6 烃类裂解及裂解气分离课件

第6章烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离目录概述6.1烃类热裂解的理论基础6.2原料性质指标及工艺参数6.3裂解工艺过程及设备6.4裂解气的净化与分离6.5烃类催化裂解制烯烃进展6烃类裂解及裂解气分离有机化学工业石油炼制工业汽油、煤油、柴油、润滑油石油化学工业有机原料、三大合成材料

有机精细化工食品工业油脂工业概述6烃类裂解及裂解气分离石油炼制烃类裂解C4馏分芳烃石油工业常减压精馏催化裂化催化加氢催化重整原油加工得到各种油品的过程利用石油生产有机化工原料产品石油化工6烃类裂解及裂解气分离烃类热裂解石油二次加工过程，石油化工的基础；不用催化剂，将烃类加热到750-900℃发生热裂解原料：石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）；低分子烷烃（乙烷、丙烷）主要产品：三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）三苯（苯、甲苯、二甲苯）6烃类裂解及裂解气分离世界石化工业最重要的基础原料之一

75%的石油化工产品由乙烯生产

2003年底，世界乙烯生产能力达到110.8Mt2003年底，我国乙烯生产能力达到5.68Mt，居世界第4位中东、亚洲是新建、扩建裂解装置的重点地域。乙烯概况6烃类裂解及裂解气分离国内外乙烯发展动态2004年，世界乙烯总生产能力达11290.5万吨/年，主要集中在欧美发达国家。乙烯需求增速逐渐加快，年均增速达4.3%。

2010年需求量上升到13346万吨，增量主要在亚洲地区。

我国乙烯工业发展很快，乙烯产量逐年上升，2005年达773万吨，居世界第三位。

2010年我国乙烯生产能力达1600万吨。我国乙烯产量远不能满足经济社会快速发展的要求，一半的乙烯来自进口。国外国内6烃类裂解及裂解气分离裂解汽油热裂解

预分馏（急冷）原料净化（脱酸脱水脱炔）分离精馏分离系统深冷压缩制冷系统三烯分离部分反应部分芳烃裂解气热裂解工艺总流程6烃类裂解及裂解气分离化学反应：

反应规律、反应机理、热力学与动力学分析工艺参数和操作指标：

原料性质及评价；裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度工艺过程：管式裂解炉热裂解反应部分的学习内容6烃类裂解及裂解气分离6.1烃类热裂解的

理论基础6烃类裂解及裂解气分离6.1.1.1烷烃6.1.1烃类裂解反应

断链反应：

CnH2n+2→

CmH2m+CkH2k+2(m＋k=n)

CnH2n+2→CnH2n+H2

(C—H键断裂)

脱氢反应：6烃类裂解及裂解气分离相同烷烃断链比脱氢容易碳链越长越易裂解断链是不可逆过程，脱氢是可逆过程在分子两端断链的优势大乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应生成乙烯，甲烷在一般裂解温度下不发生变化

正构烷烃裂解规律

主要产物：氢、甲烷、乙烯、丙烯

特点:

生产乙烯、丙烯的理想原料6烃类裂解及裂解气分离比正构烷烃容易裂解或脱氢脱氢能力与分子结构有关，易难顺序为：叔氢＞仲氢＞伯氢随着碳原子数的增加，异构烷烃与正构烷烃裂解所得乙烯和丙烯收率的差异减小异构烷烃裂解规律主要产物：氢、甲烷、乙烯、丙烯、C4烯烃特点:异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯收率<<正构烷烃裂解所得收率，而氢、甲烷、C4及C4以上烯烃收率较高6烃类裂解及裂解气分离6.1.1.2烯烃的裂解反应及反应规律主要产物：乙烯、丙烯、丁二烯、环烯烃特点：烯烃在反应中生成小分子烯烃的裂解是不希望发生的，需要控制断链反应在β位生成烯烃，无β位难裂解脱氢反应生成二烯烃和炔烃岐化反应生成不同烃分子(烷烃、烯烃、炔烃)双烯合成反应二烯烃与烯烃生成环烯烃，再脱氢生成芳烃芳构化反应

