第四章 4.1 烴類熱裂解(4學(xué)時)

4.1烴類裂解

熱裂解過程的化學(xué)反響乙烯生產(chǎn)原料和操作條件管式爐裂解工藝流程裂解氣的凈化與別離裂解氣壓縮和別離系統(tǒng)能量利用裂解氣的精餾別離系統(tǒng).工業(yè)上獲得低級烯烴的方法是將烴類進(jìn)行裂解。烴類裂解法是將石油烴原料〔如天然氣、煉廠氣、輕油、煤油、柴油、重油等〕經(jīng)高溫作用，使烴類分子發(fā)生斷碳鍵或脫氫反響，生成相對分子質(zhì)量較小的烯烴、烷烴和其他相對分子質(zhì)量不同的輕質(zhì)和重質(zhì)烴類。裂解產(chǎn)品有乙烯、丙烯、丁烯。.熱裂解過程的化學(xué)反響一次反響：由原料烴類熱裂解生成乙烯和丙烯等低級烯烴的反響。二次反響：由一次反響生成的低級烴進(jìn)一步反響生成多種產(chǎn)物，直至最后生成焦或碳的反響。是不希望的反響。.(1)烷烴熱裂解烷烴熱裂解的一次反響主要有：①脫氫反響：

CnH2n+2?CnH2n+H2

②斷鏈反響：CnH2n+2?CmH2m+CkH2k+2烴類裂解過程的一次反響.正構(gòu)烷烴于1000K裂解時一次反響的△G和△H.不同烷烴脫氫和斷鏈的難易，可以從分子結(jié)構(gòu)中鍵能數(shù)值的大小來判斷。①不管是脫氫還是斷鏈反響都是強吸熱反響，同碳數(shù)的烷烴，斷鏈比脫氫容易；斷鏈?zhǔn)遣豢赡娣错?，而脫氫是可逆反響。②在分子兩端斷鏈的?yōu)勢比在分子中央要大，斷鏈所得較小的分子主要是甲烷，較大的分子是烯烴。烷烴的相對穩(wěn)定性隨碳鏈的增長而降低。鍵在分子中央斷裂的趨勢隨著烷烴鏈的增長而加強。③乙烷不發(fā)生斷鏈反響，只發(fā)生脫氫反響，生成乙烯。而甲烷一般不易裂解。.(2)環(huán)烷烴熱裂解發(fā)生斷鏈和脫氫，生成乙烯、丁烯、丁二烯、芳烴等如環(huán)己烷裂解:

.環(huán)烷烴側(cè)鏈的斷裂比烴環(huán)斷裂容易：.環(huán)烷烴裂解反響規(guī)律：a側(cè)鏈烷基比烴環(huán)易裂解，乙烯收率高。b脫氫比開環(huán)容易，生成芳烴可能性大。c長側(cè)鏈的環(huán)烷烴斷側(cè)鏈時，首先在側(cè)鏈的中央斷裂，至烴環(huán)不帶側(cè)鏈為止；五元環(huán)比六元環(huán)較難開環(huán)。d環(huán)烷烴裂解反響難易程度：側(cè)鏈環(huán)烷烴＞烴環(huán)，脫氫＞開環(huán)。原料中環(huán)烷烴含量增加，那么乙烯收率下降，丙烯、丁二烯、芳烴收率增加。.(3)芳香烴熱裂解斷側(cè)鏈脫氫脫氫縮合.芳香烴的芳環(huán)熱穩(wěn)定性很大，在裂解反響時不易發(fā)生開芳環(huán)反響：a芳烴的脫氫縮合反響，生成稠環(huán)芳烴甚至結(jié)焦；b烷基芳烴的側(cè)鏈發(fā)生斷裂或脫氫反響，生成苯、甲苯和二甲苯；c芳香烴不宜作為裂解原料，因為不能提高乙烯收率，反而易結(jié)焦縮短運轉(zhuǎn)周期；d各族烴的裂解難易程度：正構(gòu)烷烴＞異構(gòu)烷烴＞環(huán)烷烴(六元環(huán)＞五元環(huán))＞芳烴.烴類裂解過程的二次反響(1)烯烴裂解如大分子烯烴裂解為小分子烯烴

