裂解气的净化与分离
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烃类裂解及裂解气分离讲解
3.酸性气体的脱除
? 酸性气体的来源：
→CO2、H2S、COS、CS2、RSH、RSR' 、噻吩等
? 气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2
? 流体裂解原料中所含的硫化物高温氢解生成 ? 结炭与水蒸气反应生成 CO2和CO ? 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 催化剂中毒
断链反应
RCH2CH2 R' ? RCH CH2 + R'H
不同烷烃脱氢和断链的难易可从分子结构中键能数值的大 小来判断。规律： Ⅰ.同碳原子数烷烃,C-H键能大于C-C键能,即断链比脱氢容易
Ⅱ.烷烃相对热稳定性随碳链增长而降低
Ⅲ.烷烃脱氢能力与分子结构有关，叔氢＞仲氢＞伯氢 Ⅳ.带支链烃的C-C键、C-H键能较直链烃键能小,易断裂
? 下游加工装置 产品达不到规定 聚合等过程催化剂中毒
脱除方法
碱洗法→ 氢氧化钠为吸收剂（化学吸收） 乙醇胺法 →脱有机硫效果差（物理、化学吸收）
一般情况下均采用碱洗法脱除 →当酸性气 体含量较高时为减少碱耗量才考虑采用醇胺法来自予脱酸性气体，再经碱洗精细脱除
两段碱洗工艺流程
乙醇胺脱除酸性气体工艺流程
? 深冷分离流程的组织 ? 深冷分离流程的评价指标 ? 关键设备 ? 脱甲烷塔、乙烯精馏塔 ? 能量利用 ? 中间再沸器、中间冷凝器
? 裂解气组成（表 6-13） ? 产品规格：
聚合级乙烯 99.9%，甲烷和乙烷＜ 1000ppm， 丙烯＜ 250ppm ，杂质＜ 10ppm 。 聚合级丙烯 99.9%，丙烷＜5000ppm， 乙烯＜50ppm，CO，CO2 ＜5ppm， S，O ＜1ppm。
裂解气的精馏分离流程及注意事项
裂解气的精馏分离流程及注意事项下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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
化工工艺培训资料(第7章 裂解气分离裂解气的净化与分离)
迅速完成反应
具有自由基链式反应特征，极大地缩短或消除诱导期，能自动加速氧化反应。
用来生产有机酸和过氧化物，条件合适还可得到醇、酮、醛等中间产物
OH
O HOOC-(CH2)4-COOH
CH3
COOH
芳烃中芳环稳定，不易断环，自氧化时选择性好。
CH3
CH3
2、反应机理、催化剂体系
1． 反应动力学
COOH
反应类型：C-C 键不断裂，C-C 键断裂，氧化缩合反应。 反应相态：均相催化氧化、非均相催化氧化
第二节 均相催化氧化（homogeneous catalytic Oxidation）
高活性、高选择性。一般为 g-l 氧化反应，即液相氧化反应。g-g 相氧化反应因缺少催 化剂，反应难控制，如甲烷在氯气及 650℃作用下生成甲醛，反应温度高，氧化产物极易进 一步氧化分解，只有在低转化率时，选择性尚可（X＝3％，S=27%）在工业上应用极少。 液相催化氧化反应特点 反应物与催化剂同相，活性中心性质及分布均匀，过渡金属催化剂活性高，选择性好； 反应条件较平稳，易控制； 反应设备简单，生产强度大、设备较小； 反应温度不高，反应热利用率较低； 需用特殊材料以防腐蚀性反应体系； 催化剂为贵金属，须分离回收。
90°C T诱导期 =7h
Co(Ac)2 , 乙醛 HOOC(CH2)4COOH 90°C T诱导期 =16min
H3C
CH3 Co(Ac)2
H3C
COOH
位阻效应
H3C
CH3 Co(Ac)2
三聚乙醛
HOOC
COOH + H2O（对苯二甲酸收率>99％）
化工工艺培训资料（第７章 裂解气分离裂解气的净化与分离）
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
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
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。
裂解气的净化与分离共87页文档
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
裂解气的净化与分离
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固
裂解气分离流程
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
31
-
， 4
加 热
-
碱器
液；两
循2段
-
环 泵 ； 5
-
碱 洗 塔 ；
碱 洗 工 艺 流
脱丙烷塔 将丙烷以及比丙烷轻的组分从塔顶分离出去
脱碳四塔 将碳四以及比碳四轻的组分从塔顶分离出去
乙烯塔 丙烯塔
分离乙烯/乙烷 分离丙烯/丙烷
写出对应进料组成 各塔的出料
氢气、甲烷、乙烷、乙烯
丙烯、丙烷、碳四、碳五
乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、碳四、碳五 氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙 烷、碳四、碳五
乙炔加氢转化为乙烷 的化学平衡常数大于 乙炔加氢转化为乙烯 的反应。
前加氢
氢气未分离之前 利用裂解气中的 氢对炔烃进行选 择性加氢脱除炔 烃。自给氢催化 加氢
加氢工艺
后加氢 裂解气分离出C2 馏分和C3馏分后， 对C2和C3馏分进 行催化加氢，脱 除乙炔、甲基乙 炔和丙二烯
前加氢与后加氢比较
甲烷塔和乙烯塔是保证乙烯回收率和乙烯产品纯度的关键设备
脱甲烷塔
分离装置中的位置
装置中投资最大、能耗最多的环节 需要在－90℃以下的低温条件下脱除氢和
甲烷 冷冻功耗约占全装置冷冻功耗的50％以上
脱甲烷塔
炔烃脱除方法
方法：
