裂解气分离-课件

石油烃气态产物液态产物固态产物裂解气(目的乙烯、丙烯)裂解汽油裂解轻柴油燃料油焦、碳石油烃气态产物液态产物固态产物裂解气(目的乙烯、丙烯)裂解汽轻柴油裂解气组成裂解气是复杂的混合物轻柴油裂解气组成裂解气是复杂的混合物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。裂解气分离定义：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，就第二章裂解气分离第二章裂解气分离主要内容

第一节：裂解气的组成与分离方法第二节：压缩与制冷第三节：气体净化第四节：裂解气深冷分离第五节：裂解气分离操作中的异常现象?主要内容第一节：裂解气的组成与分离方法?裂解气的组成及分离方法一、裂解气的组成及分离要求

1.组成二、裂解气分离方法简介2.分离要求低级烃类氢气深冷分离油吸收精馏分离少量杂质深冷操作的系统组成第一节裂解气的组成与分离方法裂解气的组成及分离方法一、裂解气的组成及分离要求1.组成二几种裂解气组成%(体积)几种裂解气组成%(体积)裂解气的组成：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脱酸性气体b、CO2

c、CO脱一氧化碳,甲烷化法：CO+3H2OCH4+H2O③、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）裂解气的组成：分离要求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，例如用乙烯与苯烷基化生产乙苯时，对乙烯纯度要求不太高，则可以分离纯度低一些，用丙烯与苯烷基化生产异丙苯时，甚至可以用丙烯-丙烷混合馏分。对于聚合用的乙烯和丙烯的质量要求则很严，生产聚乙烯、聚丙烯要求乙烯、丙烯纯度在99.9%或99.5%以上，其中有机杂质不允许超过5～10PPm。这就要求对裂解气进行精细的分离和提纯。分离要求各种有机产品的合成，对于原料纯度的要求是不同的。裂解气的分离、提纯工作，是以精馏方法完成的，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，分离过程的主要矛盾是如何将裂解气中的甲烷和氢气先行分离。裂解气分离方法简介裂解气的分离、提纯工作，是以精馏方法完成的，精馏方法要求将组裂解气分离方法油吸收精馏分离深冷分离用吸收剂吸收除甲烷和氢气以外的其它组分，然后根据溶解度不同进行精馏，把各组分从吸收剂中逐一分离。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，已被淘汰。在-100℃左右的低温下，将裂解气中除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。裂解气分离方法油吸收深冷分离用吸收剂吸收除甲烷和氢气以外的其深冷操作的系统组成2、气体净化系统1、压缩冷冻系统3、低温精馏分离系统

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。

该系统的任务是加压、降温，以保证分离过程顺利进行。

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。深冷操作的系统组成2、气体净化系统1、压缩冷冻系统3、低温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第二节压缩和制冷系统目的和任务第二节压缩和制冷系统

加压提高组分的沸点提高操作温度压缩的原因裂解气常压沸点很低常压，冷凝、精馏分离温度低需要大量冷量和耐低温设备解决办法加压压缩的原因裂解气常压沸点很低常压，冷凝、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。

绝热过程，压力升高，温度也上升绝热指数=cp/cv单位MPa单位k一、裂解气的压缩1.压力与温度的关系根据物质的裂解气分离-课件不同压力下某些组分的沸点℃不同压力下某些组分的沸点℃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(二烯烃)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。但不能任意加压，若压力增高：因此，在深冷分离中要采用经济上合多段压缩和冷却相结合裂解气压缩后限制的原因裂解气经压缩，压力升高温度升高二烯烃高温度下聚合和结焦温度升高使压缩机润滑油粘度下降（不能正常运转）压缩机出口<100℃,入口38～40℃解决办法2.多段压缩多段压缩和冷却相结合裂解气压缩后限制的原因裂解气经压缩，压力高压法和低压法的比较高压法低压法分离温度高分离温度低多耗压缩功少耗压缩功少耗冷量多耗冷量塔釜温度高，易聚合，相对挥发度低，分离困难塔釜温度低，不易聚合，相对挥发度大，分离容易高压法和低压法的比较高压法低压法分离温度高分离温度低多耗压缩原料：轻烃和石脑油段数ⅠⅡⅢⅣⅤ进口温度/℃38343637·238进口压力/MPa0·130·2450·4920·9982·028出口温度/℃87·285·690·692·292·2出口压力/MPa0·2860·5091·0192·1084·125压缩比2·02·081·992·112·04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。原料：轻烃和石脑油段数ⅠⅡⅢⅣⅤ进口温度/℃3834363多级压缩优势段间净化、分离节约压缩功耗

降低出口温度

便于在压缩段间进行净化和分离水、酸性气体、脱重组分。节省压缩功，提高效率，减小压缩比，接近等温压缩限制二烯烃因加压过高导致升温后发生聚合；危及正常操作；控制压缩后气体温度≦100℃多级压缩优势段间净化、分离节约压缩功耗降低出口温度便于制冷分离要求制冷剂

制冷系统

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制冷分离要求制冷剂制冷系统低于环境温度的深冷温度条件下进二、制冷1、冷冻循环制冷2、节流膨胀制冷3、热泵二、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。制冷原理1、冷冻循环制冷冷冻剂自液态汽化时，要（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）氨蒸汽压缩制冷

氨蒸汽压缩制冷系统可由四个基本过程组成。(1)蒸发

(2)压缩

(3)冷凝

(4)节流膨胀

在低压下液氨的沸点很低，如压力为O.12MPa时沸点为-30℃。液氨在此条件下，在蒸发器中蒸发变成氨蒸气，则必须从通入液氨蒸发器的被冷物料(或载冷体)中吸取热量，产生制冷效果，使被冷物料(或载冷体)冷却到接近-30℃。若液氨在1.55MPa压力下汽化，由于沸点为40℃，不能得到低温，为此，必须把高压下的液氨，通过膨胀阀降压到0.12MPa，若在此压力下汽化，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。蒸发器中所得的是低温、低压的氨蒸气。为了使其液化，首先通过氨压缩机压缩，使氨蒸气压力升高，则冷凝点也随之升高。高压下的氨蒸气的冷凝点是比较高的。例如把氨蒸气加压到1.55MPa时，其冷凝点是40℃，此时，氨蒸气在冷凝器中变为液氨，可由普通冷水将所放出的热量带走。（1）氨蒸汽压缩制冷