C6以上烯烃脱氢生成芳烃6烃类裂解及裂解气分离烯烃断裂位置C-C-C-C-C解离能C=C-C-C-C解离能341.92kJ/mol341.92kJ/mol288.42kJ/mol380.38kJ/molαβ断链容易程度：双键α位C-C<烷烃C-C<双键β位C-C丙烯、异丁烯等没有β位C-C→比相应的烷烃难裂解C4以上的正烯烃有β位C-C

→比相应的烷烃易裂解6烃类裂解及裂解气分离裂解反应包括：断链开环反应脱氢反应侧链断裂开环脱氢6.1.1.3环烷烃的裂解反应及反应规律6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离环烷烃的裂解反应规律侧链烷基断裂比开环容易脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃五环比六环烷烃难裂解比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦主要产物：单环烷烃生成乙烯、丁二烯、单环芳烃多环烷烃生成C4以上烯烃、单环芳烃6烃类裂解及裂解气分离1、烷基芳烃的侧链脱烷基反应或断键反应2、环烷基芳烃的脱氢和异构脱氢反应3、芳烃缩合反应产物：多环芳烃，结焦特点：不宜做裂解原料6.1.1.4芳烃的裂解反应及反应规律6烃类裂解及裂解气分离

Ar-CkH2k+1+CmH2mArH+CnH2nAr-CnH2n+1Ar-CnH2n+1Ar-CnH2n-1+H2++R

31R4HRR26烃类裂解及裂解气分离各种烃在高温下不稳定900-1000℃以上经过炔烃中间阶段而生碳；

500-900℃经过芳烃中间阶段而结焦。6.1.1.5裂解过程的结焦生碳反应多环芳烃稠环芳烃液体焦油固体沥青质焦炭单环或少环芳烃焦和碳的区别？6烃类裂解及裂解气分离各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律1.正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。2.大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯3.环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。4.无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃5.有烷基的芳烃主要是烷基发生断碳键和脱氢反应，有结焦的倾向6.正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳环>五碳环）>芳烃6烃类裂解及裂解气分离6.1.2裂解过程的热力学分析裂解反应：1、强吸热过程2、均在高温低压下进行，气态烃视为理想气体裂解反应的热效应6烃类裂解及裂解气分离6.1.3裂解过程的动力学分析6.1.3.1自由基反应机理链引发反应是自由基的产生过程链增长反应是自由基的转变过程链终止是自由基消亡生成分子的过程6烃类裂解及裂解气分离链引发断裂C-C键产生一对自由基活化能高链增长自由基夺氢自由基分解，活化能不大被夺走氢的容易顺序：伯氢>仲氢>叔氢自由基分解反应是生成烯烃的反应链终止两个自由基形成稳定分子的过程活化能一般较低6烃类裂解及裂解气分离自由基分解为碳原子数较少的烯烃的反应活化能较小自由基中带有未配对电子的碳原子，若所连的氢较少，就主要分解为氢自由基和同碳原子数的烯烃分子链增长反应中生成的自由基碳原子数大于3，还可继续发生分解反应自由基分解反应直到生成氢自由基、甲基自由基为止自由基分解反应的规律6烃类裂解及裂解气分离正丙基自由基自由基反应举例（丙烷裂解）途径A：得到两个自由基，通过两个途径进行链的传递。6烃类裂解及裂解气分离生成的正丙基自由基进一步分解为乙烯分子和甲基自由基：生成的异丙基自由基进一步分解为丙烯分子和氢自由基反应结果是：途径B：C3H8→C3H6+H2异丙基自由基6烃类裂解及裂解气分离一次反应是指原料烃裂解(脱氢和断链)生成目的产物乙烯、丙烯等低级烯烃的反应，促使其充分进行二次反应则是指一次反应产物(乙烯、丙烯)继续反应，并转化为炔烃、二烯烃、芳烃以至结焦生炭的反应，千方百计抑制其进行6.1.3.2一次反应和二次反应为什么抑制二次反应？6烃类裂解及裂解气分离6.1.3.3反应动力学烃类裂解的主反应(一次反应)可按一级反应处理：r=-dc/dt=kc浓度c0→c，时间0→t，积分ln(c0/c)=kt转化率为x，则：-ln(1-x)=ktk由阿累尼乌斯方程得到：k=Aexp(-E/RT)裂解动力学方程可以用来计算原料在不同工艺条件下过程中转化率的变化情况，不能确定产物组成。6烃类裂解及裂解气分离6.2原料性质指标