.(2)烯烴聚合、環(huán)化、縮合反響.(3)烯烴加氫和脫氫反響，如(4)烯烴分解生碳反響，如.烴類裂解反響機理(1)鏈引發(fā)：烷烴引發(fā)主要是斷裂C-C鍵，而對C-H鍵的引發(fā)較小。鏈引發(fā)反響的活化能較大，290～330KJ/mol范圍?！?〕鏈的增長反響：自由基的分解反響和自由基的奪氫反響。分解反響的活化能在120～178KJ/mol范圍內(nèi)，奪氫反響的活化能在29～45KJ/mol的范圍內(nèi)。兩種鏈傳遞反響的活化能都比鏈引發(fā)的活化能小，而反響是生成烯烴的反應(yīng)，能使小分子烯烴的收率增多，還可提高裂解反響的轉(zhuǎn)化率?！?〕鏈終止反響：自由基與自由基結(jié)合成分子的反響。..烴裂解反響動力學(xué)烴裂解可視為一級反響.幾種烷烴和烯烴裂解時的A和E值.裂解原料和操作條件

裂解原料與特性參數(shù)表示裂解過程的幾個常用指標(biāo)操作條件對裂解的影響

.裂解原料烴類裂解的目的主要是生產(chǎn)低級烯烴，如乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯和丁二烯等產(chǎn)品。而生產(chǎn)這些產(chǎn)品的原料選擇是一個重大的技術(shù)問題，原料選擇的正確與否，對企業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的開展將產(chǎn)生重要影響。烴類裂解原料大致可分兩大類：第一類為氣態(tài)烴，如天然氣、油田伴生氣和煉廠氣；第二類為液態(tài)烴，如輕油、柴油、原油、重油等。按密度可分為輕質(zhì)烴和重質(zhì)烴。一般認(rèn)為乙烷、丙烷、丁烷、液化石油氣屬于輕質(zhì)烴，石腦油、煤油、柴油、重油等屬于重質(zhì)烴。.原料的特性參數(shù)影響烴裂解反響的因素：裂解條件(如溫度、壓力、烴分壓)；裂解爐的型式和結(jié)構(gòu)；原料特性。表征裂解原料的特性參數(shù)：族組成(PONA)；P-鏈烷烴(Paraffin)N-環(huán)烷烴(Naphthene)O-烯烴(Olefin)A-芳烴〔Aromatics)PONA值常被用來判斷其是否適宜作裂解原料的重要依據(jù)。.原料含氫量：原料含氫量是指原料中氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)；碳?xì)浔仁侵笩N分子中碳質(zhì)量與氫質(zhì)量之比。原料含氫量與裂解性能關(guān)系：

氫含量愈低，乙烯收率越低，裂解性能愈差。

.特性因素：反映原油及其餾分的化學(xué)組成特性的一種因數(shù)。K值越大，乙烯、丙烯的收率愈高。.關(guān)聯(lián)指數(shù)BMCI：用相對密度和平均沸點組合起來的參數(shù)BMCI值BMCI值愈小，乙烯收率愈高.裂解過程的幾個常用指標(biāo)

〔1〕轉(zhuǎn)化率：對于復(fù)雜的混合物，常以正戊烷的轉(zhuǎn)化率表示石腦油、輕柴油等反響進(jìn)行的程度。.〔2〕體積增大率〔3〕產(chǎn)氣率.〔4〕動力學(xué)裂解深度函數(shù)：動力學(xué)裂解深度函數(shù)定義KSF是從原料性質(zhì)和反響條件兩個方面來反映裂解深度的，以動力學(xué)的方法組合了原料的裂解反響動力學(xué)性質(zhì)、溫度、停留時間的關(guān)系。.操作條件對裂解的影響裂解溫度的影響〔1〕影響一次產(chǎn)物分布：根據(jù)熱力學(xué)分析得出，裂解溫度高，平衡轉(zhuǎn)化率高?！?〕影響一次反響和二次反響的競爭。溫度對一次裂解的影響..熱力學(xué)分析：反響(1)是一次反響，反響式(2)、(3)是二次反響，其各反響的平穩(wěn)常數(shù)與溫度的關(guān)系如表。a從反響平衡常數(shù)分析，高溫有利于乙烯的生成；b但裂解到達(dá)平衡時，產(chǎn)物主要是氫氣和碳，因此，應(yīng)控制一定的裂解深度。.動力學(xué)分析：

