化学工艺学课件——06裂解气预分离与净化精选.ppt

炔烃脱除-催化加氢脱炔的反应 甲基乙炔和丙二烯选择性催化加氢的反应。  从反应热力学来看，在C3馏分中炔烃加氢转化为丙烯的反应比丙烯加氢转化为丙烷的反应更为可能。 但是，随着温度的升高，丙烯加氢转化为丙烷的反应以及低聚物(绿油)生成的反应将加快，丙烯损失相应增加。 * 炔烃脱除-前加氢和后加氢 前加氢是在裂解气中氢气未分离出来之前，利用裂解气中的氢对炔烃进行选择性加氢，以脱除其中炔烃。所以，又称为自给氢催化加氢过程。 前加氢催化剂分钯系和非钯系两类，用非钯催化剂脱炔时，对进料中杂质(硫、CO、重质烃)的含量限制不很严，但其反应温度高，加氢选择性不理想。加氢后残余乙炔一般高于1×10-5，乙烯损失达1％～3％。钯系催化剂对原料中杂质含量限制很严，通常要求硫含量低于5×10-6。钯系催化剂反应温度较低，乙烯损失可降至0.2％～0.5％，加氢后残余乙炔可低于5×10-6。 * 炔烃脱除-前加氢和后加氢 后加氢过程是指裂解气分离出C2馏分和C3馏分后，再分别对C2和C3馏分进行催化加氢，以脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯。 前加氢利用裂解气中含有的氢进行加氢反应，流程简化，节省投资，但它的最大缺陷是操作稳定性差。后加氢过程所需氢气是根据炔烃含量定鼍供给，温度较易控制，不易发生飞温的问题。前加氢是在大量氢气过量的条件下进行加氢反应，当催化剂性能较差时，副反应剧烈，选择性差，不仅造成乙烯和丙烯损失，严重时还会导致反应温度失控，床层色温，威胁生产安全。因此，目前工业中以采用后加氢为主。 * 炔烃脱除-工艺流程 * 炔烃脱除-工艺流程 以后加氢过程为例，进料中乙炔的摩尔分数高于0.7％，一般采用多段绝热床或等温反应器。脱乙烷塔塔顶回流罐中未冷凝C2馏分经预热并配注氢之后进入第一段加氢反应器，反应后的气体经段间冷却后进人第二段加氢反应器。反应后的气体经冷却后送入绿油塔，在此用乙烯塔抽出的C2馏分吸收绿油。脱除绿油后的C2馏分经干燥后送主人乙烯精馏塔。两段绝热反应器设计时，通常使运转初期在第一段转化乙炔80％，其余20％在第二段转化。而在运转后期，随着第一段加氢反应器内催化剂的活性的降低，逐步过渡到第一段转化20％，第二段转化80％。 * 炔烃脱除-溶剂吸收法 溶剂吸收法:使用选择性溶剂将C2馏分中的少量乙炔选择性的吸收到溶剂中，从而实现脱除乙炔的方法。 随着乙烯装置的大型化，尤其随着裂解技术向高温短停留时间发展，裂解副产乙炔量相当可观，乙炔回收更具吸引力。因而，溶剂吸收法在近年又广泛引起重视。 * 炔烃脱除-溶剂吸收法 选择性溶剂应对乙炔有较高的溶解度，而对其他组分溶解度较低，溶剂的沸点和熔点也是选择溶剂的重要指标。低沸点溶剂较易解吸，但损耗大，且易污染产品。高沸点溶剂解吸时需低压高温条件，但溶剂损耗小，且可获得较高纯度的产品。 溶剂吸收法与催化加氢法相比，投资大体相同，公用工程消耗也相当。因此，在需用乙炔产品时，则选用溶剂吸收法，当不需要乙炔产品时，则选用催化加氢法。 * 化学工艺学电子教案 化学工程与工艺教研室 第三章 烃类热裂解 3.1 热裂解过程的化学反应 3.2 裂解过程的工艺参数和操作指标 3.3 管式裂解炉及裂解工艺过程 3.4 裂解气的预分馏及净化 3.5 压缩和制冷系统 3.6 裂解气的精馏分离系统 * 3.4 裂解气的预分馏及净化 3.4.1 裂解气预分馏的目的与任务 何为预分馏？裂解炉出口的高温裂解气经急冷换热器的冷却，再经急冷器进一步冷却后，温度可以降到200～300℃之间。将急冷后的裂解气进一步冷却至常温，并在冷却过程中分馏出裂解气中的重组分(如:燃料油，裂解汽油，水分)，这个环节称为裂解气的预分馏。经预分馏处理的裂解气再送至裂解气压缩并进一步进行深冷分离。 * 3.4.1 裂解气预分馏的目的与任务 ①经预分馏，保证裂解气压缩机的正常运转，降低裂解气压缩机功耗。②经预分馏，可分馏出裂解气的重组分，减少压缩分离系统进料负荷。③经预分馏，可将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水排放量。④经预分馏，可回收裂解气低能位热量。由急冷油回收的热量发生稀释蒸汽，由急冷水回收的热量进行分离系统的工艺加热。 * 3.4.2 预分馏工艺过程-轻烃裂解预分馏 (1)轻烃裂解装置裂解气的预分馏过程 轻烃裂解装置所得裂解气的重质馏分甚少，尤其乙烷和丙烷裂解时，裂解气中的燃料油含量甚微。此时，裂解气的预分馏过程主要是在裂解气进一步冷却过程中分馏裂解气中的水分和裂解汽油馏分。 * 3.4.2 预分馏工艺过程-轻烃裂解预分馏 轻烃裂解装置中裂解炉出口高温裂解气，经急冷换热器(废热锅炉)回收热量副产高压蒸汽后，冷却至200～300℃之间，然后进入水洗塔。在水洗塔中，塔顶用急冷水喷淋冷却裂解气