乙烯的生产之深冷分离-73页文档资料

中的甲甲烷烷和和氢气气先行分离。
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。
深冷分离
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冷部凝冷凝下来。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，精以馏精馏的方法将各组分分离开来，达到分离的目 的。实际上，此法为冷凝精馏过程。
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。
压力/Mpa 温度，℃
0.15～0.3 -140
0.6～1 -130
3～4
-96
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。
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。
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。
有的产品对原料纯度要求不高，例如用 乙烯对与于苯聚烷合基用化的生乙产烯乙和苯丙时烯，的对质乙量烯要纯求则很 度要严求，不生太产高聚，乙则烯可、以聚分丙离烯纯要度求低乙一烯些、，丙烯 用可丙以纯 不 进烯用度允行与丙在许精苯烯超细9-烷丙9.过的基9烷%分5化混～或离生合190和产9馏P.5提P异分%m纯丙。以。。苯上这时，就，其要甚中求至有对机裂杂解质气
二、裂解气分离方法简介
裂解气的提浓、提纯工作，是以精精馏方法
完成的。
精馏方法要求将组分冷凝为液态。氢气常
压沸点为－263 ℃、甲烷-161.5℃，很难液化，
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。
所以分离过程的主主要要矛矛盾盾 是如何将裂解气
同时温度升高，还会使压缩机润滑油粘度下降，从而 使压缩机运转不能正常进行。
因此，裂解气压缩后的温度必须要限制，当裂解气中 含有碳四、碳五等重组分时，压缩机出口温度一般不能 超过100℃。
在生产上主要是通过裂解气的多段压缩和冷却相结合 的方法来实现。裂解气段间采用水冷，各段入口38～ 40℃。
（2）采用多段压缩可节省能量，提高效率， 减小压缩比。
（3）同时，压缩机采用多段压缩也便于在压 缩段之间进行净化与分离。
（二）裂解气分离方法
不同压力下某些组分的沸点℃
压力 1.103 10.13 15.19 20.26 25.23 30.39 组分 ×105Pa ×105Pa ×105Pa ×105Pa ×105Pa ×105Pa
H2
－263 －244 －239 －238 －237 －235
CH4 －162 －129 －114 －107 －101 －95
2、气体净 化系统
该系统的任务是加压、降温，以保 证分离过程顺利进行。
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。
3、低温精 馏分离系 统
将各组分进行分离并将乙烯、丙烯产 品精制提纯，这是深冷分离的核心。
二、 压缩与制冷
（一）裂解气的压缩
第一节 裂解气的组成及分离方法
低级烃类
裂
1、组成
氢气
解 气 的 组
一、裂解气的组成 及分离要求
2、分离要求
少量杂质
成
及

分
深冷分离
离
方
二、裂解气分离方法简介
深冷操作的系统组成
法
油吸收精馏分离
一、 裂解气的组成及分离方法
（一）裂解气的组成
组分
H2 CO＋CO2＋H2S
CH4 C2H2 C2H4 C2H6 C3H4 C3H6 C3H8
工业上把冷冻温度高于-50℃称为浅度冷冻(简称浅冷)； 在-50～-l00℃之间称为中度冷冻；(简称中冷) 等于或低于-100℃称为深度冷冻(简称深冷)。 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。
深冷分离法是目前工业生产中应用最广泛的分离方 法。它的经济技术指标先进，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。因此，适宜于加工精度高的大工业生产。
C4 C5 ≥C6 H2O
乙烷裂解
34.0 0.19 4.39 0.19 31.51 24.35
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。
C2H4 －104 －55 －39 －29 －20 －13
C2H6
－86 －33 －18
－7
3
11
C3H6 －47.7
9
29
37
44
47
深冷分离——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 组分分离开来。
油吸收法
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，用吸收吸收剂吸收 除甲烷和氢气以外的其它组分，然后精馏用精 馏的方法，把各组分从吸收剂中逐一分离。 其实质是一个吸收精馏过程。 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。
深冷操作的系统组成
1、压缩 冷冻系统