及工艺参数6烃类裂解及裂解气分离族组成---PONA值氢含量特性因素芳烃指数(关联指数，简称BMCI)6.2.1裂解原料性质及评价6烃类裂解及裂解气分离6.2.1.1族组成－PONA值烷烃P(paraffin)烯烃O(olefin)环烷烃N(naphthene)芳烃A(aromatics)烷烃含量越大，芳烃越少，则乙烯产率越高；支链烷烃比直链烷烃产生的丙烯较多乙烯较少；环烷烃多的原料适合生产丁二烯；含芳烃的原料不利制烯烃，易结焦。6烃类裂解及裂解气分离PONA不同的原料裂解产物的收率6烃类裂解及裂解气分离我国常压轻柴油馏分族组成6烃类裂解及裂解气分离氢含量：原料烃分子结构中H的质量百分含量。6.2.1.2氢含量

烃裂解过程也是氢在裂解产物中重新分配的过程。原料含氢量对裂解产物分布的影响规律，与PONA值的影响一致。用途：可判断原料可能达到的裂解深度，及C4及C4以下轻烃的收率。氢含量：P>N>A；液体产物收率：P<N<A乙烯收率：P>N>A；容易结焦倾向：P<N<A6烃类裂解及裂解气分离各种烃的氢含量乙烷丙烷丁烷石脑油轻柴油含氢量(%)2018.217.214.5-15.513.5-14.5

用元素分析法测得氢含量，可以关联烃原料的乙烯潜在产率。氢含量高则乙烯产率越高。烷烃氢含量最高，芳烃则较低。6烃类裂解及裂解气分离1.表征原油和馏分油的化学组成特性的一种参数。2.K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低。反映了烃的氢饱和程度。原料烃的K值越大则乙烯产率越高。乙烯和丙烯总体收率大体上随裂解原料K值的增大而增加。6.2.1.3特性因素，K6烃类裂解及裂解气分离即美国矿务局关联指数（BureauofMinesCorrelationIndex），简称BMCI。用以表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。6.2.1.4芳烃指数，BMCId15.6——原料的相对密度；Tv——体积平均沸点，K。6烃类裂解及裂解气分离烃类化合物的芳香性愈强，则BMCI值愈大，不仅乙烯收率低，结焦的倾向性愈大。正构烷烃的BMCI值最小（正己烷为0.2），芳烃则相反（苯为99.8），因此烃原料的BMCI值越小则乙烯潜在产率越高。中东轻柴油的BMCI典型值为25左右，中国大庆轻柴油约为20。芳香性递增顺序：正构链烷烃<带支链烷烃<烷基单环烷烃<无烷基单环烷烃<双环烷烃<烷基单环芳烃<无烷基单环芳烃(苯)<双环芳烃<三环芳烃<多环芳烃6烃类裂解及裂解气分离原料烃组成与裂解结果原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。原料由轻到重，裂解产物中液体燃料又增加，产气量减少。原料由轻到重，联产物量增大，而回收联产物以降低乙烯生产成本的措施，又造成装置和投资的增加。6烃类裂解及裂解气分离6.2.2裂解工艺参数裂解温度对裂解结果的影响停留时间对裂解结果的影响反应压力与稀释剂动力学裂解深度函数KSF6烃类裂解及裂解气分离6.2.2.1裂解温度裂解温度是影响烯烃收率最重要的因素。温度对产物分布的影响：1.影响一次反应的产物分布2.影响一次反应对二次反应的竞争6烃类裂解及裂解气分离按自由基链式反应机理分析，温度对一次产物分布的影响，是通过影响各种链式反应相对量实现的。在一定温度内，提高裂解温度有利于提高一次反应所得乙烯和丙烯的收率。