氨蒸汽压缩制冷系统可由四个基本过程组成氨蒸气压缩制冷反复进行，形成一个闭合循环操作过程蒸发压缩冷凝节流氨蒸气压缩制冷反复进行，形成一个闭合循环操作过程蒸发制冷循环组成制冷剂吸热蒸发，变成低温低压气体降低气体压力、汽化温度降低制冷剂在冷凝器中冷却冷凝成液体压缩机冷凝器节流阀蒸发器制冷剂由低温低压气体变为高温高压气体制冷循环组成制冷剂吸热蒸发，变成低温低压气体降低气体压力、汽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。在石油化工深冷分离中使用最广泛的是氨、丙烯和乙烯等。对乙烯装置而言，乙烯和丙烯为本装置产品，已有贮存设施，且乙烯和丙烯已具有良好的热力学特性，因而均选用乙烯和丙烯作为制冷剂。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（2）丙烯制冷制冷剂丙烯数据分析沸点－47.7℃，临界温度91.89℃；丙烯单独使用，可以实现被水冷凝，但不能将被冷物料降温到-100℃（2）丙烯制冷制冷剂丙烯数据分析沸点－47.7℃，临界温制冷剂乙烯数据分析（3）乙烯制冷沸点－103.7℃，临界温度9.5℃；乙烯单独使用，可以将被冷物料降温到-100℃，但不能实现被水冷凝※丙烯、乙烯均不能单独完成任务制冷剂乙烯数据分析（3）乙烯制冷沸点－103.7℃，临界（4）乙烯—丙烯复迭制冷（4）乙烯—丙烯复迭制冷5、三元复迭制冷

用乙烯作制冷剂在正压下操作，不能获得－103℃以下的制冷温度。生产中需要－103℃以下的低温时，可采用沸点更低的制冷剂，如甲烷在常压下沸点是－161.5℃，因而可制取－160℃温度级的冷量。但是由于甲烷的临界温度是－82.5℃，若要构成冷冻循环制冷，需用乙烯作制冷剂为其冷凝器提供冷量，这样就构成了甲烷－乙烯－丙烯三元复迭制冷。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。－160℃乙烯5、三元复迭制冷用乙烯作制冷剂在正压下操作，不能获节流膨胀制冷气体由较高的压力通过一个节流阀膨胀到较低的压力，过程非常快，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。生产中，高压脱甲烷分离，可用节流膨胀获得-110℃节流膨胀制冷气体由较高的压力通过一个节流阀膨胀到较低的压力，热泵

能否把塔顶低温处的热量传到塔釜高温处呢?塔顶需用外来冷剂引入冷量，从塔顶移出热量；塔釜又要用外来热剂供给热量。热泵系统将精馏塔和制冷循环结合起来，实现既向塔顶供冷，又向塔底供热的制冷循环系统精馏过程热泵能否把塔顶低温处的热量塔顶需用外来冷剂引入冷量，从塔闭式热泵：塔内物料与制冷系统介质之间是封闭的，而用外界的工作介质为制冷剂。在此流程中，制冷循环中的制冷剂冷凝器与塔釜再沸器合成一个设备，在此设备中，制冷剂冷凝放热，而釜液吸热蒸发。闭式热泵特点是操作简便、稳定，物料不会污染，出料质量容易保证。但流程复杂，设备费用较高。开式A型热泵流程，不用外来制冷剂，直接以塔顶蒸出低温烃蒸气作为制冷剂，经压缩提高压力和温度后，送去塔釜换热，放出热量而冷凝成液体。凝液部分出料，部分经节流降温后流入塔。此流程省去了塔顶换热器。开式B型热泵流程，直接以塔釜出料为制冷剂，经节流后送至塔顶换热，吸收热量蒸发为气体，再经压缩升压升温后，返回塔釜。塔顶烃蒸气则在换热过程中放出热量凝成液体。此流程省去了塔釜再沸器。闭式热泵：塔内物料与制冷系统介质之间是封闭的，而用外界的工作热泵流程说明开式热泵闭式热泵热泵闭式B型热泵外加工质不用外来制冷剂，直接以塔顶蒸出低温蒸气作为制冷剂不用外来制冷剂做媒介，直接以塔釜出料为制冷剂A型热泵热泵流程说明开式热泵闭式热泵热泵闭式B型热泵外加工质不用外来裂解气的组成：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脱酸性气体b、CO2

c、CO脱一氧化碳,③、含有少量杂质

d、H2O脱水

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）裂解气的组成：第三节气体净化裂解气在深冷精馏前首先要脱除其中所含杂质净化过程脱酸性气体

脱CO

脱炔

脱水第三节气体净化裂解气在深冷精馏前首先要脱除其中所含杂质净酸性气体来源H2S：一部分是由裂解原料带来的；

另一部分是裂解原料中的有机硫化物

在高温裂解过程中反应生成的。

例如：RSH+H2→RH+H2S

CS2+2H2O→CO2+2H2S

COS+H2O→CO2+H2S一、酸性气体的脱除酸性气体来源H2S：一部分是由裂解原料带来的；一、酸性气体的CO2：裂解炉管中的焦碳与水蒸汽作用C+2H2O→CO2+H2烃与水蒸汽作用CH4+H2O→CO2+4H2CO2：裂解炉管中的焦碳与水蒸汽作用

酸性气体的危害CO2：低温下结成干冰，堵塞设备管道；H2S：腐蚀设备管道；使分子筛寿命降低；造成加氢脱炔和甲烷化催化剂中毒使下游聚合或催化反应的催化剂中毒；在生产聚乙烯等时造成聚合速度降低、聚乙烯的分子量降低；影响产品质量裂解气分离装置下游加工装置酸性气体的危害CO2：低温下结成干冰，堵塞设备管道；使下酸性气体脱除方法方法：吸收法碱洗法乙醇胺法

原理：化学吸收酸性气体脱除方法方法：吸收法原理：化学吸收反应原理碱洗法脱除酸性气体

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2OH2S+2NaOH→Na2S+2H2O优点：吸收彻底缺点：NaOH吸收剂不可回收，消耗较大适用：酸性气体量少时反应原理碱洗法脱除酸性气体CO2+2NaOH→Na2碱洗工艺流程图碱洗工艺流程图碱洗工艺流程说明塔分三段：

I段水洗塔（避免碱液带入压缩机）

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％碱洗工艺流程说明塔分三段：碱洗塔碱洗塔反应原理特点：吸收剂可以循环使用工艺组成：吸收、解吸乙醇胺法脱除酸性气醇胺的分子结构显示了其中至少有一个羟基(-OH)和一个氨基(-NH2或--NH)。其中羟基能增加醇胺在水中的溶解度，氨基在水溶液中呈碱性，促使其对酸性气体的吸收。反应原理特点：吸收剂可以循环使用乙醇胺法脱除酸性气醇胺的分子吸收和解吸过程吸收塔解吸塔(含CO2、H2S)富液贫液（乙醇胺）CO2、H2S吸收和解吸过程吸收塔解吸塔(含CO2、H2S)富液贫液（乙醇碱洗法与醇胺法比较碱洗法与醇胺法比较二、脱水（干燥）稀释蒸汽；急冷水；脱酸碱洗要求：水含量(W)降至1×10－6以下水分危害：水分在低温下结冰加压和低温条件下，可与烃生成白色结晶水合物如：CH4·6H2O，C2H6·7H2O水合物和冰附着在管壁上，既增加动能消耗，又堵塞设备及管道，并影响产物分离。来源：含饱和水量(600～700)×10－6二、脱水（干燥）稀释蒸汽；急冷水；脱酸碱洗要求：水含量(W脱水方法原理：利用一种多孔性固体物质去吸取气体或液体混合物中的某种组分，使该组分从混合物中分离出来的操作。常用吸附剂：分子筛、硅胶分子筛——一种人工合成的硅铝酸盐晶体(M)2/nO·Al2O3·xSiO2·pH2O固体吸附法脱水方法原理：利用一种多孔性固体物质去吸取气体或液体混合物中