a提高溫度有利于k1/k2，有利于一次反響。b溫度升高，二次反響速度也加快，所以升高溫度也能使焦的量增加。因此，當(dāng)采用高溫時必須相應(yīng)減少停留時間，以減少結(jié)焦的量和生成乙炔的量。.高溫-短停留時間是最正確組合。工程上限制溫度限制爐管管壁溫度受到爐管材質(zhì)的限制。熱強度限制隨著停留時間的縮短，爐管熱通量增加，熱強度增大，管壁溫度進(jìn)一步上升。.停留時間的影響(1)

停留時間的選擇停留時間：指物料從反響開始到達(dá)某一轉(zhuǎn)化率時，在反響器內(nèi)經(jīng)歷的反響時間。a從熱力學(xué)看，長的停留時間，有利于平衡，得不到烯烴。從動力學(xué)看，長的停留時間，有利于二次反響，有一最正確時間。因此有，高溫-短停留時間。b原料不同，溫度和停留時間也不一樣。一般輕質(zhì)烴的反響溫度高些，停留時間長些；原料較重的烴反響溫度要低些，停留時間短些。c提高反響溫度和縮短反響時間，還與裂解裝置性能和技術(shù)水平有關(guān)，也與廢熱回收技術(shù)等有關(guān)。.表觀停留時間

V-氣態(tài)反響物(包括惰性稀釋劑)的實際體積流量，m3/h。L-反響管長度；S-反響管截面積，VR-反響器容積。.平均停留時間

V?-原料氣(包括水蒸氣)在平均反響溫度和平均反響壓力下的體積流量。近似計算.烴分壓和稀釋劑的影響烴分壓是指進(jìn)入裂解反響管的物料中氣相碳?xì)浠衔锏姆謮?。熱力學(xué)分析：裂解反響的一次反響是摩爾數(shù)增加的反響，所以壓力降低有利于提高一次反響的平衡轉(zhuǎn)化率。二次反響，尤其是聚合、縮合、結(jié)焦等二次反響是摩爾數(shù)減少的反響，降低壓力有利于抑制二次反響。.動力學(xué)分析壓力對反響速度和反響選擇性的影響：壓力變化不影響反響速度常數(shù)，但影響反響物的濃度。由于一次反響〔一級〕和二次反響〔高于一級〕的反響級數(shù)不同，降低壓力可提高一次反應(yīng)對二次反響的選擇性。降低壓力可增大一次反響對二次反響的相對反響速度，有利于提高乙烯收率，減少結(jié)焦。工業(yè)過程采用什么方法來降低分壓？.稀釋劑目的：降低分壓。種類：水蒸汽、氫氣、惰性氣體優(yōu)點：設(shè)備在常壓或正壓操作，平安性高，不會對以后壓縮操作增加能耗。.水蒸汽作稀釋劑的優(yōu)點易別離熱容量大，使系統(tǒng)有較大的熱慣性抑制硫?qū)︽囥t合金的腐蝕脫除結(jié)碳.管式爐裂解工藝流程

