第6章烴类裂解及裂解气分离.ppt

第六章　烃类裂解及裂解气分离 6.1　烃类裂解基础 6.1.1裂解反应及规律 1.烃类裂解一次反应 ⑵环烷烃裂解 ⑶芳香烃裂解 ⑷烯烃裂解 2.烃类裂解二次反应 6.1.2.烃类裂解反应机理及动力学 6.2裂解原料、工艺条件及流程 1.原料烃组成对裂解的影响 ⑴族组成(PONA) ⑵原料含氢量 ⑶芳烃指数(BMCI) 2.操作条件的影响 ⑴常用裂解指标 ⑵操作条件影响 Ⅰ、裂解温度(一次反应产物分布及对二次反应的竞争) Ⅱ、停留时间(减少二次反应的发生，增加乙烯收率) Ⅲ、压力(有利于提高一次反应平衡转化率，抑制二次反应) Ⅳ、稀释剂、烃分压(高温不宜真空操作) 3.裂解炉及工艺流程 馏分油裂解气预分馏过程 5.裂解汽油与裂解燃料油 裂解汽油 　C5到沸点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。 用途 　经一段加氢可作为高辛烷值汽油 　进行两段加氢经芳烃抽提分离芳烃产品 　全部加氢C5C6-8C9-204 ℃ 裂解燃料油 烃类裂解副产的沸点在200℃以上的重组分 分类及控制指标 　裂解轻质燃料油：200-360 ℃馏分　相当于柴油馏分，闪点控制在70-75 ℃以上 　裂解重质燃料油：360 ℃以上馏分　相当于常压重油馏分，闪点控制在100 ℃以上 油品闪点 石油产品在规定条件下，加热到它的蒸汽与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。 油品的危险等级是根据闪点来划分的。 从闪点可判断油品组成的轻重。 我国规定不低于55℃ 6.3裂解气的净化与分离 3.酸性气体的脱除 酸性气体的来源： 　→CO2、H2S、COS、CS2、RSH、RSR’、噻吩等 气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2 流体裂解原料中所含的硫化物高温氢解生成 结炭与水蒸气反应生成CO2和CO 当裂解炉中有氧进入时，氧与烃类反应生成CO2 酸性气体的危害 裂解气分离装置 　　干冰堵塞管道 　　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 脱除方法 两段碱洗工艺流程 乙醇胺脱除酸性气体工艺流程 4.脱水→置于压缩机后对脱水有利 5.脱炔 乙炔、甲基乙炔、丙二烯 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 要求：乙炔＜5×10-5　丙二烯＜5×10-5 脱炔方法：溶剂吸收、催化加氢 　　 溶剂吸收法 吸收裂解气中的乙炔 同时回收一定量的乙炔 常用溶剂 　　　　二甲基甲酰胺（DMF）（图3-25） 　　　　N-甲基吡咯烷酮（NMP） 　　　　丙酮 　　主要根据沸点和熔点及溶解量选择溶剂 催化加氢 6.4裂解气的压缩与制冷系统能量利用 6.4.2.裂解气制冷系统 6.4.3.裂解气深冷分离流程 深冷分离流程的组织 深冷分离流程的评价指标 关键设备 脱甲烷塔、乙烯精馏塔 能量利用 中间再沸器、中间冷凝器 裂解气组成（表6-13） 产品规格： 　聚合级乙烯99.9%，甲烷和乙烷＜1000ppm， 　丙烯＜250ppm，杂质＜10ppm。 　聚合级丙烯99.9%，丙烷＜5000ppm， 　乙烯＜50ppm，CO，CO2 ＜5ppm， 　S，O ＜1ppm。 裂解气分离装置：净化系统、压缩制冷系统、精馏分离系统 分离流程的组织 五种流程组织方案 流程比较 共同点：都是采用先易后难的分离方案； 　　　将出产品的乙烯塔、丙烯塔并联安排在最后作为二元组分精馏处理。 不同点：精馏塔排列顺序不同、加氢脱炔位置不同、冷箱位置不同 2.脱甲烷塔及操作条件 3.冷箱 Ⅰ、前冷(前脱氢) 将塔顶馏分的总冷量将裂解气预冷，通过分凝器将裂解气中大部分氢和部分甲烷分离，使H2/CH4比下降，提高了乙烯回收率，同时减少了甲烷塔的进料量，节约能耗，适合前脱氢工艺。 Ⅱ、后冷(后脱氢) 后冷仅将塔顶的甲烷氢馏分冷凝分离而获得富甲烷馏分和富氢馏分。此时裂解气是经塔精馏后才脱氢，为后脱氢工艺。 4.乙烯精馏塔 特点及所处位置 操作压力的确定 温度特点 中间再沸器 乙烯建设规模趋势 Ⅰ、水的危害 　　低温下水能冻结成冰，并与轻质烃形成结晶水合物 Ⅱ、脱水要求：600-700×10-6→1×10-6 Ⅲ、脱除方法：吸附干燥，3A分子筛脱水→离子型极性吸附剂 分子筛脱水与再生流程 Ⅰ、保证聚合催化剂的使用寿命→严格限制乙炔含量 Ⅱ、催化加氢脱炔→在热力学上很有利，可接近全部转化 Ⅲ、前加氢、后加氢(氢气分离前后)（图3-24） Ⅳ、CO的脱除(加氢) Ⅴ、加氢脱炔工艺流程→双段绝热床 Ⅵ、溶剂吸收法脱乙炔→低温较高压力 Ⅶ、工艺流程→脱绿油 6.4.1.裂解气的压缩(绝热)： 为避免聚合，压缩后气体温度＜100℃ 例：裂解气自20℃，0.105MP压缩到3.6MP时，计算单段压缩的排气温度？(k=1.