裂解氣分離教學(xué)提綱

裂解氣分離原理：

分離過程是利用相平衡原理使進(jìn)入分離器（塔）的物料在熱量平衡和物料平衡的綜合效果下，產(chǎn)生新的汽、液相組成。經(jīng)過多次重復(fù)操作可將某一組分(或餾分)提濃。因此，裂解氣分離過程實(shí)際上是多級相平衡過程。分離方法：

有裂解氣深冷分離和裂解氣油吸收分離。前者是在-100℃甚至更低的溫度下，使氫氣和甲烷與其他烴類分離。后者是向脫甲烷塔加入較重的烴類作為吸收劑,以降低混合物的蒸氣壓，相應(yīng)地提高分離溫度,使制冷等級和材料選擇等方面都可以降低要求。但是，由于增加了大量的吸收劑，使設(shè)備的鋼材總量、過程的總能耗均相應(yīng)增加。20世紀(jì)40年代后期至50年代初期多采用油吸收法建廠。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，對產(chǎn)品純度的要求提高，油吸收法很快被深冷法所取代。裂解氣分離方法深冷分離——在-100℃左右的低溫下，將裂解氣中除了氫和甲烷以外的其它烴類全部冷凝下來。然后利用裂解氣中各種烴類的相對揮發(fā)度不同，在合適的溫度和壓力下，以精餾的方法將各組分分離開來。深冷操作的系統(tǒng)組成2、氣體凈化系統(tǒng)

1、壓縮冷凍系統(tǒng)3、低溫精餾分離系統(tǒng)

為了排除對后繼操作的干擾，提高產(chǎn)品的純度，通常設(shè)置有脫酸性氣體、脫水、脫炔和脫一氧化碳等操作過程。

該系統(tǒng)的任務(wù)是加壓、降溫，以保證分離過程順利進(jìn)行。將各組分進(jìn)行分離并將乙烯、丙烯產(chǎn)品精制提純，這是深冷分離的核心。精餾分離方案：脫甲烷、脫乙烷、脫丙烷的順序脫甲烷脫乙烷脫丙烷順序分離流程脫乙烷脫甲烷脫丙烷前脫乙烷流程脫丙烷脫甲烷脫乙烷前脫丙烷流程一、深冷分離流程三種深冷分離流程精餾分離方案：脫甲烷、脫乙烷、脫丙烷的順序脫甲烷脫乙烷脫丙烷順序分離流程脫乙烷脫甲烷脫丙烷前脫乙烷流程脫丙烷脫甲烷脫乙烷前脫丙烷流程三種深冷分離流程順序分離流程前脫乙烷分離流程

前脫丙烷分離流程

發(fā)展前景：

裂解氣分離過程的關(guān)鍵問題是節(jié)約能量消耗。當(dāng)前進(jìn)一步的節(jié)能措施有下述幾方面：①減小溫差和壓差。采用高效換熱器以降低溫差，采用高效填料以減少壓力降損失。②以等熵膨脹代替等焓節(jié)流。在脫甲烷塔頂尾氣上安裝膨脹機(jī)以獲得額外的冷量。膨脹功率或用于再生電能，或用于尾氣的再壓縮。③雙塔脫丙烷。通常脫丙烷塔頂采用0℃制冷劑冷卻，此時塔釜已接近生成聚合物的溫度。當(dāng)用兩塔時,蒸出輕組分的塔采用高壓,而排出重組分的塔采用低壓，以冷卻水等廉價冷卻劑代替0℃制冷劑,從而可節(jié)約能量。④脫甲烷塔的預(yù)切割。大量重組分進(jìn)入脫甲烷塔是不必要的，這將增加低溫負(fù)荷；若在進(jìn)塔前加一蒸餾塔將重組分預(yù)先除去，該重組分再進(jìn)入后面的塔，也可節(jié)約能量。汽包的概念：

氣壓通過水循環(huán)導(dǎo)致氣壓下降或上升，也可以理解為汽包是氣體和水分融合后形成的氣壓變化，極限壓力中的空氣與水分子會提高氣體的壓力上升，導(dǎo)致高壓達(dá)到一定數(shù)值后產(chǎn)生的壓力集分子。工業(yè)中汽包罐是能夠承受汽包產(chǎn)生的空氣壓力和水位壓力的一種工業(yè)設(shè)備汽包的作用：1：是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞紐，保證鍋爐正常的水循環(huán)。2：內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質(zhì)。3：有一定水量，具有一定蓄熱能力，緩和汽壓的變化速度。4：汽包上有壓力表、水位計、事故放水、安全閥等設(shè)備，保證鍋爐安全運(yùn)行。汽包的工作流程：1、從水冷壁來的汽水混合物經(jīng)過汽包上部引入管進(jìn)入汽包內(nèi)部，沿著汽包內(nèi)壁與弧形襯板形成的狹窄的環(huán)形通道流下，使汽水混合物以適當(dāng)?shù)牧魉倬鶆虻膫鳠峤o汽包內(nèi)壁，這樣克服了鍋爐啟停時汽包上下壁溫差過大的困難，可以較快的啟動。2、進(jìn)入汽包的汽水混合物分別進(jìn)入汽水旋風(fēng)分離器，利用改變流動方向時的慣性進(jìn)行慣性分離，這是汽水混合物的第一次分離。3、被分離出來的蒸汽仍帶有不少水分，從分離器頂部進(jìn)入波形板分離器，它裝在旋風(fēng)分離器頂部，帶有部分水滴的蒸汽在波形板間的縫隙中流動，利用使水黏附在金屬壁面上形成水膜往下流。4、二次分離后的蒸汽最后經(jīng)過蒸汽清洗，利用水的密度差進(jìn)行重力分離，這是三次分離。5、蒸汽經(jīng)過三次分離后，達(dá)到了蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。精餾含義：

