壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱PPT課件

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第一章烴類熱裂解（16學(xué)時(shí)）基本要求：了解不同烴類原料裂解的一般規(guī)律；掌握烴類裂解的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)以及其對(duì)烯烴收率影響；掌握各個(gè)工藝參數(shù)和原料性質(zhì)對(duì)裂解產(chǎn)物分布的影響；了解管式裂解爐的結(jié)構(gòu)、材料和爐型；掌握裂解氣的各種凈化方法、原理和工藝條件；熟悉不同分離順序流程及精餾分離的工藝參數(shù)。重點(diǎn)：不同烴類原料裂解的一般規(guī)律及烴類裂解的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)以及其對(duì)烯烴收率影響；烴類裂解工藝過程參數(shù)選擇；各個(gè)工藝參數(shù)和原料性質(zhì)對(duì)裂解產(chǎn)物分布的影響；不同SRT爐型差異；裂解氣的凈化方法、原理和工藝條件；不同離順序流程及精餾分離塔的操作條件。難點(diǎn)：烴類裂分解工藝過程參數(shù)選擇；裂解過程的高溫、短停留時(shí)間和低烴分壓的選擇和措施。1.

1第四節(jié)裂解氣深冷分離流程一、順序分離流程二、脫甲烷塔及操作條件三、乙烯塔和丙烯塔四、影響乙烯回收率諸因素2.

2第四節(jié)裂解氣深冷分離流程生產(chǎn)流程的確定要考慮基建投資、能量消耗、運(yùn)轉(zhuǎn)周期、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品成本以及安全生產(chǎn)等各方面的因素。有了工藝以后，怎樣實(shí)現(xiàn)工藝問題就屬于工程上的問題。3.

3一、深冷分離流程1.深冷分離流程①順序分離流程②前脫乙烷流程③前脫丙烷流程2.順序深冷分離流程4.

45.

5①順序分離流程及其特點(diǎn)裂解氣的預(yù)處理包括堿洗、壓縮和脫水過程。經(jīng)預(yù)處理的裂解氣在前冷箱中分離出富氫氣體和餾分，富氫氣體甲烷化作為加氫氫氣；餾分經(jīng)脫甲烷塔和脫乙烷塔分別脫去甲烷和C2餾分。從脫乙烷塔塔頂出來的C2餾分經(jīng)過氣相加氫脫乙炔氣，脫乙炔以后的氣體進(jìn)入乙烯塔，實(shí)現(xiàn)乙烷與乙炔的分離。6.

6①順序分離流程及其特點(diǎn)脫乙烷塔塔底的液體進(jìn)入脫丙烷塔，在塔頂分出C3餾分，塔底的液體為C4以上餾分，液體里面含有二烯烴，二烯烴容易聚合結(jié)焦，所以脫丙烷塔塔底溫度不宜超過100℃，并且必須加入阻聚劑。為了防止結(jié)焦堵塞，脫丙烷塔一般有兩個(gè)再沸器，以便輪換檢修使用。脫丙烷塔塔頂蒸出的C3餾分，加氫脫除丙炔和丙二烯，再進(jìn)入丙烯塔進(jìn)行精餾。脫丙烷塔的塔底液體脫丁烷及進(jìn)行后續(xù)工作。7.

7①順序分離流程及其特點(diǎn)順序分離流程的特點(diǎn)：1)以輕油（60～200℃的餾分）為裂解原料，常用順序分離流程法；2)技術(shù)成熟，但流程比較長，分餾塔比較多，深冷塔（脫甲烷塔）消耗冷量比較多，壓縮機(jī)循環(huán)量和流量比較大，消耗定額偏高；3)按裂解氣組成和分子量的順序分離，然后再進(jìn)行同碳原子數(shù)的烴類分離；即先分離不同碳原子的烴，最后分離同碳原子。4)順序分離流程采用后加氫脫除炔烴的方法。8.

8①順序分離流程及其特點(diǎn)簡而言之√技術(shù)比較成熟，對(duì)裂解原料適應(yīng)性強(qiáng)技術(shù)比較成熟，對(duì)裂解原料適應(yīng)性強(qiáng)×流程長流程長×裂解氣全部進(jìn)入深冷分離，冷量需求大裂解氣全部進(jìn)入深冷分離，冷量需求大9.

910.

10前脫乙烷分離流程是以脫乙烷塔為界限。將物料分成兩部分。一部分是輕餾分，即甲烷、氫、乙烷和乙烯等組分；另一部分是重組分，即丙烯、丙烷、丁烯、丁烷以及碳五以上的烴類。然后再將這兩部分各自進(jìn)行分離，分別獲得所需的烴類。②前脫乙烷流程及其特點(diǎn)11.

1112.

12②前脫乙烷流程及其特點(diǎn)裂解氣經(jīng)過預(yù)處理進(jìn)入脫乙烷塔。脫乙烷塔塔頂出來的是C2以上的輕組分先加氫再進(jìn)入脫甲烷塔。脫甲烷塔塔頂出來的甲烷、氫氣在冷箱中進(jìn)行分離；脫甲烷塔塔底出來的C2餾分，則在乙烯塔中分離成乙烯和乙烷。脫乙烷塔的塔底液體依次進(jìn)入脫丙烷塔、脫丁烷塔、丙烯塔等，分離成丙烯、丙烷、C4餾分和C5以上餾分。13.