管式裂解爐裂解氣的急冷和急冷換熱器管式爐的結(jié)焦與清焦

.裂解設(shè)備分類按供熱方式分為：間接傳熱與直接傳熱裂解的關(guān)鍵問題？裂解爐與急冷設(shè)備.魯姆斯?fàn)t(SRT爐)SRT改進(jìn)目標(biāo)：使烴類在高溫、短停留、低烴分壓的操作條件下進(jìn)行裂解反響，提高乙烯收率，延長爐子的使用周期，增加爐子的處理能力。措施：反響初期采用小管徑(或在管內(nèi)設(shè)置構(gòu)件或使管成梅花形)；反響后期采用較大管徑，增加管子的路數(shù)和組數(shù)，減小程數(shù)；爐管材質(zhì)的改進(jìn)，如HK-40改為HP-40，爐管管壁溫度提高至1100℃。管式裂解爐.1-爐體；2-油氣聯(lián)合燒嘴；3-氣體無焰燒嘴；4-輻射段爐管〔反響管〕；5-對流段爐管；6-急冷鍋爐SRT-Ⅰ型裂解爐..SRT爐的結(jié)構(gòu)與改進(jìn)爐型:燒嘴側(cè)壁無焰燒嘴→側(cè)壁燒嘴與底部燒嘴結(jié)合盤管結(jié)構(gòu):爐管的排列、結(jié)構(gòu)、管徑、材質(zhì)多程→雙程，減少結(jié)焦部位，延長操作周期光管→帶翅片，降低管內(nèi)熱阻，延長清焦周期等徑→分支，增大比外表積，傳熱強度增加變徑，緩解管內(nèi)壓力增加HK40→HP40提高熱強度.超選擇性裂解爐USX單套式和TLX管殼式急冷串聯(lián).毫秒型裂解爐MSFa裂解爐管由單排直管組成，僅一程，管徑為25～30mm，熱通量大，使物料在爐管內(nèi)停留時間可縮短到0.05～0.1s。以石腦油為裂解原料時，乙烯單程收率可提高到32％～35％，比其它爐型高。b對原料適應(yīng)性廣，如從乙烷到重質(zhì)油均可作為原料。c由于是一根管(一組)不設(shè)彎頭，所以阻力小、不易結(jié)焦，爐管的組數(shù)多(每臺)，生產(chǎn)能力大。d此爐需要解決流量均勻分配問題，以及耐高溫管材和耐高溫的耐火材料問題。.豪秒裂解爐系統(tǒng).毫秒裂解爐爐管組.裂解氣的急冷和急冷換熱器

急冷：從裂解管出來的裂解氣含有烯烴和大量的水蒸氣，溫度為727—927℃，烯烴反響性強．假設(shè)任它們在高溫下長時間停留，會繼續(xù)發(fā)生二次反響，引起結(jié)焦和烯烴的損失，因此必須使裂解氣急冷以終止反響。1.間接急冷：回收高品位熱能，產(chǎn)生高壓蒸汽驅(qū)動三機。同時終止一次反響。2.直接急冷：急冷劑用油或水，急冷下來的油水密度相差不大、別離困難、污水量大，不能回收高品位的熱能。近代裂解裝置都是先用間接急冷，后用直接急冷、最后用洗滌的方法。為減少結(jié)焦傾向，應(yīng)控制兩個指標(biāo)。一是停留時間，一般控制在0.04s以內(nèi)；二是裂解氣出口溫度，要求高于裂解氣的露點。..遼化二級急冷技術(shù)第一急冷鍋爐：選用入口端帶引射蒸汽的套管式換熱器，特點是裂解氣第一急冷器直接與裂解爐輻射爐管出口Y型管道相接，由于裂解氣在第一急冷器中質(zhì)量流速大，能在極短的時間內(nèi)(大約30μs)，把裂解氣急冷至600℃以下，終止二次反響，保證烯烴收率；第二急冷器：采用薄管板管殼式結(jié)構(gòu)，管程走裂解氣，由于第二急冷器設(shè)計合理，即使在輕柴油裂解時也不至嚴(yán)重結(jié)焦。.USX單套管式急冷換熱器.急冷換熱器先進(jìn)行油急冷，再發(fā)生高壓蒸汽進(jìn)一步冷卻裂解氣的一種急冷鍋爐。急冷油由上部送入，局部沿內(nèi)壁流下并形成油膜，可防止結(jié)焦和污物粘附在器壁上。.管式爐的結(jié)焦與清焦

