《典型化工工艺》专题五 裂解气深冷分离-讲义

山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练

专题五 裂解气深冷分离-讲义

 

1.      了解顺序深冷分离。
2.      了解前脱乙烷深冷分离。
3.      了解前脱丙烷深冷分离。

知识点一  顺序深冷分离

顺序深冷分离流程(前冷后加氢)

 

 

 

流程图如下：

 

 

 

详细工业流程：裂解气经过离心式压缩机一、二、三段压缩，压力达到1.0MPa, 送入碱洗塔，脱去 H₂S,CO₂等酸性气体。碱洗后的裂解气经过压缩机的四、五段压缩，压力达到3.7MPa, 经冷却至15℃,去干燥器用3A 分子筛脱水，使裂解气的露点温度达到-70℃左右。

在脱甲烷塔系统中有些冷凝器、换热器和气液分离罐的温度其低，为了防止冷量散失，减少与环境接触的表面积，将这些低温设备集中装箱，称之为冷箱。冷箱在脱甲烷塔之前的称前冷流程(如顺序深冷分离流程，前脱 丙烷深冷分离流程),冷箱在脱甲烷塔之后的称后冷流程(如前脱乙烷深冷分离)

干燥后的裂解气经过一系列冷却冷凝，在前冷箱中分出富氢和四股馏分，富氢经过甲烷化，作为加氢用

氢气；四股馏分进入脱甲烷塔的不同塔板，轻馏分温度低，进入上层塔板，重馏分的温度高，进入下层塔板，脱甲烷塔塔顶脱去甲烷馏分。塔釜液是C₂以上馏分，进入脱乙烷塔，塔顶分出C₂馏分，塔釜液为C₃以上馏分。由脱乙烷塔塔顶来的C₂馏分经过换热升温，进行气相加氢脱乙炔，在绿油塔用乙烯塔来的侧线馏分洗去绿油，再经过3A分子筛干燥，然后送去乙烯塔。在乙烯塔的上部(第八块塔板侧线引出纯度99.9%的乙烯产品。塔釜液为乙烷馏分，送回裂解炉作裂解原料，塔顶脱出甲烷、氢。

脱乙烷塔釜液入脱丙烷塔，塔顶分出C3馏分，釜液为C4 以上馏分含有二烯烃，易聚合结焦，故塔釜温度不宜超过100℃,并须加入阻聚剂。为了防止结焦堵塞，此塔一般有两个再沸器，以供轮换检修使用。

由脱丙烷蒸出的 C₂馏分经过加氢脱丙块和丙二烯，然后在绿油塔脱去绿油和加氢时带入的甲烷、氢，再入丙烯塔进行精馏，塔顶蒸出纯度为99.9%丙烯产品，塔釜液为丙烷馏分。脱丙烷的釜液，在脱丁烷塔分成 C₄ 馏分和C₅的馏分，C₄和C₅馏分分别送往下步工序。

 

关于顺序深冷分离流程（前冷后加氢），下列说法正确的是（ ）

A. 裂解气经过五段压缩后压力升至3.7MPa，并经碱洗、干燥后进入前冷箱

B. 前冷箱的作用是在脱甲烷塔前预冷裂解气，并分离出富氢和四股馏分

C. 脱甲烷塔塔顶排出甲烷和氢气，塔釜液为C₂及以上馏分，直接进入乙烯塔

D. C₂馏分加氢脱炔采用后加氢方式，需外加氢气并在绿油塔中脱除绿油

E. 脱丙烷塔需控制塔釜温度≤100℃并加入阻聚剂，防止二烯烃聚合结焦

【答案】A、B、D、E

【解析】A正确：流程中裂解气经三段压缩至1.0MPa碱洗后，再经四、五段压缩至3.7MPa，干燥后进入前冷箱。

B正确：前冷箱集中低温设备，预冷裂解气并分离富氢（供加氢用）和四股馏分（按温度梯度进脱甲烷塔）。

C错误：脱甲烷塔釜液为C₂及以上馏分，需先进入脱乙烷塔分离C₂和C₃⁺，而非直接去乙烯塔。

D正确：后加氢需外加氢气，绿油由乙烯塔侧线馏分洗涤脱除。

E正确：脱丙烷塔因含二烯烃（如丁二烯），需控温≤100℃并加阻聚剂，且设双再沸器防堵。

1.在顺序深冷分离流程中，前冷箱的主要功能是（ ）

A. 脱除裂解气中的酸性气体 B. 预冷裂解气并分离富氢和四股馏分

C. 作为脱甲烷塔的再沸器提供热量 D. 直接生产聚合级乙烯产品

【答案】B

【解析】前冷箱用于在脱甲烷塔前预冷裂解气，并分离出富氢（供加氢用）和四股温度不同的馏分（按梯度进入脱甲烷塔）。A选项是碱洗塔的功能，C、D与冷箱无关。

2.脱丙烷塔需控制塔釜温度不超过100℃，主要目的是（ ）

A. 提高丙烯产品纯度  B. 防止丁二烯等二烯烃聚合结焦

C. 减少甲烷混入C₃馏分  D. 降低制冷系统能耗

【答案】B

【解析】C₄⁺馏分中的二烯烃（如丁二烯）在高温下易聚合结焦，故需控温并加阻聚剂。A、C、D均非直接原因。

3. 关于顺序深冷分离流程中的后加氢脱炔，下列说法正确的是（ ）

A. 利用裂解气自含氢气，无需外加氢气 B. 加氢反应器位于脱甲烷塔前

C. 需通过绿油塔脱除反应生成的聚合物 D. 加氢后的C₂馏分直接进入乙烯塔

【答案】C

【解析】A错误：后加氢需外加氢气；B错误：后加氢在脱甲烷塔后；D错误：加氢后需经干燥再进乙烯塔。C正确：绿油塔用于洗涤聚合物。

1.裂解气在顺序深冷分离流程中经过几段压缩后进入碱洗塔？（ ）

A. 2段 B. 3段

C. 4段 D. 5段

【答案】B

【解析】裂解气先经过三段压缩至1.0MPa后进入碱洗塔，再经四、五段压缩至3.7MPa。题目问的是"进入碱洗塔前"的压缩段数。