13②前脫乙烷流程及其特點(diǎn)前脫乙烷分離流程的特點(diǎn)：由于脫乙烷塔的操作壓力比較高，這樣勢(shì)必造成塔底溫度升高，結(jié)果可使塔底溫度高達(dá)80～100℃以上，在這樣高的溫度下，不飽和重質(zhì)烴及丁二烯等，容易聚合結(jié)焦，這樣就影響了操作的連續(xù)性。重組份含量越多，這種方法的缺點(diǎn)就越突出。因此前脫乙烷流程不適合于裂解重質(zhì)油的裂解氣分離。14.

14②前脫乙烷流程及其特點(diǎn)簡而言之√適合于含重組分較少的裂解氣適合于含重組分較少的裂解氣×脫乙烷塔壓力和塔釜溫度較高，二烯烴易聚合脫乙烷塔壓力和塔釜溫度較高，二烯烴易聚合×不適合丁二烯多的裂解氣不適合丁二烯多的裂解氣15.

15前脫丙烷分離流程是以脫丙烷塔為界限，將物料分為兩部分，一部分為丙烷及比丙烷更輕的組分；另一部分為碳四及比碳四更重的組分，然后再將這兩部分各自進(jìn)行分離，獲得所需產(chǎn)品。③前脫丙烷流程及其特點(diǎn)16.

1617.

17③前脫丙烷流程及其特點(diǎn)裂解氣經(jīng)過三段壓縮和預(yù)處理進(jìn)入脫丙烷塔，塔底產(chǎn)品脫丁烷等后續(xù)處理。脫丙烷塔塔頂出來的C3以下輕組分，進(jìn)入壓縮機(jī)四段，然后進(jìn)行加氫脫炔再送往冷箱。在冷箱中分離出富氫氣體，其余餾分依次進(jìn)入脫甲烷塔、脫乙烷塔、乙烯塔和丙烯塔等，依次分離出甲烷餾分、C2餾分、C3餾分、乙烯、乙烷、丙烯和丙烷。18.

18③前脫丙烷流程及其特點(diǎn)前脫丙烷分離流程的特點(diǎn)：C4以上餾分不進(jìn)行壓縮，減少了聚合現(xiàn)象的發(fā)生，節(jié)省了壓縮功，減少了精餾塔和再沸器的結(jié)焦現(xiàn)象，適合于裂解重質(zhì)油的裂解氣分離。19.

19③前脫丙烷流程及其特點(diǎn)簡而言之√進(jìn)入深冷系統(tǒng)物料量減少進(jìn)入深冷系統(tǒng)物料量減少；冷凍負(fù)荷減輕，節(jié)約能耗冷凍負(fù)荷減輕，節(jié)約能耗。適合于分離含適合于分離含C4組分多的重裂解氣。20.

2021.

21二、脫甲烷塔及操作條件1、脫甲烷塔的任務(wù)2、脫甲烷法①高壓法②低壓法22.

2252%36%深冷分離系統(tǒng)冷量消耗分配乙烯塔脫乙烷塔其余塔脫甲烷塔23.

231、脫甲烷塔的任務(wù)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(fèi)用高。此塔的關(guān)鍵組分CH4和C2H4，可以看成二元系統(tǒng)，在裂解氣組成—定的情況下，溫度和壓力的確定取決于系統(tǒng)的氣—液相平衡性質(zhì)。相同壓力相溫度下，乙烯在塔頂尾氣中的含量，隨H2與CH4之比的增加而增加。24.

242、脫甲烷法①高壓法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：提高壓力比降低溫度消耗的能量少，壓力高，分離溫度高，這樣制冷系統(tǒng)可采用乙烯冷劑，不必采用CH4和H2冷劑；當(dāng)脫甲烷塔頂尾氣壓力高時(shí)，可借助高壓尾氣的自身膨脹獲得額外的降溫，比用CH4、H2冷凍機(jī)要簡單經(jīng)濟(jì)。壓力高可增加氣體的密度，縮小脫甲烷塔的塔徑和容積，消耗的耐低溫材料少。壓力太高時(shí)，甲烷對(duì)乙烯的相對(duì)揮發(fā)度愈小，對(duì)分離不利，回流比和板數(shù)塔都得增加。25.

252、脫甲烷法②低壓法壓力為0.18-0.25MPa，頂溫為-140℃。壓力低，相對(duì)揮發(fā)度較大，分離效果好，易分離，塔板數(shù)和回流比都小，制造費(fèi)用和操作費(fèi)用低；乙烯的回收率高。壓力低，裂解氣的密度小，塔徑和容積就大，需耐低溫的鋼材多，則設(shè)備費(fèi)用高；需要一套甲烷制冷系統(tǒng)，流程復(fù)雜、能耗大。26.

26三、乙烯塔和丙烯塔㈠乙烯塔1、操作條件2、乙烯塔的改進(jìn)①乙烯塔沿塔板溫度分布②采用中間再沸器回收冷量③乙烯塔側(cè)線出產(chǎn)品㈡丙烯塔27.