溶剂吸收法 催化加氢法 要求 乙炔＜5×10－5 丙二烯＜ 5×10－5
溶剂吸收法
优
脱出裂解气中的乙炔
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。
第四章裂解气的净化与分离
两 段 碱 洗 工 艺 流 程
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
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
前加氢 特点
利用裂解气 中含有的氢 进行加氢反 应， 流程简化， 节省投资
氢过量，加氢选 择性差，增大乙 烯和丙烯损失， 严重时会导致反 应温度失控，床 层飞温，威胁生 产安全。需选用 高活性、高选择 性催化剂
后加氢特点
后加氢 为主
优点
根据炔烃含量定量供给氢量，温度 易控制，不易发生飞温； 乙烯纯度和收率高，催化剂寿命长
缺点
严格控制氢量，流程复杂，冷量利 用不合理，操作费用高。
溶剂吸收法与催化加氢法对比
溶剂吸收法与催化加氢法相比，投资大体相
同，公用工程消耗也相当。 在需用乙炔产品时，则选用溶剂吸收法；
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
缺点 优点
碱洗法 碱洗法 碱不可再生
【资料】裂解气的净化与分离汇编
二甲基甲酰胺（DMF） N-甲基吡咯烷酮（NMP） 丙酮
2020/7/11
25
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）
12
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
2020/7/11
13
2020/7/11
14
两段碱洗工艺流程
2020/7/11
15
乙醇胺脱出酸性气工艺流程
2020/7/11
16
二 脱水
2020/7/11
17
水的来源
❖ 稀释蒸汽、 ❖ 急冷水、 ❖ 脱酸碱洗
2020/7/11
10
❖ 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
2020/7/11
11
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：
2020/7/11
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。
2020/7/11
25
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）
12
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
2020/7/11
13
2020/7/11
14
两段碱洗工艺流程
2020/7/11
15
乙醇胺脱出酸性气工艺流程
2020/7/11
16
二 脱水
2020/7/11
17
水的来源
❖ 稀释蒸汽、 ❖ 急冷水、 ❖ 脱酸碱洗
2020/7/11
10
❖ 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
2020/7/11
11
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：
2020/7/11
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。
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。
裂解气的净化
第十三页，共36页。
三、脱水
（1）水的来源 主要来源有：稀释剂、水洗塔、脱酸性气体过程。
2.水的危害
在低温下，水能冻结成冰，并且能和轻质烃类形成固体结晶水合物。
这些水合物在高压低温下非常稳定。
图1-26是各种化合物生成水合物的温度和压力条件。
图1-27是不同密度烃类混合气体生成水合物的温度和压力条件。 图1-27中，密度是裂解气经过压缩以后，并脱除了重组分后的气体相对密度。例如，裂解气的平均分 子量为23，则裂解气对空气（平均分子量为29）的相对密度为23/29=0.8，由图1-27中相对密度为0.8的 曲线，可查得，当压力为3.6MPa时，温度低于14℃，就能生成水合物。
(1-22)
式中 :
T1,T2------ 压缩前后的温度, K ;
P1,P2------ 压缩前后的压力, MPa ;
k ------ 绝热指数 , k=Cp/Cv
例5 裂解气自T１=20℃ , P１=0.105MPa, 压缩P2=3.6MPa, 如果是一段压缩，请
计算压缩气体出口温度。
解：取裂解气的绝热指数 k=1.228 , 则得: T2=T1×(P2/P1)(K-1)/K =(273+20) ×(3.6/0.105)(1.228-1)/1.228 =565K (292℃)
• 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。
• 二烯烃的聚合速度与温度有关，温度越高，聚合速度越快。为了避免聚合现象的发生， 必须控制每段压缩以后气体的温度不超过100℃。
三、脱水
（1）水的来源 主要来源有：稀释剂、水洗塔、脱酸性气体过程。
2.水的危害
在低温下，水能冻结成冰，并且能和轻质烃类形成固体结晶水合物。
这些水合物在高压低温下非常稳定。
图1-26是各种化合物生成水合物的温度和压力条件。
图1-27是不同密度烃类混合气体生成水合物的温度和压力条件。 图1-27中，密度是裂解气经过压缩以后，并脱除了重组分后的气体相对密度。例如，裂解气的平均分 子量为23，则裂解气对空气（平均分子量为29）的相对密度为23/29=0.8，由图1-27中相对密度为0.8的 曲线，可查得，当压力为3.6MPa时，温度低于14℃，就能生成水合物。
(1-22)
式中 :
T1,T2------ 压缩前后的温度, K ;
P1,P2------ 压缩前后的压力, MPa ;