結(jié)焦的表現(xiàn)1.裂解爐輻射盤管管壁溫度超過設(shè)計值；2.裂解爐輻射段入口壓力增加值超過設(shè)計值；或急冷換熱器出口溫度、進(jìn)出口壓力超過設(shè)計值。清焦方法〔1〕停爐清焦將進(jìn)料及出口裂解氣切斷后，用惰性氣體或水蒸氣清掃管線，逐漸降低爐管溫度，然后通入空氣和水蒸氣燒焦。反響為.在線清焦法：交替裂解法和水蒸氣、空氣清焦法；1.交替法：是當(dāng)重質(zhì)烴原料裂解時(如柴油等)，裂解一段時間后有較多焦量需清焦，此時切換輕質(zhì)烴(如乙烷)去裂解，并參加大量水蒸氣清焦，當(dāng)壓降減小后再切換原來的原料。2.水蒸氣、氫氣清焦法：是定期將原料切換成水蒸氣、氫氣。其特點是也到達(dá)不停爐清焦的目的，對整個裂解爐系統(tǒng)，可以將爐管組輪流進(jìn)行清焦。輕柴油裂解工藝流程圖.輕柴油裂解工藝流程圖.裂解氣的凈化與別離凈化與別離過程流程排列是可以變動的，可組成不同的別離流程，各種不同別離流程均由三大系統(tǒng)組成。(1)氣體的凈化系統(tǒng)：排除對后操作的干擾和提純產(chǎn)品，脫除雜質(zhì)的系統(tǒng)。脫除酸性氣體、脫水、脫炔和脫CO等。(2)壓縮和冷凍系統(tǒng)：保證加壓、降溫，為別離創(chuàng)造條件的系統(tǒng)。(3)精餾別離系統(tǒng)：采用一系列精餾塔，以便別離出乙烯、丙烯等產(chǎn)品和烴餾分。.別離方法深冷別離法利用裂解氣中各烴的相對揮發(fā)度不同，采用-100℃以下的低溫冷凝除氫和甲烷外的烴，然后進(jìn)行多組分精餾別離。具有技術(shù)先進(jìn)，別離效果好，產(chǎn)品純度高等優(yōu)點，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。油吸收精餾別離法采用C3、C4或芳烴作吸收劑，在-70℃將C2以上餾分吸收，再進(jìn)行精餾別離。這種方法能耗低，工藝流程簡單，設(shè)備投資省。但產(chǎn)品收率低〔特別是乙烯〕，純度不高，達(dá)不到聚合級要求。吸附別離法絡(luò)合別離法.深冷別離流程示意圖.酸性氣體脫除

主要指CO2和H2S，少量有機硫化物COS、CS2、RSH、RSR′、H2S主要來源于原料，另一局部是由裂解原料中所含的有機硫化物在高溫裂解過程中與氫發(fā)生氫解生成的。例如

工業(yè)上已采用的吸收劑有NaOH溶液、乙醇胺溶液、N-甲基吡咯烷酮等。.堿洗法原理

工業(yè)上采取什么流程？.兩段堿洗工藝流程堿洗塔操作條件：壓力：1.0～2.0MPa；溫度：40℃；補充堿液濃度18-20％；Ⅱ段堿液5%-7%；Ⅲ段堿液2%-3%；.乙醇胺法

當(dāng)裂解氣中含硫量較高時，用堿NaOH洗，堿液不能回收，且耗堿量大，在這種情況下可采用乙醇胺法或其它吸收法。.在常溫加壓下吸收，低壓下加熱再生。特點：再生吸收劑，循環(huán)使用；可逆反響：溫度低、壓力高時反響向右進(jìn)行，吸收酸性氣體，放熱；當(dāng)溫度高、壓力低時反應(yīng)向左進(jìn)行，吸熱。不宜處理含COS量較高的氣體：醇胺與COS反應(yīng)不能再生；醇胺吸收劑在較高溫度下易揮發(fā)和分解，循環(huán)使用能耗大；醇胺吸收劑較貴。.乙醇胺脫除酸性氣體工藝流程1-冷卻器；2-吸收塔；3-汽油、胺別離器；4-汽提塔；5-冷卻器；6、7-別離罐；8-回流泵；9、10-再沸器；11-胺液泵；12、13-換熱器；14-冷卻器；.裂解氣脫水

