第三章烃类热裂解-3.pptVIP

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 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）。 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。 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烯制冷系统典型工艺流程。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。 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。 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）。 裂解气的净化与分离目的 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。 就其分离过程来说，可以概括成三大部份： 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） 。 2、脱除方法 工业上用化学吸收方法，采用适当的吸收剂来洗涤裂解气，可同时除去H2S和CO等酸性气体。吸收过程是在吸收塔内进行。 吸收剂:NaOH溶液，乙醇胺溶液，N－甲基吡咯烷酮 脱水 （1）吸附脱水 吸附是用多孔性的固体吸附剂处理流体混合物，使其中一种或几种组分被吸附于固体表面上，以达到分离的目的。 用分子筛、活性氧化铝或硅胶作吸附剂 。 （2）分子筛脱水 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） （1）催化剂 活性组分：钴（Co）、镍（Ni）、钯（Pd） 助