正戊烷异戊烷600℃1000℃600℃1000℃乙烯收率43.246.010.112.6产物组成乙烯丙烯10.115.213.620.3裂解温度影响一次反应的产物分布6烃类裂解及裂解气分离裂解温度影响一次反应对二次反应的竞争热力学分析：烃裂解反应——吸热反应，需高温进行。T↑，利于乙烯、丙烯的生成；也有利于生成碳的副反应进行，即二次反应占优势。一次反应与二次反应在动力学上的竞争6烃类裂解及裂解气分离动力学分析：简化的动力学图式k=Aexp(-E/RT)E1>E3>E2一次反应与二次反应在动力学上的竞争k1/k2(或k1/k2’)比值及其随T变化的关系6烃类裂解及裂解气分离E1>E2，T↑，k1/k2↑，有利于提高一次反应对二次反应的相对速率，提高乙烯收率。

高温时，一次反应速率远远快于二次反应速率，要提高乙烯收率，应在高温下进行裂解反应T↑，减少焦的相对量，但是一次和二次反应的绝对速率是增大的，焦的绝对量是增加的。高温裂解，相应减少停留时间以减少焦的生产(抑制二次反应)。温度过高，较多的乙炔生成6烃类裂解及裂解气分离裂解温度范围：750~900℃原料分子量越小，所需裂解温度越高。乙烷裂解温度最高。

因此，应该选择一个最适宜的裂解温度，发挥一次反应在动力学上的优势，而克服二次反应在热力学上的优势，既可提高转化率又可得到较高的乙烯收率。6烃类裂解及裂解气分离6.2.2.2停留时间停留时间：物料在反应开始到达某一转化率时在反应器内经历的反应时间。t表示，秒。停留时间的影响由于有二次反应，对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间。停留时间短：原料转化率低，乙烯收率低，后续分离能耗高停留时间长：生成更多焦炭，缩短裂解炉运转周期，既浪费原料，又影响正常生产。6烃类裂解及裂解气分离从裂解动力学方程看出，对给定原料而言，裂解深度(转化率)取决于裂解温度和停留时间。不同温度-停留时间组合，裂解结果不同。温度---停留时间效应6烃类裂解及裂解气分离石脑油裂解时乙烯收率与温度和停留时间的关系高温-短停留时间最佳组合6烃类裂解及裂解气分离对于给定原料，相同裂解深度时，提高温度，缩短停留时间的效应温度--停留时间对产品收率影响可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦；抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低。6烃类裂解及裂解气分离6.2.2.3反应压力与稀释剂压力对平衡转化率的影响一次反应断链反应脱氢反应不可逆，改变压力对平衡转化率影响不大可逆，降低压力有利于提高转化率分子数增加的反应，降低压力有利反应二次反应聚合结焦脱氢缩合分子数减小的反应，降低压力不利于平衡向产物方向移动，抑制二次反应发生从热力学角度分析：P↓，利于一次反应，不利于二次反应6烃类裂解及裂解气分离压力对反应速率的影响一次反应多是一级反应：r裂=k裂c烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级的反应：r聚=k聚cn(n>1)；r缩=k缩cAcB

P不能改变k，但P↓，能降低反应物浓度P↓，可增大一次反应对于二次反应的相对速度，提高一次反应选择性反应速率分析：热力学、动力学分析：降低P利于一次反应，减轻结焦程度6烃类裂解及裂解气分离

压力对裂解过程中一次反应和二次反应的影响

6烃类裂解及裂解气分离目的：降低烃分压稀释剂种类：水蒸气、氢气、惰性气体稀释剂加入稀释剂降低烃压力，为什么不在生产中直接采用减压操作？6烃类裂解及裂解气分离生产中不直接采用减压操作的原因？高温下，某些管件连接不严密，可能漏入空气，造成裂解原料和产物部分氧化而造成损失，同时空气与裂解气能形成爆炸性混合物。减压操作对后续的分离工序的压缩操作不利，增加能耗。6烃类裂解及裂解气分离

易分离热容量大，使系统有较大的热惯性抑制硫对镍铬合金炉管的腐蚀脱除结碳，抑制铁镍的催化生碳作用稳定炉管裂解温度降低烃分压的作用明显水蒸汽作稀释剂的优势6烃类裂解及裂解气分离水蒸汽用量越多越好？量多——增加炉子热负荷，增加水蒸气冷凝量，增加燃料消耗量，降低设备处理能力。水蒸气加入量随裂解原料而异——轻质原料裂解，水蒸气用量低；随着裂解原料变重(氢含量变小)，为减少结焦，水蒸气用量增大。6烃类裂解及裂解气分离总结烃类裂解的条件：高温、低烃分压、短停留时间