水的來源：裂解原料配入一定比例的稀釋蒸汽進(jìn)行裂解；急冷過程的水洗，再加上堿洗塔上部的水洗等操作步驟，所以裂解氣中帶水。危害：當(dāng)裂解氣的別離采用深冷法時，在低溫下水能結(jié)成冰，并與輕質(zhì)烴形成固體結(jié)晶水合物。在一定的溫度壓力下，水與烴類形成白色結(jié)晶水合物，如形成CH4·6H2O、C2H6·7H2O、C3H8·8H2O等。低溫下形成的結(jié)晶水合物粘附在設(shè)備和管道上，增大動力消耗，堵塞設(shè)備和管道。.脫水方法冷凍法、吸收法、吸附法?，F(xiàn)在廣泛采用的方法是吸附法，吸附劑有硅膠、活性氧化鋁、活性鐵、釩土、分子篩等。裂解氣脫水常用A型分子篩。它的孔徑大小比較均勻，有較強的吸附選擇性，如3A分子篩只能吸附水不吸附乙烷，4A分子篩能吸附水、乙烷，所以裂解氣脫水常用3A分子篩。分子篩吸附水蒸氣的容量，對溫度變化很敏感。吸附水是放熱過程，所以低溫有利于吸附，一般控制溫度為常溫，高溫那么有利于脫附，一般控制溫度在80～120℃下脫附水，進(jìn)行分子篩的再生。.裂解氣枯燥與分子篩再生.炔烴脫除原因：1.含量要求：裂解氣中含有少量炔烴，如乙炔、丙炔以及丙二烯等，在聚乙烯生產(chǎn)中，要求乙炔＜10-6、甲基乙炔＜5×10-6。2.工藝要求：在高壓聚乙烯生產(chǎn)中，由于乙炔的積累。使乙烯分壓降低，乙炔分壓升高，當(dāng)乙炔分壓過高時可引起爆炸。催化加氫脫炔法反響原理：含有炔烴的裂解氣，在催化劑的存在下進(jìn)行選擇加氫，乙炔轉(zhuǎn)化為乙烯或乙烷從而到達(dá)脫除乙炔的目的。其反響為.(1)(2)(3)(4).熱力學(xué)分析

由熱力學(xué)數(shù)據(jù)可知K2＞＞K1，所以(2)比(1)有利。動力學(xué)分析：反響(1)、反響(2)各自單獨進(jìn)行時，反響(3)比(1)約快10－100倍，表示乙烯的消失比生成更為迅速。.要使乙炔進(jìn)行選擇性加氫，必須采用選擇性良好的催化劑。催化劑必須滿足以下幾項要求：催化劑對乙炔的吸附能力應(yīng)大于對乙烯的吸附能力；能促進(jìn)吸附的乙炔加氫生成乙烯的反響；乙烯在催化劑上的脫附速度大于乙烯進(jìn)一步加氫生成乙烷的速度加氫脫炔催化劑催化劑對不飽和烴有化學(xué)吸附能力的性質(zhì)，與其活性組分原子的電子構(gòu)型有關(guān)，其最外電子層有d帶空位的都有此能力，元素周期表Ⅷ族元素有此特點，常用的催化劑有：常用的為Pd/a-Al2O3、Ni-Co/a-Al2O3。.加氫脫炔工藝(1)前加氫脫炔：在脫甲烷塔前進(jìn)行加氫脫炔，稱前加氫脫炔。不用外供氫；流程簡單；氫氣量不易控制，氫氣過量可使脫炔反響的選擇性降低；處理的氣體組成復(fù)雜，對催化劑的要求就高。(2)后加氫脫炔：在脫甲烷塔之后進(jìn)行加氫脫炔，稱后加氫脫炔。脫炔用的H2得外供，流程復(fù)雜；處理的氣體組成簡單，反響器體積??；易控制H2與炔烴的比例，使選擇性提高，有利于乙烯收率提高；催化劑不易中毒，使用壽命長，產(chǎn)品純度高。.雙段絕熱床后加氫工藝流程

