《典型化工工艺》专题五 裂解气深冷分离（举一反三考点练） -课后自测（卷2）

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-课后自测 知识点一 顺序深冷分离 1. 简述顺序深冷分离流程中前冷箱的主要作用及其工艺优势 【答案】前冷箱的主要作用是对裂解气进行预冷，并分离出富氢和四股不同温度的馏分。其工艺优势包括： 提高分离效率：将裂解气按温度梯度分配至脱甲烷塔不同塔板（低温馏分进上层，高温馏分进下层）； 回收富氢：分离出的氢气经甲烷化后可作为加氢反应的原料； 节能降耗：集中低温设备减少冷量损失，降低能耗。 2. 说明脱丙烷塔操作中需控制塔釜温度≤100℃并加入阻聚剂的原因 【答案】温度控制：塔釜含丁二烯等二烯烃，高温（＞100℃）易引发聚合反应，生成焦状物堵塞设备； 阻聚剂作用：抑制二烯烃聚合，延长设备运行周期；安全设计：采用双再沸器轮换检修，确保连续生产。 3. 比较顺序深冷分离流程中前加氢与后加氢的工艺特点及适用场景 【答案】前加氢：特点：利用裂解气自含氢气，流程简单； 缺点：选择性差，乙烯损失大； 适用：乙炔含量低的轻质原料（如乙烷裂解气）。 后加氢：特点：外加氢气，选择性高，催化剂寿命长； 缺点：需设第二脱甲烷塔，流程复杂； 适用：乙炔含量高的重质原料（如石脑油裂解气）。 3.顺序深冷分离流程中，裂解气干燥后露点需达到______℃，脱甲烷塔塔顶温度约为______℃，乙烯产品从乙烯塔第______块塔板侧线采出。 【答案】-70，-96，8 【解析】-70℃露点可避免深冷结冰；脱甲烷塔顶需-96℃以分离甲烷；乙烯塔第8块塔板侧线可获取高纯度乙烯。 2. 脱丙烷塔采用双再沸器设计的主要目的是______，塔釜加入的______可防止二烯烃聚合。 【答案】轮换检修避免堵塞，阻聚剂 【解析】双再沸器确保连续运行（一个检修时另一个备用）；阻聚剂（如对叔丁基邻苯二酚）抑制聚合反应。 知识点二 前脱乙烷深冷分离 1.简述前脱乙烷深冷分离流程的主要步骤，并说明脱乙烷塔的作用。 【答案】前脱乙烷深冷分离流程的主要步骤包括： 压缩、碱洗、干燥：裂解气先压缩至3.6 MPa，并脱除酸性气体和水分。 脱乙烷塔：在高压下分离C₂及以下轻组分（塔顶）和C₃及以上重组分（塔底）。 轻组分处理：塔顶物流经加氢脱炔后进入脱甲烷塔，分离H₂/CH₄（冷箱）和C₂馏分（乙烯塔）。 重组分处理：塔底物流依次进入脱丙烷塔、脱丁烷塔、丙烯塔，分离丙烯、丙烷、C₄及C₅⁺组分。 脱乙烷塔的作用：作为流程的核心分离点，将裂解气初步分为轻、重组分，便于后续深冷分离和精馏。 2. 为什么前脱乙烷流程在重组分含量高时容易发生结焦？如何缓解这一问题？ 【答案】结焦原因：脱乙烷塔操作压力高（3.6 MPa），导致塔底温度高达80~100℃。高温下，重组分中的不饱和烃（如丁二烯）易发生聚合反应，形成结焦物堵塞设备。 缓解措施：添加阻聚剂（如对苯二酚）抑制聚合反应。优化进料组成：避免处理重组分（C₄⁺）含量过高的裂解气。定期清洗设备，防止结焦积累。 3.某石化企业采用前脱乙烷深冷分离流程处理裂解气，近期发现脱乙烷塔塔底再沸器频繁堵塞，导致装置运行周期缩短。作为工艺技术人员，请分析可能的原因，并提出至少3条改进措施。 【答案】可能的原因分析： 原料组成变化：裂解气中C₄⁺重组分（如丁二烯）含量增加，高温下更易聚合结焦。 阻聚剂失效：阻聚剂加注量不足或品种不匹配，未能有效抑制聚合反应。 操作参数波动：塔底温度控制偏高（超过100℃），加剧不饱和烃聚合。 设备维护不足：再沸器未定期清洗，结焦物积累导致堵塞。 改进措施： 优化原料预处理：加强裂解原料质量控制，避免重组分（如重质烃）含量过高。在进脱乙烷塔前增设预分馏塔，提前脱除部分C₄⁺组分。 调整工艺操作：在允许范围内适当降低脱乙烷塔操作压力（如从3.6 MPa降至3.2 MPa），减少塔底温度。提高阻聚剂加注浓度或更换高效阻聚剂（如改用醌类化合物）。 