产生的裂解气要快速离开反应区，降温阻止二次反应的发生，减少乙烯损失，故须将裂解炉出口的高温裂解气加以急冷，当温度降到650℃以下时，裂解反应基本终止。6烃类裂解及裂解气分离6.2.2.4裂解深度衡量裂解深度的参数：

(1)原料转化率

(2)甲烷收率

(3)乙烯对丙烯的收率比

(4)甲烷对乙烯或丙烯的收率比

(5)液体产物的含氢量

(6)裂解炉出口温度

(7)裂解深度函数

(8)动力学裂解深度函数6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离动力学裂解深度函数KSF将操作温度T、停留时间t和原料烃的裂解反应动力学性质联系起来，反应裂解反应进行的程度。其定义式：

将原料的裂解反应作为一级反应处理，原料转化率x和反应速度常数k及停留时间t之间存在如下关系：6烃类裂解及裂解气分离

为避开裂解原料性质的影响，选用正戊烷作为衡量裂解深度的组分。Why？任何轻质油中正戊烷都存在；它在裂解过程中只减少不增加，其裂解余量可测定。6烃类裂解及裂解气分离KSF=0~1浅度裂解区原料饱和烃含量迅速下降，低级烯烃含量接近直线上升。KSF=1~2.3中度裂解区乙烯含量继续上升

1.7处丙烯、丁烯含量出现峰值KSF>2.3深度裂解区

一次反应已停止丙烯、丁烯含量下降，乙烯峰值在3.5~6.5KSF值与产物分布（石脑油）6烃类裂解及裂解气分离石脑油裂解深度与产物分布关系6烃类裂解及裂解气分离6.3裂解工艺过程及设备6.3.1热裂解反应特点6.3.2热裂解工艺方法6.3.3管式裂解炉6.3.4热裂解工艺过程6烃类裂解及裂解气分离强吸热反应高温

存在二次反应短停留时间低烃分压反应产物是复杂的混合物

气态烃、液态烃、固态焦炭6.3.1热裂解反应特点6烃类裂解及裂解气分离6.3.2热裂解工艺方法直接供热以小颗粒固体如金属氧化物、砂子、焦炭为载热体，由气化的烃原料和水蒸气使之流态化并进行裂解反应。间接供热：管式炉裂解固体热载体法：蓄热炉裂解、砂子炉裂解液体热载体法：熔盐炉裂解气体热载体法：过热水蒸汽裂解法部分氧化裂解法：流化床部分氧化裂解法、火焰燃烧法、浸没燃烧法6烃类裂解及裂解气分离6.3.3管式裂解炉60年代初期：SRT-Ⅰ型炉

双辐射立管实现了高温、短停留时间60年代中期：SRT-Ⅱ型炉

分叉变径炉管降低烃分压70年代中期：SRT-Ⅲ型炉炉内管排增加提高热强度提高生产能力80年代：SRT-Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型炉

多分支变径管带内翅片2程停留时间缩短降低管内热阻延长清焦周期6.3.3.1管式裂解炉的发展6烃类裂解及裂解气分离6.3.3.2管式裂解炉的基本结构对流室辐射室裂解管炉体原料预热管蒸汽加热管烧嘴炉壁炉顶炉底管式裂解炉SRT裂解炉，也称为短停留时间裂解炉6烃类裂解及裂解气分离炉体6烃类裂解及裂解气分离乙烯裂解炉管6烃类裂解及裂解气分离SRT-Ⅰ型竖管裂解炉示意图1-炉体；2-油气联合烧嘴；3-气体无焰烧嘴；4-辐射段炉管；5-对流段炉管；6-急冷锅炉6烃类裂解及裂解气分离SRT裂解炉的结构及改进炉型：烧嘴

