第一章烴類熱裂解（16學時）基本要求：了解不同烴類原料裂解的一般規(guī)律；掌握烴類裂解的一次反應和二次反應以及其對烯烴收率影響；掌握各個工藝參數(shù)和原料性質(zhì)對裂解產(chǎn)物分布的影響；了解管式裂解爐的結(jié)構(gòu)、材料和爐型；掌握裂解氣的各種凈化方法、原理和工藝條件；熟悉不同分離順序流程及精餾分離的工藝參數(shù)。重點：不同烴類原料裂解的一般規(guī)律及烴類裂解的一次反應和二次反應以及其對烯烴收率影響；烴類裂解工藝過程參數(shù)選擇；各個工藝參數(shù)和原料性質(zhì)對裂解產(chǎn)物分布的影響；不同SRT爐型差異；裂解氣的凈化方法、原理和工藝條件；不同離順序流程及精餾分離塔的操作條件。難點：烴類裂分解工藝過程參數(shù)選擇；裂解過程的高溫、短停留時間和低烴分壓的選擇和措施。第一章烴類熱裂解（16學時）1第四節(jié)裂解氣深冷分離流程一、順序分離流程二、脫甲烷塔及操作條件三、乙烯塔和丙烯塔四、影響乙烯回收率諸因素第四節(jié)裂解氣深冷分離流程一、順序分離流程2第四節(jié)裂解氣深冷分離流程生產(chǎn)流程的確定要考慮基建投資、能量消耗、運轉(zhuǎn)周期、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品成本以及安全生產(chǎn)等各方面的因素。有了工藝以后，怎樣實現(xiàn)工藝問題就屬于工程上的問題。第四節(jié)裂解氣深冷分離流程生產(chǎn)流程3一、深冷分離流程1.深冷分離流程①順序分離流程②前脫乙烷流程③前脫丙烷流程2.順序深冷分離流程一、深冷分離流程1.深冷分離流程4壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件5①順序分離流程及其特點

裂解氣的預處理包括堿洗、壓縮和脫水過程。經(jīng)預處理的裂解氣在前冷箱中分離出富氫氣體和餾分，富氫氣體甲烷化作為加氫氫氣；餾分經(jīng)脫甲烷塔和脫乙烷塔分別脫去甲烷和C2餾分。從脫乙烷塔塔頂出來的C2餾分經(jīng)過氣相加氫脫乙炔氣，脫乙炔以后的氣體進入乙烯塔，實現(xiàn)乙烷與乙炔的分離。①順序分離流程及其特點裂解氣的預6①順序分離流程及其特點脫乙烷塔塔底的液體進入脫丙烷塔，在塔頂分出C3餾分，塔底的液體為C4以上餾分，液體里面含有二烯烴，二烯烴容易聚合結(jié)焦，所以脫丙烷塔塔底溫度不宜超過100℃，并且必須加入阻聚劑。為了防止結(jié)焦堵塞，脫丙烷塔一般有兩個再沸器，以便輪換檢修使用。脫丙烷塔塔頂蒸出的C3餾分，加氫脫除丙炔和丙二烯，再進入丙烯塔進行精餾。脫丙烷塔的塔底液體脫丁烷及進行后續(xù)工作。①順序分離流程及其特點脫乙烷塔塔7①順序分離流程及其特點順序分離流程的特點：

1)以輕油（60～200℃的餾分）為裂解原料，常用順序分離流程法；

2)技術(shù)成熟，但流程比較長，分餾塔比較多，深冷塔（脫甲烷塔）消耗冷量比較多，壓縮機循環(huán)量和流量比較大，消耗定額偏高；

3)按裂解氣組成和分子量的順序分離，然后再進行同碳原子數(shù)的烴類分離；即先分離不同碳原子的烴，最后分離同碳原子。

4)順序分離流程采用后加氫脫除炔烴的方法。①順序分離流程及其特點順序分離流程的特點：

8①順序分離流程及其特點簡而言之

√

技術(shù)比較成熟，對裂解原料適應性強技術(shù)比較成熟，對裂解原料適應性強

×流程長流程長

×裂解氣全部進入深冷分離，冷量需求大裂解氣全部進入深冷分離，冷量需求大①順序分離流程及其特點簡而言之9壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件10前脫乙烷分離流程是以脫乙烷塔為界限。將物料分成兩部分。一部分是輕餾分，即甲烷、氫、乙烷和乙烯等組分；另一部分是重組分，即丙烯、丙烷、丁烯、丁烷以及碳五以上的烴類。然后再將這兩部分各自進行分離，分別獲得所需的烴類。②前脫乙烷流程及其特點前脫乙烷分離流程是以脫乙烷塔為界限。將物料分11壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件12②前脫乙烷流程及其特點裂解氣經(jīng)過預處理進入脫乙烷塔。脫乙烷塔塔頂出來的是C2以上的輕組分先加氫再進入脫甲烷塔。脫甲烷塔塔頂出來的甲烷、氫氣在冷箱中進行分離；脫甲烷塔塔底出來的C2餾分，則在乙烯塔中分離成乙烯和乙烷。脫乙烷塔的塔底液體依次進入脫丙烷塔、脫丁烷塔、丙烯塔等，分離成丙烯、丙烷、C4餾分和C5以上餾分。②前脫乙烷流程及其特點裂解氣經(jīng)過預13②前脫乙烷流程及其特點前脫乙烷分離流程的特點：由于脫乙烷塔的操作壓力比較高，這樣勢必造成塔底溫度升高，結(jié)果可使塔底溫度高達80～100℃以上，在這樣高的溫度下，不飽和重質(zhì)烴及丁二烯等，容易聚合結(jié)焦，這樣就影響了操作的連續(xù)性。重組份含量越多，這種方法的缺點就越突出。因此前脫乙烷流程不適合于裂解重質(zhì)油的裂解氣分離。②前脫乙烷流程及其特點前脫乙烷分離流程的特點：14②前脫乙烷流程及其特點簡而言之