分子筛脱水

吸附放热，低温吸附（常温）温度升高，脱附可再生

具有选择性，多孔，小于孔径的分子通过，被吸附。极性分子易于吸附。比表面积大，适合深度干燥分子筛结构分子筛脱水吸附放热，低温吸附（常温）具有选择性吸附与脱附条件

脱附：高温、减压1吸附：低温、加压2吸附与脱附条件脱附：高温、减压1吸附：低温、加压2危害来源裂解过程中二次反应生成乙炔，还有少量丙炔1.影响乙烯、丙烯的质量和用途2.使合成或聚合用催化剂中毒3.在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸三、炔烃脱除危害来源裂解过程中二次反应生成乙炔，还有少量丙炔1.影响乙烯方法：溶剂吸收法催化加氢法

要求：乙炔＜5×10－5（mol）丙炔＜5×10－5

丙二烯＜1×10－5

炔烃脱除方法方法：要求：炔烃脱除方法溶剂吸收法N-甲基吡咯烷酮（NMP）脱出裂解气中的乙炔回收到一定量的乙炔优点常用的溶剂丙酮二甲基甲酰胺（DMF）溶剂吸收法N-甲基吡咯烷酮（NMP）脱出裂解气中的乙炔回收到C2H2+2H2C2H6+H2

C2H4+H2C2H6+（H2

－H1）mC2H2+nH2

低聚物（绿油）C2H2+H2C2H4+H1

K1主反应：副反应：K2催化加氢脱炔分为：前加氢和后加氢目的：将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此脱除乙炔原理：C2H2+2H2C2H6+

后加氢裂解气分离出C2、C3馏分后，对C2和C3馏分进行催化加氢，脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯加氢工艺

前加氢在脱甲烷塔前进行，利用裂解气中H2进行加氢，自给氢催化加氢催化加氢脱炔工艺方法后加氢加氢工艺前加氢催化加氢脱炔工艺方法前加氢与后加氢工艺①前加氢——脱甲烷塔前进行的加氢优点：流程简单，能耗低缺点：1.脱炔难易程度：丁二烯＞乙炔＞丙炔＞丙烯＞乙烯2.加氢过程中，氢分压较高，加氢选择性较差，乙烯损失量多；同时副反应还会导致反应温度的失控，乃至出现催化剂床层飞温；3.此外，裂解气中较重组分的存在，对加氢催化剂性能有较大的影响，使催化剂寿命缩短。前加氢与后加氢工艺①前加氢——脱甲烷塔前进行的加氢②后加氢优点：氢气已分出，所用氢气按比例加入，加氢选择性高；加氢产品质量稳定，原料中所含乙炔、丙炔和丙二烯的脱除均能达到指标要求；加氢原料气体中杂质少，催化剂使用周期长缺点：通入本装置的氢气中常含有甲烷。为了保证乙烯的纯度，加氢后还需要将氢气带入的甲烷和剩余的氢脱除，因此，需设第二脱甲烷塔，导致流程复杂，设备费用高。②后加氢

CO的来源烃类与稀释水蒸汽反应焦炭与稀释水蒸汽反应裂解过程中生成四、脱一氧化碳

烃类与稀释焦炭与稀释裂解过程中生成四、脱一氧化碳CO的危害少量的CO带入富氢馏分中，会使加氢催化剂中毒随着烯烃聚合高效催化剂的发展，对乙烯和丙烯中CO含量的要求也越来越高。

部分富集于甲烷馏分部分富集于富氢馏分CO的危害少量的CO带入富氢馏分中，会使加氢催化剂中毒部分富CO脱除的方法甲烷化法：催化剂存在的条件下，使裂解气中的一氧化碳催化加氢生成甲烷和水，达到脱除CO的目的强放热反应，低温对化学平衡有利，但温度低，反应速度慢。一般采用镍催化剂CO脱除的方法甲烷化法：催化剂存在的条件下，使裂解气中的一氧1、裂解气为何进行净化处理？净化处理包括哪些内容？2、酸性气体是什么物质，酸性气体的存在对裂解气分离有什么危害？3、试述乙醇胺法与碱洗法脱硫的原理，各有什么优缺点？4、裂解气为什么要进行深度干燥，烃类水合物生成条件是什么，防止水合物生成的办法有哪些？

5、分子筛干燥的基本原理是什么，其吸附有什么特点？

6、为什么要脱除裂解气中的炔烃，脱炔的工业方法有几种？怎样才能做到既脱炔烃又能增加乙烯收率？7、什么叫前加氢、后加氢，两者有何区别？各有何优缺点？8.裂解气中一氧化碳是如何带入的，工业上用什么方法脱除？1、裂解气为何进行净化处理？净化处理包括哪些内容？第四节裂解气的深冷分离

乙烯精馏

分离流程

脱甲烷塔

丙烯精馏第四节裂解气的深冷分离乙烯精馏分离流程典型分离工艺流程三种分离原则顺序分离流程前脱乙烷流程前脱丙烷流程先易后难先将不同碳原子数的烃分开，再分离同一碳原子数的烯烃和烷烃；均将生产乙烯的乙烯精馏塔和生产丙烯的丙烯精馏塔置于流程最后典型分离工艺流程三种分离原则顺序分离流程先易后难精馏分离方案

脱甲烷脱乙烷脱丙烷的顺序脱甲烷脱乙烷脱丙烷顺序分离流程脱乙烷脱甲烷脱丙烷前脱乙烷流程脱丙烷脱甲烷脱乙烷前脱丙烷流程精馏分离方案脱甲烷脱乙烷脱丙烷的顺序解释将C2馏分以及比C2馏分轻的组分从塔顶分离出去将C3馏分以及比C3馏分轻的组分从塔顶分离出去

分离丙烯/丙烷将甲烷以及比甲烷轻的组分从塔顶分离出去分离乙烯/乙烷丙烯精馏塔乙烯精馏塔脱丙烷塔脱乙烷塔脱甲烷塔解释将C2馏分以及比C2馏分轻的组分从塔顶分离出去将C3馏写出对应进料组成

各塔顶的出料氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、碳四、碳五（脱乙烷塔）丙烯、丙烷、碳四、碳五（脱丙烷塔）乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、碳四、碳五（脱丙烷塔）氢气、甲烷、乙烷、乙烯（脱甲烷塔）写出对应进料组成

各塔顶的出料氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、顺序分离流程（后加氢）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共同点：先分离不同碳原子数的烃再分离同碳原子数的烷烃和烯烃五种流程组织方案净化方案：脱乙炔塔的安排前加氢：脱乙炔塔在脱甲烷塔前