k ------ 绝热指数 , k=Cp/Cv
例5 裂解气自T１=20℃ , P１=0.105MPa, 压缩P2=3.6MPa, 如果是一段压缩，请
计算压缩气体出口温度。
解：取裂解气的绝热指数 k=1.228 , 则得: T2=T1×(P2/P1)(K-1)/K =(273+20) ×(3.6/0.105)(1.228-1)/1.228 =565K (292℃)
• 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。
• 二烯烃的聚合速度与温度有关，温度越高，聚合速度越快。为了避免聚合现象的发生， 必须控制每段压缩以后气体的温度不超过100℃。
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
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
乙烯的生产—裂解气的分离流程的组织
对乙炔选择性高、吸收容量大，乙炔纯度达99.9% 以上，乙烯中含乙
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）
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）
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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。
9
2020/8/7
组成
来源
一 酸性气体的脱除
危害
脱除 方法
10
2020/8/7
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
11
2020/8/7
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
12
2020/8/7
酸性气体的危害
裂解气分离装置；下游加工装置
两方面：
具体：
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
5
可以用丙烯20-2丙0/8/烷7 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
第三节 裂解气的净化与分离
1
2020/8/7
主要内容
分离方法概述 酸性气体的脱除 脱水 脱炔 压缩
2
2020/8/7
❖石 油 烃
3
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
2020/8/7
低级烃类
1、组成
氢气
裂
解
一、裂解气的组成
气
及分离要求
的
少量杂质
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。
6
2020/8/7
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离开来， 达到分离的目的。
低聚物（绿油）
分为：前加氢后加氢
27
2020/8/7
前加氢
前加氢在脱甲烷前进行，由于氢气自给，故，氢分压较高，
因此，加氢选择性较差，乙烯损失量多；同时副反应
的剧烈发生，不仅造成乙烯、丙烯加氢遭受损失，而
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 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
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。
7
2020/8/7
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。
21
2020/8/7
三 脱炔
22
2020/8/7
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。
23
2020/8/7
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
26
2020/8/7
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）
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。
8
2020/8/7
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。
丙炔和丙二烯的存在，将影响丙烯聚合反应的 顺利进行。
24
2020/8/7
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)
25
2020/8/7
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
13
2020/8/7
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
14
2020/8/7
15
2020/8/7
两段碱洗工艺流程
16
2020/8/7
乙醇胺脱出酸性气工艺流程
17
2020/8/7
二 脱水
18
2020/8/7
水的来源
稀释蒸汽、 急冷水、 脱酸碱洗
500-700ppm
19
2020/8/7
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。
20
2020/8/7
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
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
4
2020/8/7
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。