√適合于含重組分較少的裂解氣適合于含重組分較少的裂解氣

×脫乙烷塔壓力和塔釜溫度較高，二烯烴易聚合脫乙烷塔壓力和塔釜溫度較高，二烯烴易聚合×不適合丁二烯多的裂解氣不適合丁二烯多的裂解氣②前脫乙烷流程及其特點簡而言之15前脫丙烷分離流程是以脫丙烷塔為界限，將物料分為兩部分，一部分為丙烷及比丙烷更輕的組分；另一部分為碳四及比碳四更重的組分，然后再將這兩部分各自進行分離，獲得所需產(chǎn)品。

③前脫丙烷流程及其特點前脫丙烷分離流程是以脫丙烷塔為界限，將物料分16壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件17③前脫丙烷流程及其特點裂解氣經(jīng)過三段壓縮和預處理進入脫丙烷塔，塔底產(chǎn)品脫丁烷等后續(xù)處理。脫丙烷塔塔頂出來的C3以下輕組分，進入壓縮機四段，然后進行加氫脫炔再送往冷箱。在冷箱中分離出富氫氣體，其余餾分依次進入脫甲烷塔、脫乙烷塔、乙烯塔和丙烯塔等，依次分離出甲烷餾分、C2餾分、C3餾分、乙烯、乙烷、丙烯和丙烷。③前脫丙烷流程及其特點裂解氣經(jīng)過三18③前脫丙烷流程及其特點前脫丙烷分離流程的特點：C4以上餾分不進行壓縮，減少了聚合現(xiàn)象的發(fā)生，節(jié)省了壓縮功，減少了精餾塔和再沸器的結(jié)焦現(xiàn)象，適合于裂解重質(zhì)油的裂解氣分離。③前脫丙烷流程及其特點前脫丙烷分離19③前脫丙烷流程及其特點簡而言之