后加氢：脱乙炔塔在脱甲烷塔后顺序分离流程（后加氢）五种流程组织方案净化方案：脱乙炔塔的安顺序分离流程顺序分离流程前脱乙烷前加氢流程前脱乙烷前加氢流程前脱乙烷后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前加氢流程前脱丙烷后加氢流程前脱丙烷后加氢流程三种流程的比较三种流程的比较乙烯回收率评价分离装置是否先进的重要技术经济指标；甲烷塔和乙烯精馏塔是保证乙烯回收率和乙烯产品纯度的关键设备能量的综合利用水平确定单位产品所需的能耗分离流程的主要评价指标

乙烯回收率分离流程的主要评价指标脱甲烷塔脱甲烷塔

脱甲烷塔的中心任务:

将裂解气中甲烷-氢和乙烯及比乙烯更重的组分进行分离，分离过程是利用低温，使裂解气中除甲烷-氢外的各组分全部液化，然后将不凝气体甲烷-氢分出。脱甲烷塔是分离过程中温度最低的塔，能量消耗也最多，所以脱甲烷塔是精馏过程中关键塔之一。脱甲烷塔的中心任务:将裂解气中甲烷-氢和乙烯及比乙烯更重52%36%深冷分离系统冷量消耗分配乙烯塔脱乙烷塔其余塔脱甲烷塔9%3%52%36%深冷分离系统冷量消耗分配乙烯塔脱乙烷塔其余塔脱甲分离装置中的位置分离装置中投资最大、能耗最多的环节需在－90℃以下的低温条件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

分离装置中的位置分离装置中投资最大、能耗最多的环节脱甲烷塔分离要求轻关键组分为甲烷，重关键组分为乙烯；塔顶甲烷馏分中的乙烯含量要低，保证乙烯的回收率；塔釜产品甲烷含量尽可能低，以利于提高乙烯纯度，确保乙烯产品质量；脱甲烷塔对保证乙烯回收率和纯度起决定性作用。

脱甲烷塔分离要求轻关键组分为甲烷，重关键组分为乙烯；脱甲烷塔（一）影响脱甲烷的因素分析原料气组成（CH4/H2）操作温度压力（一）影响脱甲烷的因素分析原料气组成（CH4/H2）由于裂解气中的氢和甲烷都进入脱甲烷塔塔顶，在塔顶为了满足分离要求，要有一部分甲烷的液体回流。但如有大量氢气存在，降低了甲烷的分压，甲烷气体的冷凝温度会降低，即不容易冷凝，会减少甲烷的回流量。所以在满足塔顶露点的要求下，温度和压力一定时，

CH4／H2越大，脱除甲烷越彻底。（1）原料气组成由于裂解气中的氢和甲烷都进入脱甲烷塔塔顶，在塔顶为了满足分离（2）温度和压力降温和增压都有利于提高乙烯回收率，但温度降低、压力提高都受到一定条件的制约。温度降低，受制冷剂温度级位的限制。压力提高主要影响分离组分的相对挥发度，压力增大，降低CH4/C2H2相对挥发度，分离变难，使CH4难于从塔釜液中蒸出。（2）温度和压力降温和增压都有利于提高乙烯回收率，但温度降低操作温度和操作压力

它表示气相中两组分的摩尔分数比为与之成平衡的液相中两组分摩尔分数比的α倍。操作温度和操作压力它表示气相中两组分的摩尔分数比为与之成平

降低压力，节能高压、中压、低压脱甲烷

300kt／a乙烯装置高压法的能耗为12918kW，低压法的能耗10768kW操作温度较低，材质要求高，增加了甲烷制冷系统，投资可能增大，且操作复杂降低压力，节能高压、中压、低压脱甲烷300kt／a乙烯压力0.6～0.7MPa，顶温-140℃，釜温-50℃由于压力低，相对挥发度较大，分离效果好。由于温度低，所以乙烯回收率高。虽然需要低温级冷剂，但因易分离，回流比较小，折算到每吨乙烯的能量消耗，低压法仅为高压法的70%多。低压法也有不利之处，需要耐低温钢材、多一套甲烷制冷系统、流程比较复杂；同时低压法并不适合所有的裂解气分离，只适用于裂解气中的CH4/C2H4比值较大的情况。（1）低压法

压力0.6～0.7MPa，顶温-140℃，釜温-50℃（1）压力为3.1～4.1MPa，塔顶温度为-96℃，不必采用甲烷制冷系统，只需用液态乙烯即可。由于脱甲烷塔顶尾气压力高，可借助高压尾气的自身节流膨胀获得额外的降温，比甲烷冷冻系统简单。此外提高压力可缩小精馏塔的容积，所以从投资和材质要求看，高压法是有利的，但分离效果不如低压法。（2）高压法（2）高压法2022/12/3192高压脱甲烷：（3.0~3.2MPa）技术成熟低压脱甲烷：（0.6-0.7MPa）发展方向2022/12/2992高压脱甲烷：（二）利用冷箱提高乙烯回收率生产中，脱甲烷塔系统为防止低温设备散冷，减少其与环境接触的表面积，常把节流膨胀阀、高效板式换热器、气液分离器等低温设备，封闭在一个由绝热材料做成的箱子中，此箱称之为冷箱。冷箱是在-100~-160℃下操作的低温设备。冷箱可用于气体和气体、气体和液体、液体和液体之间的热交换，在同一个冷箱中允许多种物质同时换热，冷量利用合理，从而省掉了一个庞大的列管式换热系统，起到了节能的作用。（二）利用冷箱提高乙烯回收率生产中，脱甲烷塔系统为防止低温设冷箱用途原理前冷和后冷把制冷设备放在一绝热箱中，在－100～－160℃低温下操作用节流膨胀来获得低温回收乙烯，制取富氢和富甲烷馏分冷箱在流程中与脱甲烷塔的相对位置不同冷箱用途原理前冷和后冷把制冷设备放在一绝热箱中，在－100～前冷：冷箱放在脱甲烷塔之前处理塔进料；前冷流程适用于规模较大、自动化程度较高、原料较稳定、需要获得纯度较高的副产氢的场合。但脱甲烷塔操作弹性较低，流程较复杂，仪表自动化要求高。目前工业生产中应用前冷流程的较多。前冷：冷箱放在脱甲烷塔之前处理塔进料；后冷：冷箱放在脱甲烷塔之后处理塔顶气。后冷仅将塔顶的甲烷-氢馏分冷凝分离而获富甲烷馏分和富氢馏分。此时裂解气是经塔精馏后才脱氢故亦称后脱氢工艺后冷：冷箱放在脱甲烷塔之后处理塔顶气。后冷仅将塔顶的甲烷-氢乙烯的精馏乙烯的精馏精馏分离工艺流程图关键设备原料（乙烯和乙烷混和液体）精馏塔的某一位置（进料板处）流入精馏塔内，开始精馏操作，塔底设再沸器加热釜液中的液体，产生蒸汽通过塔板的筛孔上升，与沿降液管下降并横向流过塔板的液体在各级筛板上错流接触并进行传热及传质，塔顶得到乙烯，塔釜为乙烷。精馏分离工艺流程图关键设备原料（乙烯和乙烷混和液体）精馏塔的乙烯塔的地位乙烯塔任务塔顶得聚合级产品乙烯塔釜液为乙烷乙烯塔温度仅次于脱甲烷塔，是关键塔冷量消耗占总制冷量的38％～44％此塔设计和操作好坏，影响乙烯产品的产量、质量及成本乙烯塔的地位乙烯塔任务塔顶得聚合级产品乙烯乙烯塔温度仅次于脱乙烯塔的乙烯乙烷相对挥发度

