第2章-裂解气分离.ppt

* * * 压力0.6～0.7MPa，顶温-140℃，釜温-50℃ 由于压力低，相对挥发度较大，分离效果好。由于温度低，所以乙烯回收率高。 虽然需要低温级冷剂，但因易分离，回流比较小，折算到每吨乙烯的能量消耗，低压法仅为高压法的70%多。 低压法也有不利之处，需要耐低温钢材、多一套甲烷制冷系统、流程比较复杂；同时低压法并不适合所有的裂解气分离，只适用于裂解气中的CH4/C2H4比值较大的情况。 （1）低压法 压力为3.1～4.1MPa，塔顶温度为-96℃，不必采用甲烷制冷系统，只需用液态乙烯即可。　 由于脱甲烷塔顶尾气压力高，可借助高压尾气的自身节流膨胀获得额外的降温，比甲烷冷冻系统简单。 此外提高压力可缩小精馏塔的容积，所以从投资和材质要求看，高压法是有利的，但分离效果不如低压法。 （2）高压法 * * 高压脱甲烷： （3.0~3.2 MPa） 技术成熟 低压脱甲烷： （0.6-0.7MPa） 发展方向 （二）利用冷箱提高乙烯回收率 生产中，脱甲烷塔系统为防止低温设备散冷，减少其与环境接触的表面积，常把节流膨胀阀、高效板式换热器、气液分离器等低温设备，封闭在一个由绝热材料做成的箱子中，此箱称之为冷箱。冷箱是在-100~-160 ℃下操作的低温设备。 冷箱可用于气体和气体、气体和液体、液体和液体之间的热交换，在同一个冷箱中允许多种物质同时换热，冷量利用合理，从而省掉了一个庞大的列管式换热系统，起到了节能的作用。 冷箱 用途 原理 前冷和后冷 把制冷设备放在一绝热箱中，在－100～－160℃低温下操作 用节流膨胀来获得低温 回收乙烯，制取富氢和富甲烷馏分 冷箱在流程中与脱甲烷塔的相对位置不同 前冷：冷箱放在脱甲烷塔之前处理塔进料； 前冷流程适用于规模较大、自动化程度较高、原料较稳定、需要获得纯度较高的副产氢的场合。但脱甲烷塔操作弹性较低，流程较复杂，仪表自动化要求高。 目前工业生产中应用前冷流程的较多。 后冷：冷箱放在脱甲烷塔之后处理塔顶气。 后冷仅将塔顶的甲烷-氢馏分冷凝分离而获富甲烷馏分和富氢馏分。此时裂解气是经塔精馏后才脱氢故亦称后脱氢工艺 乙烯的精馏 精馏分离工艺流程图关键设备 原料（乙烯和乙烷混和液体）精馏塔的某一位置（进料板处）流入精馏塔内，开始精馏操作，塔底设再沸器加热釜液中的液体，产生蒸汽通过塔板的筛孔上升，与沿降液管下降并横向流过塔板的液体在各级筛板上错流接触并进行传热及传质，塔顶得到乙烯，塔釜为乙烷。 乙烯塔的地位 乙烯塔任务 塔顶得聚合级产品乙烯 塔釜液为乙烷 乙烯塔温度仅次于脱甲烷塔，是关键塔 冷量消耗占总制冷量的38％～44％ 此塔设计和操作好坏，影响乙烯产品的产量、质量及成本 乙烯塔的乙烯乙烷相对挥发度 操作压力由制冷的能量消耗，设备投资，产品乙烯要求的输出压力以及脱甲烷塔的操作压力等因素来决定。 高压法 低压法 乙烯塔操作压力的确定 相对挥发度增大，塔板数或回流比降低 塔温升高，不用较低温度级位的冷剂，降低能量消耗及制冷系统设备费用，降低对设备材质的要求，上升蒸气的相对密度增加，使单位设备处理量增加，降低设备费用 塔的温度也低，冷剂的温度级位低，对材质要求较高 相对挥发度下降，塔板数增多或R增大，设备费用或操作费用提高，设备费增加 乙烯塔的分析 提高压力 降低压力 P不利的影响 精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L与塔顶产品流量D的比值，即R=L/D。 乙烯塔工艺 低压法，塔的操作温度低 高压法，塔的操作温度高 操作压力一般为0.5～0.8MPa，塔顶冷凝温度为-50～-60℃左右，塔顶冷凝器需要乙烯作为制冷剂。 操作压力一般为1.9～2.3MPa，相应塔顶温度为－23～－35℃左右，塔顶冷凝器使用丙烯冷剂即可 采用侧线出料法 提馏段采用中间再沸器 回收冷量 乙烯塔的改进 后加氢工艺 乙烯精馏塔的进料还含有少量甲烷，影响产品的纯度,多不设第二脱甲烷塔分离；采用侧线引出高纯度乙烯，塔顶引出含少量甲烷的粗乙烯回压缩系统。 一塔起到二塔的作用 乙烯精馏塔精馏段的塔板数较多，回流比大。大回流比对精馏段操作有利，可提高乙烯产品的纯度。为回收冷量，在提馏段采用中间再沸器。 丙烯的精馏 丙烯精馏塔 特点 任务 分离丙烯-丙烷馏分的塔 塔顶得到丙烯，塔底得到丙烷 丙烯-丙烷的相对挥发度很小，不易分离 塔板数最多，回流比最大，运转费和投资费较多 丙烯精馏工艺 低压法 压力在1.2MPa以下 操作压力低，相对挥发度提高，塔板数和回流比减少 塔顶温度低于环境温度，不能用工业水来冷凝，必须采用制冷剂制冷 高压法 压力在1.7MPa以上 塔顶冷凝温度高于环境温度，用工业水冷凝回流 塔釜用急冷水（水洗塔出来的约85℃）或低压蒸气进行加热 设备简单，