√進入深冷系統(tǒng)物料量減少進入深冷系統(tǒng)物料量減少；冷凍負荷減輕，節(jié)約能耗冷凍負荷減輕，節(jié)約能耗。

適合于分離含適合于分離含C4組分多的重裂解氣。③前脫丙烷流程及其特點簡而言之20壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件21二、脫甲烷塔及操作條件1、脫甲烷塔的任務2、脫甲烷法①高壓法②低壓法二、脫甲烷塔及操作條件1、脫甲烷塔的任務2252%36%深冷分離系統(tǒng)冷量消耗分配乙烯塔脫乙烷塔其余塔脫甲烷塔52%36%深冷分離系統(tǒng)冷量消耗分配乙烯塔脫乙烷塔其余塔脫甲231、脫甲烷塔的任務將裂解氣中比乙烯輕的組分(如H2、CH4)從塔頂分出．把比乙烯重的組分(C2H6、C3+C4+)烴分出。此塔既要求耐低溫，又要求耐高壓(高壓法)，這樣的設備材質(zhì)、制造要求較高，費用高。此塔的關(guān)鍵組分CH4和C2H4，可以看成二元系統(tǒng)，在裂解氣組成—定的情況下，溫度和壓力的確定取決于系統(tǒng)的氣—液相平衡性質(zhì)。相同壓力相溫度下，乙烯在塔頂尾氣中的含量，隨H2與CH4之比的增加而增加。1、脫甲烷塔的任務將裂解氣中比乙烯輕的組分(如H2、CH4)242、脫甲烷法①高壓法高壓法的脫甲烷塔頂溫度為-96℃左右，壓力為3.1-3.8MPa；節(jié)約制冷的能量消耗：提高壓力比降低溫度消耗的能量少，壓力高，分離溫度高，這樣制冷系統(tǒng)可采用乙烯冷劑，不必采用CH4和H2冷劑；當脫甲烷塔頂尾氣壓力高時，可借助高壓尾氣的自身膨脹獲得額外的降溫，比用CH4、H2冷凍機要簡單經(jīng)濟。壓力高可增加氣體的密度，縮小脫甲烷塔的塔徑和容積，消耗的耐低溫材料少。壓力太高時，甲烷對乙烯的相對揮發(fā)度愈小，對分離不利，回流比和板數(shù)塔都得增加。2、脫甲烷法①高壓法252、脫甲烷法②低壓法壓力為0.18-0.25MPa，頂溫為-140℃。壓力低，相對揮發(fā)度較大，分離效果好，易分離，塔板數(shù)和回流比都小，制造費用和操作費用低；乙烯的回收率高。壓力低，裂解氣的密度小，塔徑和容積就大，需耐低溫的鋼材多，則設備費用高；需要一套甲烷制冷系統(tǒng)，流程復雜、能耗大。2、脫甲烷法②低壓法26三、乙烯塔和丙烯塔㈠乙烯塔1、操作條件2、乙烯塔的改進①乙烯塔沿塔板溫度分布②采用中間再沸器回收冷量③乙烯塔側(cè)線出產(chǎn)品㈡丙烯塔三、乙烯塔和丙烯塔㈠乙烯塔27㈠乙烯塔乙烯塔是分離C2餾分，塔頂出產(chǎn)品乙烯達到聚合級要求，塔底回收乙烷。乙烯塔的冷量消耗僅次于脫甲烷塔，占總制冷量的36％一44％。分離同碳原子的C2，因此相對揮發(fā)度比甲烷塔要小。乙烯塔頂產(chǎn)品純度高、回收率高，所以分離較難，回流比和塔釜蒸發(fā)比都較大，相對理論板數(shù)也較多。㈠乙烯塔乙烯塔是分離C2餾分，塔頂出產(chǎn)品乙烯達到聚合級要求28乙烯塔操作條件塔壓力影響C02/C＝2的相對揮發(fā)度，從而影響塔板數(shù)和回流比。低壓法回流比小，塔板數(shù)少；高壓法則回流比大，塔板數(shù)多；塔壓力影響塔頂蒸汽溫度，從而影響冷劑的溫度級位。壓力低則溫度低，所以影響乙烯塔鋼材的選用，如低壓法要求耐低溫鋼材多。塔的壓力影響乙烯出料壓力，從而影響壓縮功率。乙烯塔的操作壓力是利用前塔出料的現(xiàn)成壓力，不必用壓縮機為此塔進料壓縮；但對出料來說，如果乙烯需要高壓，對于低壓法精餾(乙烯塔)就要對乙烯出料加以壓縮．故壓縮功率消耗增大。塔壓力影響塔頂、塔釜的溫度，從而影響能否組織熱泵系統(tǒng)。如乙烯塔采用高壓法，釜溫高，高于乙烯冷劑冷凝溫度，則不能構(gòu)成開式熱泵；如用低壓法，釜溫低，可以用乙烯為冷劑構(gòu)成開式熱泵；乙烯塔的操作壓力要經(jīng)過詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較。它是由制冷能量消耗，設備投資，產(chǎn)品乙烯要求輸出的壓力以及脫甲烷塔的操作壓力等因素所決定的。目前多用高壓法。

乙烯塔操作條件29四、影響乙烯回收率諸因素㈠影響因素分析1、乙烯損失的四個方面2、乙烯物料平衡3、影響乙烯回收率高低的關(guān)鍵㈡利用冷箱提高乙烯回收率四、影響乙烯回收率諸因素㈠影響因素分析30100112.0342.224.472.259.8897.000.066107.5040.2840.40乙烯物料平衡壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱100112.0342.224.472.259.8897.031壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件32壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件33在-100～-170℃低溫下操作的換熱設備。由于溫度低冷量容易散失，因此把高效板式換熱器和氣液分離罐放在填滿絕熱材料(珠光砂)的方形容器內(nèi)，習慣上稱為冷箱。作用是通過低溫換熱、使氫和烴達到所要求的低溫，使烴類液化制取高純度富氫氣體．并減少乙烯的損失。根據(jù)冷箱在工藝流程中的不同位置，可分為后冷(后脫氫)和前冷(前脫氫)兩種不同的藝過程。冷箱在-100～-170℃低溫下操作的換熱設備。由于溫度低冷量34前冷是將塔頂餾分的冷量將裂解氣預冷，通過分凝將裂解氣中大部分氫和部分甲烷分離，這樣使H2/CH4比下降，提高了乙烯回收率，同時減少了甲烷塔的進料量,節(jié)約能耗。該過程亦稱前脫氫工藝。后冷僅將塔頂?shù)募淄闅漯s分冷凝分離而獲富甲烷餾分和富氫餾分。此時裂解氣是經(jīng)塔精餾后才脫氫故亦稱后脫氫工藝。前冷和后冷前冷是將塔頂餾分的冷量將裂解氣預冷，通過分凝將裂解氣中大部分35壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件36壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱課件37前冷工藝過程的原理前冷工藝過程的原理：原料氣在進入脫甲烷塔之前，首先在冷箱中利用不同級位的溫度逐級對原料氣進行分凝，重組分先冷凝下來，輕組分后冷凝下來，而一部分甲烷和氫氣不被冷凝。冷凝下來的液相分多股分別進入脫甲烷塔。前冷工藝過程的原理前冷工藝過程的原理：38前冷工藝過程的特點前冷工藝過程這樣做有四大特點：(a)進入脫甲烷