乙烯塔的乙烯乙烷相对挥发度操作压力由制冷的能量消耗，设备投资，产品乙烯要求的输出压力以及脱甲烷塔的操作压力等因素来决定。

高压法低压法乙烯塔操作压力的确定操作压力由制冷的能量消耗，设备投资，产品乙烯要求的输出压力以相对挥发度增大，塔板数或回流比降低塔温升高，不用较低温度级位的冷剂，降低能量消耗及制冷系统设备费用，降低对设备材质的要求，上升蒸气的相对密度增加，使单位设备处理量增加，降低设备费用塔的温度也低，冷剂的温度级位低，对材质要求较高相对挥发度下降，塔板数增多或R增大，设备费用或操作费用提高，设备费增加乙烯塔的分析提高压力降低压力P不利的影响精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L与塔顶产品流量D的比值，即R=L/D。相对挥发度增大，塔板数或回流比降低塔温升高，不用较低温度级位乙烯塔工艺低压法，塔的操作温度低高压法，塔的操作温度高

操作压力一般为0.5～0.8MPa，塔顶冷凝温度为-50～-60℃左右，塔顶冷凝器需要乙烯作为制冷剂。操作压力一般为1.9～2.3MPa，相应塔顶温度为－23～－35℃左右，塔顶冷凝器使用丙烯冷剂即可乙烯塔工艺低压法，塔的操作温度低操作压力一般为采用侧线出料法提馏段采用中间再沸器回收冷量乙烯塔的改进后加氢工艺乙烯精馏塔的进料还含有少量甲烷，影响产品的纯度,多不设第二脱甲烷塔分离；采用侧线引出高纯度乙烯，塔顶引出含少量甲烷的粗乙烯回压缩系统。一塔起到二塔的作用乙烯精馏塔精馏段的塔板数较多，回流比大。大回流比对精馏段操作有利，可提高乙烯产品的纯度。为回收冷量，在提馏段采用中间再沸器。采用侧线出料法提馏段采用中间再沸器乙烯塔的改进后加氢工艺乙烯丙烯的精馏丙烯的精馏

丙烯精馏塔特点任务分离丙烯-丙烷馏分的塔塔顶得到丙烯，塔底得到丙烷丙烯-丙烷的相对挥发度很小，不易分离塔板数最多，回流比最大，运转费和投资费较多丙烯精馏塔特点任务分离丙烯-丙烷馏分的塔丙烯-丙烷的相对挥丙烯精馏工艺低压法压力在1.2MPa以下操作压力低，相对挥发度提高，塔板数和回流比减少塔顶温度低于环境温度，不能用工业水来冷凝，必须采用制冷剂制冷丙烯精馏工艺低压法压力在1.2MPa以下高压法压力在1.7MPa以上塔顶冷凝温度高于环境温度，用工业水冷凝回流塔釜用急冷水（水洗塔出来的约85℃）或低压蒸气进行加热设备简单，易于操作。缺点是回流比大，塔板数多高压法压力在1.7MPa以上1.分离流程分为哪几种,根据什么原则分离？2.影响脱甲烷塔的操作因素有哪些？3.什么叫冷箱，有什么用途?4.试述乙烯精馏任务以及操作的影响因素？5.哪些工艺要进行第二次脱甲烷？6.试述丙烯精馏任务以及操作的影响因素7.试述深冷分离的节能措施？8.叙述制冷任务和基本原理，制冷剂必须具备哪些条件？工业上常采用的制冷剂有哪些，并简述乙烯制冷过程？1.分离流程分为哪几种,根据什么原则分离？第五节操作中的异常现象第五节操作中的异常现象裂解气的组成及分离方法深冷分离方法压缩与制冷裂解气的压缩制冷冷冻循环制冷节流膨胀制冷冷箱热泵气体净化脱水脱甲烷塔深冷分离流程酸性气体的脱除脱一氧化碳脱炔裂解气深冷分离裂解气分离操作中的异常现象乙烯精馏丙烯精馏裂解气的分离总结裂解气的组成及分离方法深冷分离方法压缩与制冷裂解气的压缩制问题与思考1、裂解气是由哪些主要物质组成的，对分离有什么要求？2、试述深冷分离法的特点，它包括哪些主要工艺操作过程？3、裂解气为什么要首先进行压缩，确定压力的依据是什么？为何要采取分段压缩？4、裂解气为何进行净化处理？净化处理包括哪些内容？5、酸性气体是什么物质，酸性气体的存在对裂解气分离有什么危害？6、试述乙醇胺法与碱洗法脱硫的原理和影响因素，各有什么优缺点？7、裂解气为什么要进行深度干燥，烃类水合物生成条件是什么，防止水合物生成的根本办法有哪些？

8、何谓分子筛？分子筛干燥的基本原理是什么，其吸附有什么特点和规律。并试述分子筛干燥的工艺过程和操作条件。

9、为什么要脱除裂解气中的抉烃，脱炔的工业方法有几种？怎样才能做到既脱炔烃又能增加乙烯收率？10、什么叫前加氢、后加氢，两者有何区别？各有何优缺点？问题与思考1、裂解气是由哪些主要物质组成的，对分离有什么要求11、液相加氢脱除丙炔有什么方法，其特点和工艺过程如何？精馏法脱除丙炔的特点和工艺过程如何？12、裂解气中一氧化碳是如何带入的，工业上用什么方法脱除，工艺过程如何？13、叙述制冷任务和基本原理，制冷剂必须具备哪些条件？工业上常采用的制冷剂有哪些，并简述乙烯制冷过程。14、叙述复迭制冷的基本原理，它与一般制冷过程有什么区别？节流膨胀制冷有什么特点，基本过程如何？15、何谓热泵系统，试述开式热泵与闭式热泵循环的区别和优缺点。16、影响脱甲烷塔的操作因素有哪些？试述高压法脱甲烷的工艺过程与操作。17、什么叫冷箱，有什么特点?18、试述乙烯精馏过程、任务、特点，以及操作的影响因素19、为什么要进行第二次脱甲烷，其工艺流程如何，第二脱乙烷塔为什么采用高压?20、试述丙烯精馏过程、任务、特点，以及操作的影响因素21、试述深冷分离的节能措施问题与思考11、液相加氢脱除丙炔有什么方法，其特点和工艺过程如何？精馏THANKYOU!THANKYOU!当孔径的测量值很小时，通常用“A”(10的负十次方米)做单位(常用在吸附工艺中)。

