C4以上 平均分子量
乙烷 65% 0.19 4.36 0.19
31.51 0.76 34.00 4.39 24.35
0.27 18.89
轻烃 —— 0.33 6.26 0.46 0.52 28.81 7.68 18.20 19.83 9.27 1.55 7.09 24.90
石脑油 中深度
0.32 4.98 0.41 0.48 26.10 10.30 14.09 26.78 5.78 0.34 10.42 26.83
根据工艺要求可在压缩机各段间安排 各种操作，如酸性气体的脱除，前脱丙烷 工艺流程中的脱丙烷塔等。图3-27所示为 Kellogg公司在某大型乙烯装置（68万t／a） 采用的五段压缩工艺流程。
（二）裂解装置中的制冷系统
深冷分离过程需要制冷剂，制冷是 利用制冷剂压缩和冷凝得到制冷剂液 体，再在不同压力下蒸发，则获得不 同温度级位的冷冻过程（或说获得冷 量的过程）。
是除去裂解气中有害杂质，分离出单一烯烃的馏分。为基 本有机化学工业和高分子化学工业等提供原料。许多高分 子聚合物产品的生产要求使用高纯度的烯烃为原料，例如 生产聚乙烯、聚丙烯以及乙丙橡胶等用的乙烯和丙烯，其 纯度均要求大于99.99%（摩尔）。又如直接氧化法生产环 氧乙烷，氧氯化法生产二氯乙烷等，对原料乙烯浓度的要 求在99%以上。为了获得这样高纯度的产品，必须对裂解 气进行净化和分离。
气体净 化系统
压缩和 冷冻系
统
精溜分 离系统
裂解气中含有少量硫化物、CO、CO2、 C2H2、C3H4、以及H2O等杂质，如不脱除， 不仅会降低乙烯、丙烯等产品的质量，且 会影响分离过程的正常进行，故裂解气在 分离前，必须先进行净化和干燥。
酸性气体的脱除
1、种类
裂解气中的酸性气体主要是指CO和H2S。此外尚含有少量 有机硫化物 ，氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、硫 醚（RSR’）、硫醇（RSH） 。
轻柴油 中深度
0.27 5.4 0.37 0.54 29.34 11.42 13.18 21.24 7.58 0.36 10.30 28.01
减压柴油 高深度 0.36 6.15 0.46 0.48 29.62 10.34 12.75 20.89 7.03 0.22 11.70 28.3型工艺流程。该流程中的丙 烯冷剂从冷凝压力（约1.6 MPa）逐级节流 到0.9MPa、0.5 MPa、0.26 MPa、0.14MPa， 并相应制取16℃、-5℃、-24℃、-40℃四个 不同温度级的冷量。
（2）热泵
所谓“热泵”是通过作功将低温热源的热最传 送给高温热源的供热系统（或说将精馏塔顶移出的 热量传到精馏塔底设备）。显然，热泵也是采用制 冷循环，利用制冷循环在制取冷量的同时进行供热。
产品规格
聚合级乙烯
乙烯含量（mol百分比）达到99.9％以上 甲烷和乙烷：1000ppm以下 丙稀：250ppm以下 杂质：10ppm以下
聚合级丙稀：
丙稀（mol百分含量）99.9％以上 丙烷：5000ppm以下 乙烯：50ppm以下 CO，CO2：5ppm以下 S，O：1ppm以下
裂解气分离装 置
共同点：先分离不同碳原子数 的烃，再分离同碳原子数的烷烃 和烯烃
加氢
（二） 分离流程的主要评价指标
乙烯回收率 评价分离装置是否先进的重要技术
经济指标 能量的综合利用水平 确定单位产品所需的能耗
乙烯物料平衡图
4.47
冷箱
2.25
2.22
9.88
100 压缩
112.034
脱 甲
烷
塔
脱
1、制冷剂的选择
常用的制冷剂见表3-30。
2、节流膨胀制冷
高压低温的气体迅速通过节流阀泄压膨 胀，由于过程进行的非常快，来不及与外 界进行热交换，膨胀所需要的能量只有取 自气体本身（内能），这样就使其温度下 降，这种过程就叫节流膨胀制冷，温度下 降值叫节流效应。液体节流必须有部分汽 化。节流前温度越低、压力越高，节流效 果越好。
（四） 乙烯塔
C2馏分经过加氢脱炔之后,到乙烯塔进行精馏 塔顶得产品乙烯，塔釜液为乙烷 塔顶乙烯纯度要求达到聚合级 此塔设计和操作的好坏，对乙烯产品的产量
和质量有直接关系
1、 乙烯塔操作压力的确定 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的。
确保乙烯产品质量
操作T P的选取
T、P取决于裂解气组成、乙烯回收率
提高 P 避免采用过低制冷温度
甲烷对乙烯α降低
降低 P 材质要求高 操作复杂
α提高 可能降低能耗
脱甲烷塔
塔顶温度
操作温度和操作压力
-90
-100
-110
-120
-130
-140
-150
0
