烃类热裂解part3

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：
深冷分离工艺流程共同点：
先分离出不同碳原子数的烃，然后再分离出 相同碳原子数的烷烃和烯烃。
5.3.3 关键塔
(1) 脱甲烷塔(投资大、能耗多)
脱甲烷塔的中心任务: 将裂解气中甲烷、氢气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、氢气之外的各组分全部液化，然后 将不凝气体甲烷、氢气分出。
分离的关键组分： • 轻关键组分是甲烷，重关键组分为乙烯。
希望塔釜中甲烷的含量应该尽可能低，以利 于提高乙烯的纯度。塔顶尾气中乙烯的含量应尽 可能少，以利于提高乙烯的回收率，所以脱甲烷 塔对保证乙烯的回收率和纯度起着决定性的作用。 • 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。
5.3.4 影响乙烯收率因素
(1) 在满足塔顶露点的要求条件下，在同一温度和 压力水平下， CH4/H2越大，乙烯损失率越小。
原因：由于裂解气中所含的氢和甲烷都进入了脱甲烷塔塔顶，在塔
顶为了满足分离要求，要有一部分甲烷的液体回流。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。那么甲烷会带走更多的乙烯，即乙烯损失增大。
乙烯塔压力升高的影响： • 有利影响：
塔温升高，降低能量消耗Leabharlann Baidu制冷系统设备费用， 也降低对设备材质的要求；上升蒸气密度增加， 从而使单位设备处理量增加，降低设备费用。
• 不利影响：
乙烷乙烯的相对挥发度α下降，于是塔板数增多或 者回流比增大，从而造成设备费用或操作费用提 高。
(3) 丙烯塔
• 丙烯精馏塔就是分离丙烯、丙烷的塔，塔顶得到 丙烯，塔底得到丙烷。 • 由于丙烯、丙烷的相对挥发度α很小，彼此不易分 离，要达到分离目的，就得增加塔板数、加大回 流比。所以，丙烯塔是分离系统中塔板数最多、 回流比最大的一个塔，也是运转费和投资费较多 的一个塔。
(2) 乙烯塔
• 乙烯塔的作用是以混合C2馏分为原料，分离出合格的乙烯 产品，并在塔釜得到乙烷产品。 • C2馏分经加氢脱炔后，主要含有乙烷和乙烯。乙烷、乙烯 馏分在乙烯塔中进行精馏，塔顶得到聚合级乙烯，塔釜液 为乙烷。乙烷可返回裂解炉进行裂解。 • 乙烯塔消耗冷量约为总制冷量的38～44%，仅次于脱甲烷 塔。因此它的操作好坏，直接影响着产品的纯度、收率和 成本，所以乙烯精馏塔也是深冷分离中的一个关键塔。
第五章 烃类热裂解
5.3 裂解气深冷分离流程 及能量有效利用
裂解气产品规格
• 聚合级乙烯： 乙烯含量（mol百分比）达到99.9％以上 甲烷和乙烷：1000ppm以下 丙稀：250ppm以下 杂质：10ppm以下 • 聚合级丙稀： 丙稀（mol百分含量）99.9％以上 丙烷：5000ppm以下 乙烯：50ppm以下 CO，CO2：5ppm以下 S，O：1ppm以下
(2) 降低温度和提高压力都有利于提高乙烯的回 收率，但温度的降低和压力的提高都受到一定条 件的制约。 温度的降低受温度级位的限制，压力升高主 要影响分离组分的相对挥发度。
• 分离方案(根据脱甲、乙和丙烷的顺序)
脱甲烷、脱乙烷、脱丙烷为顺序分离流程。 脱乙烷、脱甲烷、脱丙烷为前脱乙烷流程。 脱丙烷、脱甲烷、脱乙烷为前脱丙烷流程。 • 净化方案(根据脱乙炔塔的安排) 前加氢为脱乙炔塔在脱甲烷塔前
后加氢为脱乙炔塔在脱甲烷塔后
• 思考：分离和净化相组合，产生分离流程有多少？
思考：如何获得符合规格要求的产品？
5.3.1 深冷分离的任务
裂解气经过压缩、制冷和净化的过程为深冷 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， 最后获得符合纯度要求的乙烯和丙烯产品。
5.3.2 深冷分离流程
裂解气深冷分离工艺流程包括许多个操作单 元。根据每个单元所处的位置不同，可以构成不 同的分离流程。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、 前脱丙烷分离流程。 这三种分离流程的分离方案是怎样的？