当孔径的测量值很小时，通常用“A”(10的负十次方米)做单位石油烃气态产物液态产物固态产物裂解气(目的乙烯、丙烯)裂解汽油裂解轻柴油燃料油焦、碳石油烃气态产物液态产物固态产物裂解气(目的乙烯、丙烯)裂解汽轻柴油裂解气组成裂解气是复杂的混合物轻柴油裂解气组成裂解气是复杂的混合物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。裂解气分离定义：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，就第二章裂解气分离第二章裂解气分离主要内容

第一节：裂解气的组成与分离方法第二节：压缩与制冷第三节：气体净化第四节：裂解气深冷分离第五节：裂解气分离操作中的异常现象?主要内容第一节：裂解气的组成与分离方法?裂解气的组成及分离方法一、裂解气的组成及分离要求

1.组成二、裂解气分离方法简介2.分离要求低级烃类氢气深冷分离油吸收精馏分离少量杂质深冷操作的系统组成第一节裂解气的组成与分离方法裂解气的组成及分离方法一、裂解气的组成及分离要求1.组成二几种裂解气组成%(体积)几种裂解气组成%(体积)裂解气的组成：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脱酸性气体b、CO2

c、CO脱一氧化碳,甲烷化法：CO+3H2OCH4+H2O③、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）裂解气的组成：分离要求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，例如用乙烯与苯烷基化生产乙苯时，对乙烯纯度要求不太高，则可以分离纯度低一些，用丙烯与苯烷基化生产异丙苯时，甚至可以用丙烯-丙烷混合馏分。对于聚合用的乙烯和丙烯的质量要求则很严，生产聚乙烯、聚丙烯要求乙烯、丙烯纯度在99.9%或99.5%以上，其中有机杂质不允许超过5～10PPm。这就要求对裂解气进行精细的分离和提纯。分离要求各种有机产品的合成，对于原料纯度的要求是不同的。裂解气的分离、提纯工作，是以精馏方法完成的，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，分离过程的主要矛盾是如何将裂解气中的甲烷和氢气先行分离。裂解气分离方法简介裂解气的分离、提纯工作，是以精馏方法完成的，精馏方法要求将组裂解气分离方法油吸收精馏分离深冷分离用吸收剂吸收除甲烷和氢气以外的其它组分，然后根据溶解度不同进行精馏，把各组分从吸收剂中逐一分离。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，已被淘汰。在-100℃左右的低温下，将裂解气中除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。裂解气分离方法油吸收深冷分离用吸收剂吸收除甲烷和氢气以外的其深冷操作的系统组成2、气体净化系统1、压缩冷冻系统3、低温精馏分离系统

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。

该系统的任务是加压、降温，以保证分离过程顺利进行。

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。深冷操作的系统组成2、气体净化系统1、压缩冷冻系统3、低温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第二节压缩和制冷系统目的和任务第二节压缩和制冷系统

加压提高组分的沸点提高操作温度压缩的原因裂解气常压沸点很低常压，冷凝、精馏分离温度低需要大量冷量和耐低温设备解决办法加压压缩的原因裂解气常压沸点很低常压，冷凝、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。

绝热过程，压力升高，温度也上升绝热指数=cp/cv单位MPa单位k一、裂解气的压缩1.压力与温度的关系根据物质的裂解气分离-课件不同压力下某些组分的沸点℃不同压力下某些组分的沸点℃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(二烯烃)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。但不能任意加压，若压力增高：因此，在深冷分离中要采用经济上合多段压缩和冷却相结合裂解气压缩后限制的原因裂解气经压缩，压力升高温度升高二烯烃高温度下聚合和结焦温度升高使压缩机润滑油粘度下降（不能正常运转）压缩机出口<100℃,入口38～40℃解决办法2.多段压缩多段压缩和冷却相结合裂解气压缩后限制的原因裂解气经压缩，压力高压法和低压法的比较高压法低压法分离温度高分离温度低多耗压缩功少耗压缩功少耗冷量多耗冷量塔釜温度高，易聚合，相对挥发度低，分离困难塔釜温度低，不易聚合，相对挥发度大，分离容易高压法和低压法的比较高压法低压法分离温度高分离温度低多耗压缩原料：轻烃和石脑油段数ⅠⅡⅢⅣⅤ进口温度/℃38343637·238进口压力/MPa0·130·2450·4920·9982·028出口温度/℃87·285·690·692·292·2出口压力/MPa0·2860·5091·0192·1084·125压缩比2·02·081·992·112·04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。原料：轻烃和石脑油段数ⅠⅡⅢⅣⅤ进口温度/℃3834363多级压缩优势段间净化、分离节约压缩功耗

降低出口温度

便于在压缩段间进行净化和分离水、酸性气体、脱重组分。节省压缩功，提高效率，减小压缩比，接近等温压缩限制二烯烃因加压过高导致升温后发生聚合；危及正常操作；控制压缩后气体温度≦100℃多级压缩优势段间净化、分离节约压缩功耗降低出口温度便于制冷分离要求制冷剂

制冷系统

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制冷分离要求制冷剂制冷系统低于环境温度的深冷温度条件下进二、制冷1、冷冻循环制冷2、节流膨胀制冷3、热泵二、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。制冷原理1、冷冻循环制冷冷冻剂自液态汽化时，要（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）氨蒸汽压缩制冷

氨蒸汽压缩制冷系统可由四个基本过程组成。(1)蒸发

(2)压缩

(3)冷凝

(4)节流膨胀

在低压下液氨的沸点很低，如压力为O.12MPa时沸点为-30℃。液氨在此条件下，在蒸发器中蒸发变成氨蒸气，则必须从通入液氨蒸发器的被冷物料(或载冷体)中吸取热量，产生制冷效果，使被冷物料(或载冷体)冷却到接近-30℃。若液氨在1.55MPa压力下汽化，由于沸点为40℃，不能得到低温，为此，必须把高压下的液氨，通过膨胀阀降压到0.12MPa，若在此压力下汽化，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。蒸发器中所得的是低温、低压的氨蒸气。为了使其液化，首先通过氨压缩机压缩，使氨蒸气压力升高，则冷凝点也随之升高。高压下的氨蒸气的冷凝点是比较高的。例如把氨蒸气加压到1.55MPa时，其冷凝点是40℃，此时，氨蒸气在冷凝器中变为液氨，可由普通冷水将所放出的热量带走。（1）氨蒸汽压缩制冷