侧壁无焰烧嘴→侧壁烧嘴与底部烧嘴联合盘管结构：炉管的排列、结构、管径、材质多程→双程减少结焦部位，延长操作周期

光管→带内翅片降低管内热阻延长清焦周期等径→分支增大比表面积，传热强度量增加变径缓解管内压力的增加

HK-40→HP-40提高热强度6烃类裂解及裂解气分离不同辐射盘管裂解工艺性能表3-20不同SRT炉型的裂解产品收率表3-21变径管分析表3-22不变径与变径反应管的比较表3-23不同裂解炉改进措施对工艺性能的影响6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离6.3.3.3其它管式裂解炉1、超选择性裂解炉（USC)单排双面辐射多组变径炉管出口与在线USX直接相连接2、毫秒炉（USRT)直径较小的单程直管3、混合管裂解炉(LSCC)单双排混合型变径炉管USC炉USRT炉6烃类裂解及裂解气分离6.3.4热裂解工艺过程目的6.3.4.1裂解气的急冷(1)回收高温热能，产生高压蒸汽(2)终止二次反应，T<650℃方法(1)直接急冷(2)间接急冷6烃类裂解及裂解气分离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装置：急冷换热器(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(工业上)6烃类裂解及裂解气分离直接急冷间接急冷设备费少，操作简单；传热效果好；产生大量含油污水，油水难分离；不能回收高品位的热能回收高品位的热能，能量利用合理；无污水；冷热物流接触空间较小；结焦比较严重。急冷方式比较6烃类裂解及裂解气分离裂解原料稀释蒸汽含量急冷负荷重组分液体产物含量结焦间接急冷油直冷水直冷乙、丙丁烷较少较小较少较不易石脑油中等中等中等较易轻柴油较多较大很多较易重柴油很多很大很多很易不同裂解原料的急冷方式6烃类裂解及裂解气分离工艺要求：传热强度大能够承受大压差和热量传递所引起的温差便于清焦

使裂解气在0.01~0.1s内骤冷至露点左右急冷换热器6烃类裂解及裂解气分离控制停留时间

一般控制在0.04s以下控制急冷换热器出口温度，裂解气冷却温度不低于其露点减少急冷换热器结焦的措施急冷换热器出口温度：

T出

=0.56TB+α裂解原料的体积平均沸点α=340～420℃，因裂解深度而异，裂解深度较深时α取较大值6烃类裂解及裂解气分离6.3.4.2结焦与清焦结焦的相关因素裂解深度、温度、烃分压、原料轻重结焦的判断在进料量不变的情况下，检查进料压力的变化，因为进料压差与设备压差有关，而结焦则影响压差；原料进出口的温差不变，若燃料消耗量增加，则说明传热性差，应是结焦严重，热能利用率低；裂解产物中乙烯的含量下降。6烃类裂解及裂解气分离结焦的后果传热系数下降（热量利用率低）；压差升高（设备阻力增大）；乙烯收率下降；能耗增大清焦的方法停炉清焦：切断进料及出口，用惰性气体或水蒸气清扫管线，再用空气和水蒸气烧焦；在线清焦：交替裂解法和水蒸气、氢气清焦法。切换物料；其它方法：加入助剂，起到抑制作用6烃类裂解及裂解气分离清焦的化学反应和控制指标

出口干气中(CO+CO2)含量<0.2%~0.5%，清焦结束。C+O2→CO2-Q2C+O2→2CO-QC+H2O→CO+H2+131.47KJ/mol6烃类裂解及裂解气分离急冷水原料裂解气裂解汽油80℃800-900℃200-300℃40℃裂解炉废热锅炉水洗塔油水分离器稀释蒸汽发生器冷却轻烃裂解装置流程6.3.4.3裂解工艺流程6烃类裂解及裂解气分离馏分油裂解装置流程6烃类裂解及裂解气分离6.3.4.4裂解汽油与裂解燃料油裂解汽油

烃类裂解副产的裂解汽油包括C5至沸点204℃以下的所有裂解副产物。其组成与原料油性质和裂解条件有关。a.经一段加氢可作为高辛烷值汽油组分b.进行两段加氢经芳烃抽提分离芳烃产品c.全部加氢C5，可返回循环裂解C6~C8，芳烃抽提的原料C9-204℃，C9馏分可作为歧化生产芳烃的原料6烃类裂解及裂解气分离裂解燃料油烃类裂解副产的沸点在200℃以上的重组分分类裂解轻质燃料油