1-脫乙烷塔；2-再沸器；3-冷凝器；4-回流罐；5-回流泵；6-換熱器；7-加熱器；8-加氫反響器；9-段間冷卻器；10-冷卻器；11-綠油吸收塔；12-綠油泵.裂解氣壓縮壓縮的目的：增加壓力，提高沸點，減少冷劑量。別離壓力高時，其別離溫度也就提高了，并多耗壓縮功；反之，多耗制冷功。別離壓力高時，使精餾塔釜溫升高，易引起重組分聚合，并使烴類的相對揮發(fā)度降低，增加別離困難，低壓那么相反。分離壓力/MPa3.0一4.00.6-1.00.15-0.3分離溫度/℃-96-130-140.裂解氣的多段壓縮

裂解氣的壓縮過程屬于絕熱壓縮類型。節(jié)約壓縮功:段數(shù)越多，越接近等溫壓縮，消耗的壓縮功就愈小。降低出口溫度：采用分段壓縮可降低壓縮比P2/P1，而且段間設(shè)置冷卻器使T1降低，因此T2也就降低了，聚合反響也不易發(fā)生。段間凈化別離：一般壓縮機出口溫度不高于100℃，段間設(shè)置冷凝器，可把裂解氣中的重質(zhì)烴和水蒸氣冷凝下來，減少別離系統(tǒng)和枯燥器的負(fù)荷。多段壓縮同時可滿足工藝要求，例如在段間可插入脫除酸性氣體、前脫丙烷、分子篩脫水等操作。.制冷和復(fù)疊制冷制冷原理：含壓縮、冷凝、節(jié)流膨脹、蒸發(fā)四個過程。為保證別離制冷系統(tǒng)的平安，不使系統(tǒng)中滲漏空氣，—般制冷循環(huán)是在正壓下進(jìn)行。制冷劑的性質(zhì).制冷劑的選擇：根據(jù)常壓下的沸點選擇，制冷溫度相同時，不要選擇制冷溫度范圍低的冷劑制冷，消耗的功大。當(dāng)制冷溫度和制冷量相同時，要選制冷劑蒸發(fā)潛熱大的。這樣，制冷劑用量就少，而且壓縮功也小，節(jié)流膨脹體積也小。在固定的蒸發(fā)溫度下，制冷劑應(yīng)選蒸發(fā)壓力較高的，而且在固定冷凝溫度下，其冷凝壓力要低，這樣可減少壓縮功。制冷劑在蒸發(fā)時，比容較小的為宜，體積小壓縮功就小。制冷劑要選無毒、無腐蝕、穩(wěn)定性好、平安性好、不易燃、不易爆、價格低的。.氨或丙烯的冷凍循環(huán)可以和乙烯的制冷循環(huán)復(fù)疊起來組成復(fù)疊制冷，稱二元復(fù)疊制冷?？色@得-100℃的低溫。氨或丙烯的冷凍循環(huán)與乙烯的制冷循環(huán)、與甲烷的制冷循環(huán)復(fù)疊起來，構(gòu)成三元制冷循環(huán)?？色@得-160℃的低溫。

乙烯-丙烯復(fù)疊制冷循環(huán).甲烷-乙烯-丙烯復(fù)疊制冷系統(tǒng).所謂“熱泵〞，是通過做功將低溫?zé)嵩吹臒崃總魉徒o高溫?zé)嵩吹墓嵯到y(tǒng)。在蒸汽壓縮制冷循環(huán)中將冷凝器作為加熱器使用，利用制冷劑供熱，也稱為熱泵。如：低溫精餾塔的再沸器作為熱泵的冷凝器。當(dāng)塔頂和塔釜溫度高于環(huán)境溫度時，不用熱泵?？捎媒铀隼鋭?，經(jīng)濟(jì)。當(dāng)塔頂和塔釜溫差大時，不用熱泵。當(dāng)塔頂、塔釜溫度低于環(huán)境溫度，而且溫差較小時(一般不大于20℃)，用熱泵較經(jīng)濟(jì)合理。制冷循環(huán)中制冷劑冷凝溫度與塔釜溫度之差也不能太大，否那么消耗的功大。熱泵.丙烯制冷系統(tǒng)的熱泵方案.多級蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)可制取16℃，-5℃，-24℃，-40℃的冷量.中間冷凝器和中間再沸器

