第五章第一~三讲烃类热裂讲解.ppt

脱甲烷塔的操作压力和温度 高压脱甲烷法：3.0～3.2MPa 中压脱甲烷：1.05～1.25MPa 低压脱甲烷：0.6～0.7MPa 目前除鲁姆斯公司采用低压脱甲烷、KT1/TPL和林德公司采用中压脱甲烷外,其余生产厂家仍广泛采用高压脱甲烷。 图5-1-12 甲烷对乙烯相对发挥度与压力的关系 降低脱甲烷塔操作压力，可以达到节能的目的。 但由于操作温度较低,材质要求高，增加了甲烷制冷系统，投资可能增大，且操作复杂。 3种分离流程的比较 顺序分离流程:技术比较成熟,对裂解原料适应性强。 但流程较长,裂解气全部进入深冷系统,致冷量较大。 为避免丁二烯损失一般采用后加氢。 前脱乙烷分离流程:一般适合于分离含重组分较少的裂解气, 由于脱乙烷塔塔釜温度较高,重质不饱和烃易于聚合,故也不宜处理含丁二烯较多的裂解气。 脱炔可采用后加氢,但最宜用前加氢,因可减少设备。操作中的主要问题在于脱乙烷塔压力及塔釜温度较高,引起二烯烃聚合,发生堵塞; 前脱丙烷分离流程:先分去C４以上馏分,使进入深冷系统物料量减少,冷冻负荷减轻,适用于分离较重裂解气或含C４烃较多的裂解气。 可采用前加氢或后加氢,前者所用设备较少。 目前,世界上主要乙烯生产装置基本上都采用顺序分离流程,凯洛格公司经过论证,认为在任何场合下,顺序分离流程的效率、灵活性和运转性能都好,因而可提高综合经济效益。 四、乙烯工厂能量的合理利用 乙烯工厂裂解工序有很多热能可供回收和利用,分离工序有很多冷量需回收和利用,因此能量的合理利用已成为乙烯工厂主要技术经济指标之一。 热能回收3条途径 急冷废热锅炉能回收30%的高能位热量,用以发电或驱动蒸气透平 烟道气回收50%～60%低能位热量,主要用作预热原料和过热蒸汽 初馏塔系统回收约10%～20%的低能位热量,用作热源。 在裂解气的深冷分离中广泛采用 蒸气压缩法制冷和节流法制冷两种方法。 在蒸气压缩法中,并不是所有冷剂经压缩后,用水冷却就能被液化的。 只有当温度低于临界温度时，冷剂才能被液化。 图5-1-13 冷剂制冷温度范围与单位能量消耗的关系 1.NH3;2C2H4;3. C2H4(电力回收);4.CH4;5.CH4(用膨胀机);6.空气(用膨胀机);7.N2;8.H2;9.H2(用膨胀机);10.逆行卡诺循环(环境温度300K)(1 kcal=4.186 kJ) 由上分析可知,若最终只利用最低温度级别的一种冷剂,所化费的压缩功是十分大的。用作冷剂会出现大马拉小车式不合理局面,因此是不可取的。采用复叠式制冷。 节流制冷,是利用焦耳--汤姆逊效应,将高压气体膨胀(通过阀门减压即可达此目的冷凝和液化。 在工业生产中,实际上这两种制冷方法常常结合在一起,创造出一个个不同温度级别的冷剂(或热剂),满足裂解气不同分离过程的需要,并做到合理使用冷剂(或热剂),减少分离装置的能耗。 1)复叠制冷 裂解气分离中最基本的制冷流程 其他制冷流程由它演化而成。 制冷循环 实质：通过制冷不断将处于低温的被冷物料的热量传给温度较高的冷水 高温放热 低温吸热 水 图5-1-14 甲烷-乙烯-丙烯复制冷系统 水 2)多级制冷循环 丙烯压缩机为三段压缩机,每一段分离器通过节流都可产生气、液两相,液相用作冷源(可有4个温度级别的冷剂),可应用在需要冷剂的相应场合。 图5-1-15 不同温度级别的丙烯制冷系统 -40℃、-24 ℃、-7 ℃、6 ℃ 节流膨胀制冷 气体由较高的压力通过一个节流阀膨胀到较低的压力，过程非常快，来不及与外界发生热交换，膨胀所需的热量必须由自身供给，从而引起温度降低。 生产中,高压脱甲烷分离,可用节流膨胀获得-110℃ 热泵 能否把塔顶低温处的热量 传到塔釜高温处呢? 塔顶需用外来冷剂引入冷量，从塔顶移出热量； 塔釜又要用外来热剂供给热量。 热泵系统将精馏塔和制冷循环结合起来， 实现既向塔顶供冷，又向塔底供热的制冷循环系统 精馏过程 3)热泵 把热量从低温热源送向高温热源的机器称作热泵。 (a)图所示为制作冷剂来冷却塔顶物料的流程,消耗压缩功,没能节省能量。 (b)图为闭式热泵,即冷剂自成体系,不与精馏物料相混.流程中虽然消耗了压缩功,但却节省了冷剂的冷量,并向塔釜输送热量,节省了塔釜再沸器所需加热量,也不需另外的加热剂。 (c)和(d)为开式热泵,即冷剂部分回流,部分作塔顶产品送出,或