氨蒸汽压缩制冷系统可由四个基本过程组成氨蒸气压缩制冷反复进行，形成一个闭合循环操作过程蒸发压缩冷凝节流氨蒸气压缩制冷反复进行，形成一个闭合循环操作过程蒸发制冷循环组成制冷剂吸热蒸发，变成低温低压气体降低气体压力、汽化温度降低制冷剂在冷凝器中冷却冷凝成液体压缩机冷凝器节流阀蒸发器制冷剂由低温低压气体变为高温高压气体制冷循环组成制冷剂吸热蒸发，变成低温低压气体降低气体压力、汽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。在石油化工深冷分离中使用最广泛的是氨、丙烯和乙烯等。对乙烯装置而言，乙烯和丙烯为本装置产品，已有贮存设施，且乙烯和丙烯已具有良好的热力学特性，因而均选用乙烯和丙烯作为制冷剂。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（2）丙烯制冷制冷剂丙烯数据分析沸点－47.7℃，临界温度91.89℃；丙烯单独使用，可以实现被水冷凝，但不能将被冷物料降温到-100℃（2）丙烯制冷制冷剂丙烯数据分析沸点－47.7℃，临界温制冷剂乙烯数据分析（3）乙烯制冷沸点－103.7℃，临界温度9.5℃；乙烯单独使用，可以将被冷物料降温到-100℃，但不能实现被水冷凝※丙烯、乙烯均不能单独完成任务制冷剂乙烯数据分析（3）乙烯制冷沸点－103.7℃，临界（4）乙烯—丙烯复迭制冷（4）乙烯—丙烯复迭制冷5、三元复迭制冷

用乙烯作制冷剂在正压下操作，不能获得－103℃以下的制冷温度。生产中需要－103℃以下的低温时，可采用沸点更低的制冷剂，如甲烷在常压下沸点是－161.5℃，因而可制取－160℃温度级的冷量。但是由于甲烷的临界温度是－82.5℃，若要构成冷冻循环制冷，需用乙烯作制冷剂为其冷凝器提供冷量，这样就构成了甲烷－乙烯－丙烯三元复迭制冷。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。－160℃乙烯5、三元复迭制冷用乙烯作制冷剂在正压下操作，不能获节流膨胀制冷气体由较高的压力通过一个节流阀膨胀到较低的压力，过程非常快，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。生产中，高压脱甲烷分离，可用节流膨胀获得-110℃节流膨胀制冷气体由较高的压力通过一个节流阀膨胀到较低的压力，热泵

能否把塔顶低温处的热量传到塔釜高温处呢?塔顶需用外来冷剂引入冷量，从塔顶移出热量；塔釜又要用外来热剂供给热量。热泵系统将精馏塔和制冷循环结合起来，实现既向塔顶供冷，又向塔底供热的制冷循环系统精馏过程热泵能否把塔顶低温处的热量塔顶需用外来冷剂引入冷量，从塔闭式热泵：塔内物料与制冷系统介质之间是封闭的，而用外界的工作介质为制冷剂。在此流程中，制冷循环中的制冷剂冷凝器与塔釜再沸器合成一个设备，在此设备中，制冷剂冷凝放热，而釜液吸热蒸发。闭式热泵特点是操作简便、稳定，物料不会污染，出料质量容易保证。但流程复杂，设备费用较高。开式A型热泵流程，不用外来制冷剂，直接以塔顶蒸出低温烃蒸气作为制冷剂，经压缩提高压力和温度后，送去塔釜换热，放出热量而冷凝成液体。凝液部分出料，部分经节流降温后流入塔。此流程省去了塔顶换热器。开式B型热泵流程，直接以塔釜出料为制冷剂，经节流后送至塔顶换热，吸收热量蒸发为气体，再经压缩升压升温后，返回塔釜。塔顶烃蒸气则在换热过程中放出热量凝成液体。此流程省去了塔釜再沸器。闭式热泵：塔内物料与制冷系统介质之间是封闭的，而用外界的工作热泵流程说明开式热泵闭式热泵热泵闭式B型热泵外加工质不用外来制冷剂，直接以塔顶蒸出低温蒸气作为制冷剂不用外来制冷剂做媒介，直接以塔釜出料为制冷剂A型热泵热泵流程说明开式热泵闭式热泵热泵闭式B型热泵外加工质不用外来裂解气的组成：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脱酸性气体b、CO2

c、CO脱一氧化碳,③、含有少量杂质

d、H2O脱水

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）裂解气的组成：第三节气体净化裂解气在深冷精馏前首先要脱除其中所含杂质净化过程脱酸性气体

脱CO

脱炔

脱水第三节气体净化裂解气在深冷精馏前首先要脱除其中所含杂质净酸性气体来源H2S：一部分是由裂解原料带来的；

另一部分是裂解原料中的有机硫化物

在高温裂解过程中反应生成的。

例如：RSH+H2→RH+H2S

CS2+2H2O→CO2+2H2S

COS+H2O→CO2+H2S一、酸性气体的脱除酸性气体来源H2S：一部分是由裂解原料带来的；一、酸性气体的CO2：裂解炉管中的焦碳与水蒸汽作用C+2H2O→CO2+H2烃与水蒸汽作用CH4+H2O→CO2+4H2CO2：裂解炉管中的焦碳与水蒸汽作用

酸性气体的危害CO2：低温下结成干冰，堵塞设备管道；H2S：腐蚀设备管道；使分子筛寿命降低；造成加氢脱炔和甲烷化催化剂中毒使下游聚合或催化反应的催化剂中毒；在生产聚乙烯等时造成聚合速度降低、聚乙烯的分子量降低；影响产品质量裂解气分离装置下游加工装置酸性气体的危害CO2：低温下结成干冰，堵塞设备管道；使下酸性气体脱除方法方法：吸收法碱洗法乙醇胺法

原理：化学吸收酸性气体脱除方法方法：吸收法原理：化学吸收反应原理碱洗法脱除酸性气体

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2OH2S+2NaOH→Na2S+2H2O优点：吸收彻底缺点：NaOH吸收剂不可回收，消耗较大适用：酸性气体量少时反应原理碱洗法脱除酸性气体CO2+2NaOH→Na2碱洗工艺流程图碱洗工艺流程图碱洗工艺流程说明塔分三段：

I段水洗塔（避免碱液带入压缩机）

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％碱洗工艺流程说明塔分三段：碱洗塔碱洗塔反应原理特点：吸收剂可以循环使用工艺组成：吸收、解吸乙醇胺法脱除酸性气醇胺的分子结构显示了其中至少有一个羟基(-OH)和一个氨基(-NH2或--NH)。其中羟基能增加醇胺在水中的溶解度，氨基在水溶液中呈碱性，促使其对酸性气体的吸收。反应原理特点：吸收剂可以循环使用乙醇胺法脱除酸性气醇胺的分子吸收和解吸过程吸收塔解吸塔(含CO2、H2S)富液贫液（乙醇胺）CO2、H2S吸收和解吸过程吸收塔解吸塔(含CO2、H2S)富液贫液（乙醇碱洗法与醇胺法比较碱洗法与醇胺法比较二、脱水（干燥）稀释蒸汽；急冷水；脱酸碱洗要求：水含量(W)降至1×10－6以下水分危害：水分在低温下结冰加压和低温条件下，可与烃生成白色结晶水合物如：CH4·6H2O，C2H6·7H2O水合物和冰附着在管壁上，既增加动能消耗，又堵塞设备及管道，并影响产物分离。来源：含饱和水量(600～700)×10－6二、脱水（干燥）稀释蒸汽；急冷水；脱酸碱洗要求：水含量(W脱水方法原理：利用一种多孔性固体物质去吸取气体或液体混合物中的某种组分，使该组分从混合物中分离出来的操作。常用吸附剂：分子筛、硅胶分子筛——一种人工合成的硅铝酸盐晶体(M)2/nO·Al2O3·xSiO2·pH2O固体吸附法脱水方法原理：利用一种多孔性固体物质去吸取气体或液体混合物中

