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返回目录 第三节 裂解气的净化与分离 思考题： 裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？ 什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包括那几部分？ 裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？ 水在裂解气深冷分离中有什么危害？工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分？ 什么叫分子筛？分子筛吸附有哪些特点，有哪些规律？ 裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳？工业上脱除炔烃的方法有哪些？ 什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？ 为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩？ 一、概述 （一）裂解气的组成和分离要求 裂解气净化与分离的任务就是除去裂解气中有害的杂质，分离出单一稀烃产品或烃的馏分，为基本有机化学工业和高分子化学工业等提供原料。 有些产品的生产要求使用高纯度的烯烃原料。很多聚合级产品的生产，对原料有很高的要求。例如，生产聚乙烯、聚丙烯以及乙丙橡胶用的乙烯和丙烯，要求纯度要达到99.9%。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。 裂解气是从裂解装置送来的氢气和C1~C5烷、烯、炔以及杂质性气体混合物。 （二）裂解气分离方法简介 工业生产上采用的裂解气分离方法，主要有深冷分离法和油吸收精馏分离法两种。本章重点介绍深冷分离方法。 在基本有机化学工业中，冷冻温度≦-100℃的称为深度冷冻，简称“深冷”。因为裂解气分离方法采用了-100℃以下的冷冻系统，所以工业上称为深冷分离法。这种方法的分离原理就是利用裂解气中各种烃的相对挥发度不同，在低温下除了氢气和甲烷以外，把其余的烃类都冷凝下来，然后在精馏塔内进行多组分精馏分离，利用不同的精馏塔，把各种烃逐个分离下来。其实质是冷凝精馏过程。 油吸收精馏方法的原理是利用溶剂油对裂解气中各组分的不同吸收能力，将裂解气中除了氢气和甲烷以外的其它烃类全部吸收下来，然后利用精馏塔将各种烃类在逐个分离开来。所以油吸收精馏法，实际上是油吸收精馏过程。 表1-23 轻柴油裂解气组成 成分 %，含量 成分 %，含量 H2 CO CH4 C2H2 C2H4 C2H6 丙二烯+丙炔 C3H6 C3H8 1,3-丁二烯 异丁烯 13.1828 0.1751 21.2489 0.3688 29.0363 7.7953 0.5419 11.4757 0.3558 2.4194 2.7085 正丁烷 C5 C6~C8的非芳烃 苯 甲苯 二甲苯+乙苯 苯乙烯 C9~200℃的馏分 CO2 硫化物 H2O 0.0754 0.5147 0.6941 2.1398 0.9296 0.3578 0.2192 0.2397 0.0578 0.0272 5.04 由表1-23（P60）可见，裂解气是很复杂的混合气体，要从中分离出高纯度的乙烯和丙烯等产品，必须进行一系列的净化与分离过程。图1-24（P62）是深冷分离流程示意图， 就分离过程来说，可以概括成三大部份： （1）气体净化系统：包括脱除酸性气体、脱水、脱除乙炔和脱除一氧化碳（即甲烷化，用于净化氢气）。 （2）压缩和冷冻系统：使裂解气加压降温，为分离创造条件。 （3）精馏分离系统：包括一系列的精馏塔,以便分离出甲烷乙烯C5馏分以及C5馏分。 二、酸性气体的脱除 由表1-23的数据可以看出，裂解气中含有的少量硫化物、二氧化碳、一氧化碳、乙炔、丁炔以及水等杂质 裂解气中的酸性气体，主要是二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)。另外还有少量的有机硫化物。 裂解气中的硫化氢(H2S)，一部分是有裂解原料带来的，一部分则是裂解原料中的有机硫化物分解生成的。 裂解气中二氧化碳(CO2)的来源主要有： (1)二硫化碳和氧硫化碳在高温下与稀释水蒸气发生水解反应 CS2+2H2O----CO2+2H2S COS+HO2----CO2+H2S (2)裂解炉管中的焦碳与水蒸气发生如下反应 C+2H2O----CO2+2H2 (3)烃与水蒸气发生如下反应 CH4+2H2O----CO2+4H2 这些酸性气体含量过多时，对分离过程会带来如下的危害： 硫化氢能腐蚀设备管道，并能使干燥用的分子筛寿命缩短，还能使加氢脱炔用的催化剂中毒； 二氧化碳能在深冷的操作中结成干冰，堵塞设备和管道，影响正常生产。 工业上常用化学吸收法，来洗涤裂解气。对于吸收剂的要求是： ⑴对硫化氢和二氧化碳的溶解度大，反应性能强，而对于裂解气中的乙烯，丙烯的溶解度要小，不起反应； ⑵在操作条件下蒸气压低，稳定性强，这样吸收