裂解气的分馏与净化
两种除酸法的比较 缺优点点
碱洗法 碱碱不洗可再法生
消耗大 适除于酸酸彻含底量低
黄油问题 废水处理量大
乙醇胺法 乙醇胺法
吸收剂可再生 适用设酸备含要量求高高 吸收双烯烃再生易聚合
两段碱洗工艺流程
乙醇胺脱出酸性气工艺流程
脱水
水分的危害 在压缩系统,在段间冷凝过程分离出部分水分在低温分离系统结冰、水烃合物结晶,堵塞设备及管道 脱水要求
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
脱除酸性气体的方法
碱洗法 NaOH为吸收剂 化学吸收
CO2+2NaOH H2S+2NaOH
Na2CO3+H2O Na2S+2H2O
乙醇胺法 一乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)吸收剂
化学、物理吸收结合
一般工业上采用间接急冷
急冷方式比较
直接急冷
设备费少 操作简单 传热效果好 产生大量含油污水, 难分离 不能回收高品位的热能
间接急冷
回收高品位的热能 能量利用合理 无污水 不如直接方式中冷热物流接触空间大 结焦比较严重
不同裂解原料的急冷方式
裂解原料
稀释蒸汽含 急冷负荷 重组分液体产 结焦
量
物含量
间接急 油直冷 冷
水直冷
乙、丙 丁烷
石脑油
较少 中等
较小
较少
中等
中等
较不易 较易
轻柴油
较多
较大
很多
较易
重柴油
很多
很大
很多
很易
急冷换热器工艺要求
传热强度大 能够承受大压差和热量传递所引起的温差 便于清焦
使裂解气在0.01~0.1s内骤冷至露点左右 (但不能低于露点。为什么?)
油蒸汽在露点及低于露点时,容易冷凝聚集在急冷换热器的管壁上,在高温裂解气长期作用下,容 易结焦。
– 裂解重质燃料油 360℃以上馏分 相当于常压重油馏分 闪点应控制在100℃以上
裂解燃料油
裂解燃料油是指沸点在200℃以上的重组分。 其中:200-360℃裂解轻质燃料油,但大部分为杂环芳烃,其中,烷基萘含量较高,可作为脱烷基制
萘的原料。 沸程在360℃以上称为裂解重质燃料油,除作燃料外,由于裂解重质燃料油的灰分低,是生产碳黑的
经一段加氢可作为高辛烷值汽油组分
进行两段加氢经芳烃抽提分离芳烃产品
全部加氢 C5 C6~C8 C9-204℃ 思考:为啥裂解汽油中的芳烃含量较高?
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 相当柴油馏分 闪点应控制在70~75℃以上
压差 原料进出口的温差不变,若燃料消耗量增加,则说明传热性差,应是结焦严重,热能利用率低 裂解产物中乙烯的含量下降
结焦的后果
传热系数下降(热量利用率低) 压差升高(设备阻力增大) 乙烯收率下降 能耗增大
工业上清焦的方法
停炉清焦:切断进料及出口,用惰性气体或水蒸气清扫管线,再用空气和水蒸气烧焦 在线清焦:交替裂解法和水蒸气、氢气清焦法。切换物料 其它方法:加入助剂,起到抑制作用
良好原料。 思考:为什么裂解重质燃料油的灰分低?
3.4.4 裂解气的净化 酸性气体的脱除
酸性气体的来源
CO2,H2S和其他气态硫化物
①
气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2
②
液体裂解原料中所含的硫化物高温氢解生成的CO2和H2S
③
结炭与水蒸气反应生成CO和CO2
④
当裂解炉中有氧进入时,氧与烃类反应生成CO2
溶剂吸收法
吸收裂解气中的乙炔 同时回收一定量的乙炔 常用的溶剂
二甲基甲酰胺(DMF) N-甲基吡咯烷酮(NMP) 丙酮 沸点和熔点也是选择溶剂的重要指标
④
急冷油用于发生稀释蒸汽
⑤
急冷水用于分离系统的工艺加热
3.4.2 预分馏主要过程--急冷
急冷的目的
终止裂解反应
回收废热
急冷的意义
决定清焦周期,甚至决定裂解炉的周期
影响全装置的能耗和原料的单耗
急冷方式
直接急冷 冷却介质(水、油)与裂解气直接接触,适用于极易结焦的重质烃
间接急冷 急冷锅炉 废热锅炉 用换热器回收大量的热量,冷却介质用高压水,以提高蓄热能力
600~700×10-6 →1×10-6以下 方法
吸附干燥 吸附剂:3A分子筛
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
脱炔要求 乙炔<5×10-5,丙二烯< 5×10-5
脱炔方法 溶剂吸收法和催化加氢法
减少急冷换热器结焦的措施
控制停留时间 一般控制在0.04s以下
控制裂解气冷却温度不低于其露点 急冷换热器出口温度 T出 = 0.56TB + α
α=340~420(随裂解深度加深而增大)
结焦与清焦
结焦的判断 在进料量不变的情况下,检查进料压力的变化,因为进料压差与设备压差有关,而结焦则影响
①
尽可能降低裂解气的温度
②
尽可能分馏出裂解气的重组分
③
在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收,用以
再发生稀释蒸汽
④
继续回收裂解气低能位热量
预分馏过程的作用
①
保证裂解气压缩机的正常运转,并降低裂解气压缩机的功耗,减少进入压缩分离系统的进料负
荷
②
大大减少污水排放量
③
合理的热量回收
裂解气的分馏与净化
1
Hale Waihona Puke 3.4 裂解气的分馏与净化
预分馏的目的与任务 急冷与急冷换热器 结焦与清焦 预分馏工艺过程 裂解汽油与裂解燃料油
将裂解炉出口的高温裂解气中的重组分,如燃料油、裂解汽油、水分等通过冷却手段进行分馏, 再送至下一步压缩、净化、深冷分离工段
3.4.1 预分馏的目的和任务
稀释蒸汽发生器
80℃
油水分离器
裂解汽油
950~1050℃
馏分油裂解装置裂解气预分馏过程
220~300℃
100~110℃
180~200℃
3.4.3 裂解汽油与裂解燃料油
裂解汽油 C5至沸点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
表3-26 裂解汽油组成举例 特点:芳烃含量高,但也含有不饱和烃。 用途
清焦的化学反应和控制指标
C + O2 2C + O2 C + H2O
CO2 + Q 2CO + Q CO + H2+ Q
出口干气中CO+CO2含量低于 0.2%~0.5% 清焦结束
预分馏工艺过程
轻烃裂解装置的预分馏流程
原料
800~900℃ 裂解炉
200~300℃ 废热锅炉
急冷水 水洗塔
冷 却
裂解气 40℃