一種利用回流使液體混合物得到高純度分離的蒸餾方法，是工業(yè)上應(yīng)用最廣的液體混合物分離操作，廣泛用于石油、化工、輕工、食品、冶金等部門。精餾操作按不同方法進(jìn)行分類。根據(jù)操作方式，可分為連續(xù)精餾和間歇精餾；根據(jù)混合物的組分?jǐn)?shù)，可分為二元精餾和多元精餾；根據(jù)是否在混合物中加入影響汽液平衡的添加劑，可分為普通精餾和特殊精餾（包括萃取精餾、恒沸精餾和加鹽精餾）。若精餾過程伴有化學(xué)反應(yīng)，則稱為反應(yīng)精餾分類：1.簡單蒸餾

對于與水互溶的揮發(fā)性物質(zhì)，利用其在氣——液平衡條件下，在氣相中的濃度大于在液相中的濃度這一特性。通過蒸汽直接加熱，使其在沸點(diǎn)（水與揮發(fā)物兩沸點(diǎn)之間的某一溫度）下，按一定比例富集于氣相。2.蒸汽蒸餾

對于與水互不相溶或幾乎不溶的揮發(fā)性污染物。利用混合液的沸點(diǎn)低于兩組分沸點(diǎn)這一特性，可將高沸點(diǎn)揮發(fā)物在較低溫度下加以分離脫除。1．按方式分：簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾2．按操作壓強(qiáng)分：常壓、加壓、減壓

3．按混合物中組分：雙組分蒸餾、多組分蒸餾

4．按操作方式分：間歇蒸餾、連續(xù)蒸餾定義：

蒸餾是一種熱力學(xué)的分離工藝，它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點(diǎn)不同，使低沸點(diǎn)組分蒸發(fā)，再冷凝以分離整個組分的單元操作過程，是蒸發(fā)和冷凝兩種單元操作的聯(lián)合。與其它的分離手段，如萃取、Absorption等相比，它的優(yōu)點(diǎn)在于不需使用系統(tǒng)組分以外的其它溶劑，從而保證不會引入新的雜質(zhì)。實(shí)質(zhì)：

指利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異而將組分分離的傳質(zhì)過程。將液體沸騰產(chǎn)生的蒸氣導(dǎo)入冷凝管，使之冷卻凝結(jié)成液體的一種蒸發(fā)、冷凝的過程。蒸餾是分離沸點(diǎn)相差較大的混合物的一種重要的操作技術(shù)，尤其是對于液體混合物的分離有重要的實(shí)用意義。蒸餾方式：水中蒸餾：原料置于篩板或直接放入蒸餾鍋，鍋內(nèi)加水浸過料層，鍋底進(jìn)行加熱。水上蒸餾：(隔水蒸餾)原料置于篩板，鍋內(nèi)加入水量要滿足蒸餾要求，但水面不得高于篩板，并能保證水沸騰至蒸發(fā)時不濺濕料層，一般采用回流水，保持鍋內(nèi)水量恒定以滿足蒸氣操作所需的足夠飽和整齊，因此可在鍋底安裝窺鏡，觀察水面高度。

直接蒸氣蒸餾：在篩板下安裝一條帶孔環(huán)行管，由外來蒸氣通過小孔直接噴出，進(jìn)入篩孔對原料進(jìn)行加熱，但水散作用不充分，應(yīng)預(yù)先在鍋外進(jìn)行水散，鍋內(nèi)蒸餾快且易于改為加壓蒸餾。

水?dāng)U散蒸氣蒸餾：水蒸氣由鍋頂進(jìn)入，蒸氣至上而下逐漸向料層滲透，同時將料層內(nèi)的空氣推出，其水散和傳質(zhì)出的精油無須全部氣化即可進(jìn)入鍋底冷凝器。蒸氣為滲濾型，蒸餾均勻、一致、完全，而且水油冷凝液較快進(jìn)入冷凝器，因此所得精油質(zhì)量較好、得率較高、能耗較低、蒸餾時間短、設(shè)備簡單。水蒸氣蒸餾法：

水蒸氣蒸餾法系指將含有揮發(fā)性成分的混合物與水蒸汽直接接觸，使混合物中的揮發(fā)性物質(zhì)按一定比例擴(kuò)散到氣相中去，從而達(dá)到分離的目的。水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法可分為共水蒸餾法、通水蒸氣蒸餾法、水上蒸餾法。為提高餾出液的濃度，一般需將餾出液進(jìn)行重蒸餾或加鹽重蒸餾。常用設(shè)備為多能提取罐、揮發(fā)油提取罐，它在生產(chǎn)活動中被廣泛使用水蒸氣蒸餾裝置區(qū)別：（設(shè)備）精餾：典型的精餾設(shè)備是連續(xù)精餾裝置，包括精餾塔、再沸器、冷