200~360℃馏分相当柴油馏分裂解重质燃料油

360℃以上馏分相当于常压重油馏分6烃类裂解及裂解气分离6.4裂解气的净化与分离6.4.1概述6.4.2裂解气的净化6.4.3裂解气的压缩与冷冻6.4.4裂解气的精馏分离6烃类裂解及裂解气分离6.4.1概述按加工需要除去裂解气中有害杂质，分离出单一乙烯产品或烃馏分，为有机化学工业和高分子工业提供合格的原料分离方法油吸收精馏分离法深冷分离法净化分离的目的6烃类裂解及裂解气分离6.4.2裂解气的净化6.4.2.1酸性气体的脱除酸性气体的来源

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CO

26烃类裂解及裂解气分离酸性气体的危害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裂解气分离装置6烃类裂解及裂解气分离碱洗法

NaOH为吸收剂化学吸收

CO2+2NaOHNa2CO3+H2OH2S+2NaOHNa2S+2H2O脱除酸性气体的方法6烃类裂解及裂解气分离乙醇胺法(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6烃类裂解及裂解气分离两种除酸法的比较碱洗法除酸彻底优点乙醇胺法吸收剂可再生适用酸含量高缺点碱洗法碱不可再生消耗大适于酸含量低黄油问题废水处理量大乙醇胺法设备要求高吸收双烯烃，再生易聚合6烃类裂解及裂解气分离6.4.2.2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。6烃类裂解及裂解气分离水分的危害

压缩机入口处的饱和水和段间冷凝过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。裂解气中水含量(质量分数)<5×l0-6。脱水要求方法：吸附干燥，吸附剂：3A分子筛6烃类裂解及裂解气分离6.4.2.3脱炔来源：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：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6烃类裂解及裂解气分离脱炔要求：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）丙酮溶剂吸收法6烃类裂解及裂解气分离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C2H2+H2C2H4+

H1

K1主反应：C2H2+2H2C2H6+

H2

C2H4+H2C2H6+（

H2

－

H1）mC2H2+nH2

低聚物（绿油）副反应：K2催化加氢法6烃类裂解及裂解气分离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，不易飞温催化加氢脱炔工艺方法6烃类裂解及裂解气分离利用裂解气中含有的氢进行加氢反应，流程简化，节省投资前加氢特点氢过量，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6烃类裂解及裂解气分离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。后加氢特点后加氢为主6烃类裂解及裂解气分离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；不需要乙炔产品时，则选用催化加氢法。溶剂吸收法与催化加氢法对比6烃类裂解及裂解气分离6.4.3裂解气的压缩与冷冻压缩的原因

1、常压：裂解气中许多组分是气体(沸点很低)，精馏分离时温度也会很低，消耗大量冷量。2、高压(1)多耗压缩功;(2)提高分离P，提高分离T，易引起重组分聚合，并使烃类的相对挥发度降低，增加分离困难。多级压缩6烃类裂解及裂解气分离节约能量多级压缩利于段间净化分离

a.压缩后，段间冷凝除去大部分水，减少干燥器体积和干燥剂用量，延长再生周期；

b.从裂解气中冷凝部分C3及C3以上的重组分，减少进入深冷系统的负荷，相应节约了冷量。降低出口温度每段压缩后气体T<100℃，避免高温聚合。6烃类裂解及裂解气分离

制冷是利用制冷剂压缩和冷凝得到制冷剂液体，再在不同压力下蒸发，以获得不同温度级位的冷冻过程。冷冻范围在-100℃以内的称冷冻；冷冻T<-100℃，称为深度冷冻或深冷。深冷分离分离装置：离心压缩机轻烃裂解——四段压缩；重质原料——五段压缩6烃类裂解及裂解气分离6.4.4裂解气的精馏分离精馏分离

精馏分离是深冷分离工艺的主体，其目的是：把C1-C5的馏分逐一分开，对产品乙烯、丙烯进行提纯精制。精馏分离装置：脱甲烷、脱乙烷、脱丙烷、脱丁烷和乙烯丙烯产品塔6烃类裂解及裂解气分离精馏分离方案脱甲烷→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6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离6烃类裂解及裂解气分离1、脱甲烷塔精馏塔及其操作条件重要地位：脱除裂解气中的氢和甲烷，是裂解气分离装置中投资最大、能耗最多的环节。6烃类裂解及裂解气分离脱甲烷塔的组成分布及要求轻关键组分为甲烷(塔顶)重关键组分为乙烯(塔底)塔顶分离出的甲烷轻