加强设备管理：缩短再沸器清洗周期（如从6个月调整为3个月）。安装在线监测系统，实时监控塔底温度和压差，预警结焦趋势。 4.在前脱乙烷流程中，脱乙烷塔塔顶物流需先经过________处理，以去除乙炔等杂质，再进入脱甲烷塔。 【答案】加氢（或加氢脱炔） 【解析】脱乙烷塔顶的C₂馏分含乙炔，加氢反应将其转化为乙烯，避免后续设备中毒。 5.冷箱在前脱乙烷流程中的作用是通过深冷技术分离________和________。 【答案】氢气、甲烷 【解析】冷箱利用低温（-100℃以下）使甲烷液化，而氢气仍为气体，从而实现分离。 知识点三 前脱丙烷深冷分离 1. 简述前脱丙烷深冷分离流程的主要优点及其适用场景 【答案】前脱丙烷流程的主要优点： 减少结焦风险：先分离C₄⁺重组分，避免其在高温高压下聚合结焦；节能：仅需对C₃⁻轻组分进行高压压缩，降低能耗；适合重组分多的原料：如重质油裂解气。 适用场景：重组分（C₄⁺）含量高的裂解气分离，如石脑油或重油裂解气。 2. 为什么前脱丙烷流程中，轻组分（C₃⁻）需要二次压缩？ 【答案】满足深冷分离压力要求：脱甲烷塔和冷箱需要高压（3.7 MPa）以实现低温分离；加氢脱炔需求：高压有利于炔烃加氢反应； 流程设计：重组分（C₄⁺）已在低压下分离，轻组分需独立升压。 3. 对比前脱丙烷与前脱乙烷流程，说明两者在操作条件上的主要差异 【答案】 对比项 前脱丙烷流程 前脱乙烷流程 第一分离塔压力 低压（0.96 MPa） 高压（3.6 MPa） 塔底温度 较低（减少C₄⁺结焦） 较高（80~100℃，易结焦） 适用原料 C₄⁺重组分多的裂解气 C₂⁻轻组分多的裂解气 4.在前脱丙烷流程中，脱丙烷塔塔顶的C₃⁻轻组分需先压缩至________，再进入加氢脱炔反应器。 【答案】3.7 MPa 【解析】高压（3.7 MPa）是满足后续深冷分离和加氢反应的必要条件。 5.前脱丙烷流程中，脱丁烷塔的作用是将________和________分离。 【答案】C₄馏分、C₅⁺重组分 【解析】脱丁烷塔直接处理脱丙烷塔底的重组分，分离C₄（丁烯、丁二烯等）和C₅⁺。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练 专题五 -裂解气深冷分离-课后自测 知识点一 顺序深冷分离 1. 简述顺序深冷分离流程中前冷箱的主要作用及其工艺优势 2. 说明脱丙烷塔操作中需控制塔釜温度≤100℃并加入阻聚剂的原因 3. 比较顺序深冷分离流程中前加氢与后加氢的工艺特点及适用场景 3.顺序深冷分离流程中，裂解气干燥后露点需达到______℃，脱甲烷塔塔顶温度约为______℃，乙烯产品从乙烯塔第______块塔板侧线采出。 2. 脱丙烷塔采用双再沸器设计的主要目的是______，塔釜加入的______可防止二烯烃聚合。 知识点二 前脱乙烷深冷分离 1.简述前脱乙烷深冷分离流程的主要步骤，并说明脱乙烷塔的作用。 2. 为什么前脱乙烷流程在重组分含量高时容易发生结焦？如何缓解这一问题？ 3.某石化企业采用前脱乙烷深冷分离流程处理裂解气，近期发现脱乙烷塔塔底再沸器频繁堵塞，导致装置运行周期缩短。作为工艺技术人员，请分析可能的原因，并提出至少3条改进措施。 4.在前脱乙烷流程中，脱乙烷塔塔顶物流需先经过________处理，以去除乙炔等杂质，再进入脱甲烷塔。 5.冷箱在前脱乙烷流程中的作用是通过深冷技术分离________和________。 知识点三 前脱丙烷深冷分离 1. 简述前脱丙烷深冷分离流程的主要优点及其适用场景 2. 为什么前脱丙烷流程中，轻组分（C₃⁻）需要二次压缩？ 3. 对比前脱丙烷与前脱乙烷流程，说明两者在操作条件上的主要差异 4.在前脱丙烷流程中，脱丙烷塔塔顶的C₃⁻轻组分需先压缩至________，再进入加氢脱炔反应器。 5.前脱丙烷流程中，脱丁烷塔的作用是将________和________分离。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$