27㈠乙烯塔乙烯塔是分離C2餾分，塔頂出產(chǎn)品乙烯達(dá)到聚合級(jí)要求，塔底回收乙烷。乙烯塔的冷量消耗僅次于脫甲烷塔，占總制冷量的36％一44％。分離同碳原子的C2，因此相對(duì)揮發(fā)度比甲烷塔要小。乙烯塔頂產(chǎn)品純度高、回收率高，所以分離較難，回流比和塔釜蒸發(fā)比都較大，相對(duì)理論板數(shù)也較多。28.

28乙烯塔操作條件塔壓力影響C02/C＝2的相對(duì)揮發(fā)度，從而影響塔板數(shù)和回流比。低壓法回流比小，塔板數(shù)少；高壓法則回流比大，塔板數(shù)多；塔壓力影響塔頂蒸汽溫度，從而影響冷劑的溫度級(jí)位。壓力低則溫度低，所以影響乙烯塔鋼材的選用，如低壓法要求耐低溫鋼材多。塔的壓力影響乙烯出料壓力，從而影響壓縮功率。乙烯塔的操作壓力是利用前塔出料的現(xiàn)成壓力，不必用壓縮機(jī)為此塔進(jìn)料壓縮；但對(duì)出料來說，如果乙烯需要高壓，對(duì)于低壓法精餾(乙烯塔)就要對(duì)乙烯出料加以壓縮．故壓縮功率消耗增大。塔壓力影響塔頂、塔釜的溫度，從而影響能否組織熱泵系統(tǒng)。如乙烯塔采用高壓法，釜溫高，高于乙烯冷劑冷凝溫度，則不能構(gòu)成開式熱泵；如用低壓法，釜溫低，可以用乙烯為冷劑構(gòu)成開式熱泵；乙烯塔的操作壓力要經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。它是由制冷能量消耗，設(shè)備投資，產(chǎn)品乙烯要求輸出的壓力以及脫甲烷塔的操作壓力等因素所決定的。目前多用高壓法。29.

29四、影響乙烯回收率諸因素㈠影響因素分析1、乙烯損失的四個(gè)方面2、乙烯物料平衡3、影響乙烯回收率高低的關(guān)鍵㈡利用冷箱提高乙烯回收率30.

30100112.0342.224.472.259.8897.000.066107.5040.2840.40乙烯物料平衡壓縮脫甲烷塔脫乙烷塔乙烯塔冷箱31.

3132.

3233.

33在-100～-170℃低溫下操作的換熱設(shè)備。由于溫度低冷量容易散失，因此把高效板式換熱器和氣液分離罐放在填滿絕熱材料(珠光砂)的方形容器內(nèi)，習(xí)慣上稱為冷箱。作用是通過低溫?fù)Q熱、使氫和烴達(dá)到所要求的低溫，使烴類液化制取高純度富氫氣體．并減少乙烯的損失。根據(jù)冷箱在工藝流程中的不同位置，可分為后冷(后脫氫)和前冷(前脫氫)兩種不同的藝過程。冷箱34.

34前冷是將塔頂餾分的冷量將裂解氣預(yù)冷，通過分凝將裂解氣中大部分氫和部分甲烷分離，這樣使H2/CH4比下降，提高了乙烯回收率，同時(shí)減少了甲烷塔的進(jìn)料量,節(jié)約能耗。該過程亦稱前脫氫工藝。后冷僅將塔頂?shù)募淄闅漯s分冷凝分離而獲富甲烷餾分和富氫餾分。此時(shí)裂解氣是經(jīng)塔精餾后才脫氫故亦稱后脫氫工藝。前冷和后冷35.

3536.

3637.

37前冷工藝過程的原理前冷工藝過程的原理：原料氣在進(jìn)入脫甲烷塔之前，首先在冷箱中利用不同級(jí)位的溫度逐級(jí)對(duì)原料氣進(jìn)行分凝，重組分先冷凝下來，輕組分后冷凝下來，而一部分甲烷和氫氣不被冷凝。冷凝下來的液相分多股分別進(jìn)入脫甲烷塔。38.

38前冷工藝過程的特點(diǎn)前冷工藝過程這樣做有四大特點(diǎn)：(a)進(jìn)入脫甲烷塔之前就對(duì)原料氣進(jìn)行了預(yù)分離，減輕了脫甲烷塔的負(fù)荷；(b)原料氣的逐級(jí)分凝先用高溫級(jí)冷凝劑將易冷凝的重組分先冷凝下來，然后逐漸用低溫級(jí)冷劑將不易冷凝的輕組分依次冷凝下來。這樣可以節(jié)省低溫級(jí)冷劑；(c)提濃了氫，獲得了純度較高的富氫，前冷氫純度達(dá)91.84%(摩爾)，而后冷富氫純度僅69%(摩爾)左右；(d)提高了脫甲烷塔進(jìn)料的CH4與H2分子比，提高了乙烯回收率。39.

3940.

40乙烯裝置41.

41丙烯精餾塔42.

42液體烴球型罐43.