分子筛脱水

吸附放热，低温吸附（常温）温度升高，脱附可再生

具有选择性，多孔，小于孔径的分子通过，被吸附。极性分子易于吸附。比表面积大，适合深度干燥分子筛结构分子筛脱水吸附放热，低温吸附（常温）具有选择性吸附与脱附条件

脱附：高温、减压1吸附：低温、加压2吸附与脱附条件脱附：高温、减压1吸附：低温、加压2危害来源裂解过程中二次反应生成乙炔，还有少量丙炔1.影响乙烯、丙烯的质量和用途2.使合成或聚合用催化剂中毒3.在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸三、炔烃脱除危害来源裂解过程中二次反应生成乙炔，还有少量丙炔1.影响乙烯方法：溶剂吸收法催化加氢法

要求：乙炔＜5×10－5（mol）丙炔＜5×10－5

丙二烯＜1×10－5

炔烃脱除方法方法：要求：炔烃脱除方法溶剂吸收法N-甲基吡咯烷酮（NMP）脱出裂解气中的乙炔回收到一定量的乙炔优点常用的溶剂丙酮二甲基甲酰胺（DMF）溶剂吸收法N-甲基吡咯烷酮（NMP）脱出裂解气中的乙炔回收到C2H2+2H2C2H6+H2

C2H4+H2C2H6+（H2

－H1）mC2H2+nH2

低聚物（绿油）C2H2+H2C2H4+H1

K1主反应：副反应：K2催化加氢脱炔分为：前加氢和后加氢目的：将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此脱除乙炔原理：C2H2+2H2C2H6+

后加氢裂解气分离出C2、C3馏分后，对C2和C3馏分进行催化加氢，脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯加氢工艺

前加氢在脱甲烷塔前进行，利用裂解气中H2进行加氢，自给氢催化加氢催化加氢脱炔工艺方法后加氢加氢工艺前加氢催化加氢脱炔工艺方法前加氢与后加氢工艺①前加氢——脱甲烷塔前进行的加氢优点：流程简单，能耗低缺点：1.脱炔难易程度：丁二烯＞乙炔＞丙炔＞丙烯＞乙烯2.加氢过程中，氢分压较高，加氢选择性较差，乙烯损失量多；同时副反应还会导致反应温度的失控，乃至出现催化剂床层飞温；3.此外，裂解气中较重组分的存在，对加氢催化剂性能有较大的影响，使催化剂寿命缩短。前加氢与后加氢工艺①前加氢——脱甲烷塔前进行的加氢②后加氢优点：氢气已分出，所用氢气按比例加入，加氢选择性高；加氢产品质量稳定，原料中所含乙炔、丙炔和丙二烯的脱除均能达到指标要求；加氢原料气体中杂质少，催化剂使用周期长缺点：通入本装置的氢气中常含有甲烷。为了保证乙烯的纯度，加氢后还需要将氢气带入的甲烷和剩余的氢脱除，因此，需设第二脱甲烷塔，导致流程复杂，设备费用高。②后加氢

CO的来源烃类与稀释水蒸汽反应焦炭与稀释水蒸汽反应裂解过程中生成四、脱一氧化碳

烃类与稀释焦炭与稀释裂解过程中生成四、脱一氧化碳CO的危害少量的CO带入富氢馏分中，会使加氢催化剂中毒随着烯烃聚合高效催化剂的发展，对乙烯和丙烯中CO含量的要求也越来越高。

部分富集于甲烷馏分部分富集于富氢馏分CO的危害少量的CO带入富氢馏分中，会使加氢催化剂中毒部分富CO脱除的方法甲烷化法：催化剂存在的条件下，使裂解气中的一氧化碳催化加氢生成甲烷和水，达到脱除CO的目的强放热反应，低温对化学平衡有利，但温度低，反应速度慢。一般采用镍催化剂CO脱除的方法甲烷化法：催化剂存在的条件下，使裂解气中的一氧1、裂解气为何进行净化处理？净化处理包括哪些内容？2、酸性气体是什么物质，酸性气体的存在对裂解气分离有什么危害？3、试述乙醇胺法与碱洗法脱硫的原理，各有什么优缺点？4、裂解气为什么要进行深度干燥，烃类水合物生成条件是什么，防止水合物生成的办法有哪些？

5、分子筛干燥的基本原理是什么，其吸附有什么特点？

6、为什么要脱除裂解气中的炔烃，脱炔的工业方法有几种？怎样才能做到既脱炔烃又能增加乙烯收率？7、什么叫前加氢、后加氢，两者有何区别？各有何优缺点？8.裂解气中一氧化碳是如何带入的，工业上用什么方法脱除？1、裂解气为何进行净化处理？净化处理包括哪些内容？第四节裂解气的深冷分离

乙烯精馏

分离流程

脱甲烷塔

丙烯精馏第四节裂解气的深冷分离乙烯精馏分离流程典型分离工艺流程三种分离原则顺序分离流程前脱乙烷流程前脱丙烷流程先易后难先将不同碳原子数的烃分开，再分离同一碳原子数的烯烃和烷烃；均将生产乙烯的乙烯精馏塔和生产丙烯的丙烯精馏塔置于流程最后典型分离工艺流程三种分离原则顺序分离流程先易后难精馏分离方案

脱甲烷脱乙烷脱丙烷的顺序脱甲烷脱乙烷脱丙烷顺序分离流程脱乙烷脱甲烷脱丙烷前脱乙烷流程脱丙烷脱甲烷脱乙烷前脱丙烷流程精馏分离方案脱甲烷脱乙烷脱丙烷的顺序解释将C2馏分以及比C2馏分轻的组分从塔顶分离出去将C3馏分以及比C3馏分轻的组分从塔顶分离出去

分离丙烯/丙烷将甲烷以及比甲烷轻的组分从塔顶分离出去分离乙烯/乙烷丙烯精馏塔乙烯精馏塔脱丙烷塔脱乙烷塔脱甲烷塔解释将C2馏分以及比C2馏分轻的组分从塔顶分离出去将C3馏写出对应进料组成

各塔顶的出料氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、碳四、碳五（脱