1
2
3
4
塔压 MPa
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
抑制裂解炉结焦技术
涂覆技术可降低炉管结焦 结焦抑制剂
抑制结焦炉管材料的研究进展
渗入铁、镍和铝化合物的新型材料 ODS 合金炉管 陶瓷材料
大型裂解炉设计
新技术研究异常活跃
韩国汉城LG石化公司开发的石脑油催化裂解 工艺乙烯、丙烯收率分别提高20%，10%， 裂解温度低，已在进行工业化
◆吸附水容量高。 ◆脱水效率高，使用寿命长。 ◆有较强的吸附选择性。 ◆是一种离子型极性吸附剂 ◆分子筛吸附水蒸气的容量，随温度变化敏感。
脱炔
工业上脱炔主要采用催化加氢法，少 数采用溶剂（丙酮、二甲基甲酰胺和N －甲基吡咯烷酮等）吸收法。
◆催化加氢脱乙炔◆
采用乙炔选择性催化加氢为乙烯 ：从化学平衡 分析，乙炔加氢反应在热力学上是很有利的， 几乎可以接近全部转化。要使乙炔选择性加氢， 必须采用选择性良好的催化剂。（避免乙炔和 乙烯加氢为乙烷）
高压法 低压法
2、 乙烯精馏塔中提高压力
有利影响： ①塔温升高，降低能量消耗及制冷系统设备费用， 也降低对设备材质的要求 ②上升蒸气重度增加，从而使单位设备处理量增 加,降低设备费用
不利影响： ①α下降，于是塔板数增多或者R增大，从而造 成设备费用或操作费用提高 ②设备费增加
3、中间冷凝器
对于顶温低于环境温度，而且顶底温差 较大的精馏塔，如在精馏段设置中间冷 凝器，可用温度比塔顶回流冷凝器稍高 的较廉价的冷剂作为冷源,以代替一部 分塔顶原来用的低温级冷剂提供的冷 量，可节省能量消耗。
以多级丙烯制冷系统为例，如在压缩机 中间各段设置适当的加热器（图3-29），用 气相冷剂进行加热，不仅节省了压缩功， 而且相应减少冷凝器热负荷，这种热泵方 案在能量利用方面是合理的。
热泵分类
闭式热泵：冷冻循环介质与塔中物料自成系 统，没有物料上的接触与勾通，这样的热泵 方案称为闭式热泵。
开式热泵：塔中物料即为冷冻循环介质，这 样的热泵方案称为闭式热泵。
脱甲烷 脱乙烷 脱丙烷 顺序分离流程 脱乙烷 脱甲烷 脱丙烷 前脱乙烷流程 脱丙烷 脱甲烷 脱乙烷 前脱丙烷流程
净化方案 脱乙炔塔的安排
前加氢 脱乙炔塔在脱甲烷塔前 后加氢 脱乙炔塔在脱甲烷塔后
五种流程组织方案
顺序分离流程（后加氢） 前脱乙烷前加氢流程 前脱乙烷后加氢流程 前脱丙烷前加氢流程 前脱丙烷后加氢流程
第三章 烃类热裂解
七、压缩和制冷系统
目的和任务 压力、压缩功与冷量的关系 多级压缩的优点 多级压缩段数的确定 制冷剂的选择
（一）裂解气的压缩
裂解气压缩基本上是一个绝热过程， 气体压力升高后，温度也上升，经压缩后 的温度可由气体绝热方程式算出。
多级压缩的优点
①节约压缩功耗 ②降低出口温度 ③段间净化分离
八、 裂解气的精馏分离系统
组成
裂解气是由烃类经裂解制得的。它是一种
含有氢和各种烃类（已脱除了大部份C5
以上的液态烃）的复杂混合物，此外裂解
气中还含有少量硫化氢、二氧化碳、 乙炔、丙二烯和水蒸气等杂质（见
下表）。
经预分馏后裂解气组成
裂解原料 转化率
CO+CO2+H2S H2O C2H2 C3H4 C2H4 C3H6 H2 CH4 C2H6 C3H8
原料气组成H2/CH4比的影响
在脱甲烷塔塔顶，对于H2-CH4-C2H4三元系 统，其露点方程为:
∑Xi=YH2/KH2+YCH4/KCH4+YC2H4/KC2H4=1 KH2 >>KCH4 和 KC2H4 乙烯回收率一定时， H2/CH4比
需塔顶操作T
露点——指的是低沸点组分开始冷凝而产
生出液体的温度 ， 这时在该压力下的温度 就称为露点。
3、 冷冻循环制冷
①氨冷冻循环制冷 ②乙烯-丙烯复叠制冷
如图3-30所示的可制取-102℃低温冷量的乙烯-丙烯复
叠制冷循环 。 ③甲烷-乙烯-丙烯复叠制冷
图3-31所示甲烷-乙烯-丙烯三元复叠制冷循环。
（三）多级蒸气压缩制冷循环
（1）多级压缩多级节流蒸发 图3-28为制取四个温度级别制冷量的丙
用分子筛、活性氧化铝或硅胶作吸附剂 。
（2）分子筛脱水
（1）化学通式
分子筛是人工合成的具有稳定骨架结构的多水合硅铝酸盐晶体。其化 学通式如下：
Mex/n[(AlO2)x(SiO2)y]m·H2O
（2）结构与性能
分子筛具有许多相同大小的孔洞和内表面很大的孔穴，可筛分不同大 小的分子。
（3）特点
（1）催化剂 活性组分：钴（Co）、镍（Ni）、钯
（Pd） 助催化剂：铁（Fe）和银（Ag） 载体：分子筛或a-Al2O3
（2）催化加氢脱乙炔时可能发 生的副反应
■乙炔加氢法生成乙烷的反应；
■乙炔的聚合生成液体产物即绿油；