精餾塔內(nèi)物料溫度自上而下逐漸升高，頂溫最低、釜溫最高、當(dāng)頂溫低于環(huán)境溫度而釜溫高于環(huán)境溫度時，在精餾段設(shè)置中間冷凝器，可用溫度比塔頂回流冷凝器稍高的較廉價的冷劑作冷源，代替塔頂?shù)蜏囟燃壩坏睦鋭┨峁┑睦淞俊Ｔ谔狃s段設(shè)置中間再沸器，可用溫度比塔釜再沸器稍低的廉價的熱劑作熱源。也節(jié)省能量。當(dāng)塔釜溫度低于環(huán)境溫度時，設(shè)置中間再沸器回收冷量，可以回收比塔釜更低溫度的冷量。

.非絕熱精餾塔示意圖.裂解氣深冷別離流程順序別離流程、前脫乙烷流程和前脫丙烷流程。丙烯與丙烷(丙烯塔)難于別離，乙烯與乙烷較難別離，其它塔的相對揮發(fā)度較大，易別離；采用先易后難的別離順序。即先別離不同碳原子的烴，最后別離同碳原子。此流程采用后加氫脫炔，但因其中含有大量C4餾分，在加氫過程中會放出大量熱量，容易引起飛溫失控C4餾分中含有大量丁二烯時，不宜采用此法。順序別離流程.順序深冷別離流程1-堿洗塔；2-枯燥器；3-脫甲烷塔；4-脫乙烷塔；5-乙烯塔；6-脫丙烷塔；7-脫丁烷塔；8-丙烯塔；9-冷箱；10-加氫脫炔反響器；11-綠油塔.前脫乙烷深冷別離流程1-堿洗塔；2-枯燥器；3-脫乙烷塔；4-脫甲烷塔；5-乙烯塔；6-脫丙烷塔；7-丙烯塔；8-脫丁烷塔；9-加氫脫炔反響器；10-冷箱.前脫丙烷深冷別離流程1-堿洗塔；2-枯燥器；3-脫丙烷塔；4-脫丁烷塔；5-脫甲烷塔；6-脫乙烷塔；7-乙烯塔；8-丙烯烷塔；9-加氫脫炔反響器；10-冷箱.三種流程比較共同點①都是采用先易后難的別離方案；②都是把出產(chǎn)品的乙烯塔與丙烯塔并聯(lián)安排，并且排在最后，作為二元組分精餾處理。不同點①精餾塔的排列順序不同；②加氫脫炔的位置不同；③冷箱的位置不同。.裂解氣別離系統(tǒng)主要評價指標(biāo)乙烯回收率評價別離裝置是否先進(jìn)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)能量的綜合利用水平確定單位產(chǎn)品的能耗.乙烯物料平衡圖.深冷別離系統(tǒng)能量消耗脫甲烷塔占52%乙烯塔占36%.脫甲烷塔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(shè)備材質(zhì)、制造要求較高，費用高。關(guān)鍵組分為CH4和C2H4，可以看成二元系統(tǒng)，在裂解氣組成一定的情況下，溫度和壓力確實定取決于系統(tǒng)的氣-液相平衡性質(zhì)。相同壓力相同溫度下，乙烯在塔頂尾氣中的含量，隨H2與CH4之比的增加而增加。.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：壓力高，別離溫度高，制冷系統(tǒng)可采用乙烯冷劑。當(dāng)脫甲烷塔頂尾氣壓力高時，可借助高壓尾氣的自身膨脹