阀降压到0.12MPa，若在此压 冷水将所放出的热量带走。 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。
降低出口温度
段间净化、分离
便于在压缩段间进行净化和分离水、 酸性气体、脱重组分。
制冷系统
分离要求
制冷
制冷剂
低于环境温 度的深冷温 度条件下进 行（制冷原 因）
创造环境空 气、水等 所不能实现 的低温条件
制冷循环中 完成热量转 移的工作介 质
二、制冷
1、冷冻循环制冷 2、节流膨胀制冷
3、热泵
1、冷冻循环制冷
制冷原理
冷冻剂自液态汽化时，要从物料中吸收热量， 使物料温度降低。所吸收的热量，在热值上等于 它的汽化潜热。 液体的汽化温度(即沸点)是随压力的变化而改 变的，压力越低，相应的汽化温度也越低。
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。
鲁姆斯顺序分离工艺流程
鲁姆斯(Lummus)顺序分离工艺流程由裂解单元来的裂解气经压缩脱除大部分重烃和水、经碱洗脱除酸性气体,深度干燥后进入脱甲烷塔,由脱甲烷塔塔顶分离出甲烷和氢后,釜液送至脱乙烷塔,由脱乙烷塔塔顶分离出乙烷和乙烯,塔釜液送至脱丙烷塔……依此各组分按碳一、碳二、碳三……的顺序先后分离,最终由乙烯精馏塔、丙烯精馏塔、脱丁烷塔分别得到乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、混合碳四、裂解汽油等主副产品。
裂解单元裂解单元主要包括裂解炉系统和急冷系统两部分。
1、裂解炉系统的工艺过程裂解炉系统主要包括原料供应系统、裂解炉、和燃料供应系统三个部分。
(1)原料供应系统从界区来的液态原料由进料泵加压后,经进料预热器加热至60℃左右进入各裂解炉。
由分离工序返回的循环乙烷、丙烷经预热器预热至60℃左右后在流量控制下进入乙烷裂解炉裂解。
(2)裂解炉裂解炉分对流段和辐射段两部分,对流室在辐射室上侧。
在流量控制下进入对流段的原料预热盘管与烟气对流换热,然后同加入的稀释蒸汽(DS)按相应的汽/油比混合进入混合预热盘管加热后进入辐射段裂解。
辐射段炉管出口的裂解气,每两组合为一股进入急冷锅炉与高压锅炉给水换热迅速冷却以终止二次反应,同时产生超高压蒸汽(SS)。
急冷锅炉急冷后的裂解气,用循环急冷油直接喷淋,由温度调节器调节其喷淋量将裂解气温度降至规定值,然后汇合送入汽油分馏塔。
(3)燃料供应系统裂解反应需要吸收大量热能,这些热能只能由燃料供应系统提供,燃料供应系统向裂解炉和蒸汽过热炉提供燃料气和燃料油。
燃料气的来源主要是装置自产的甲烷氢和界外补充液化气(主要为C4抽余油)。
补充燃料气经汽化和过热后,与装置自产的燃料气相混合送到裂解炉。
2、急冷系统的工艺过程急冷系统主要包括急冷油系统、急冷水系统和稀释蒸汽发生系统。
下面对这三大系统作简要阐述。
(1)汽油分馏塔及急冷油系统裂解气进入汽油分馏塔被进一步冷却,汽油和更轻组分作为塔顶气相送至水急冷塔。
塔釜采出的急冷油大部分由急冷油循环泵加压后送往稀释蒸汽发生器,然后分别经油急冷器及工艺水预热器返回汽油分馏塔;小部分急冷油在液位控制下进入裂解燃料油汽提塔进行汽提,汽提后塔顶气相返回汽油分馏塔,塔底裂解燃料油经冷却后送至裂解燃料油贮罐。