乙烯分离技术资料重点

乙烯裂解C4馏分的分离及利用李涛（扬子石化股份公司研究院）摘要介绍了乙烯裂解装置副产C4馏分的分离技术及化工利用状况，并对我国乙烯装置裂解C4馏分的分离利用提出了具体建议。

关键词乙烯裂解C4 丁二烯丁烯-1 正丁烯异丁烯1．前言我国主要使用石脑油和轻油裂解法制备乙烯，该法将联产大量的C4烃和C5烃混合物,如以石脑油为原料,Ｃ4烃产率可达乙烯产量的 15%～18% ,Ｃ5烃也可达到20%左右。

目前,我国的乙烯生产能力可达 550万t/a ,Ｃ4、Ｃ5烃的年产量近 100万t。

到 2005年,南京化学工业园区内乙烯产量将达到1400kt/a ,其中抽余C4产量约 220 kt/a, 裂解 C5产量约150 kt/a,裂解C9产量约 130kt/ a。

这些组份量大且稳定,其中烯烃、二烯烃和芳烃等不饱和活性组份所占比重超过了50% (质量分数)，而这些活性组份正是精细有机化工的主要原料。

目前我国Ｃ4烃的化工利用率只有 41% ,Ｃ5烃的化工利用率则更低,仅为10% ,其它基本上是作为燃料利用的。

而国外的化工利用率很高,如美国为 80%～90%,日本为64%,西欧为60%。

因此采用新技术充分利用好这一宝贵资源,综合挖掘它们潜在的利用价值 , 获取高附加值产品,对降低乙烯投资成本,提高经济效益具有重要意义，同时也会直接影响精细化工的发展和未来[1-2]。

2．裂解Ｃ4馏分的分离[3-6]乙烯裂解装置副产 C4馏分中含有 1 ,3 -丁二烯、正丁烯、异丁烯、正丁烷等组分（见表1）。

1 ,3 -丁二烯可以用萃取精馏的方法分离出来,用作合成橡胶的原料。

余下的C4抽余液是多种异构体的混合物，各组分的沸点很接近,尤其是异丁烯和丁烯-1 ,沸点只相差 0.6℃,相对挥发度只相差 0.03 ,用一般的精馏方法很难实现二者的分离。

所以一般用化学方法来脱除异丁烯，例如用反应精馏的方法与甲醇反应生产 MTBE而被利用,剩下的正丁烯和正丁烷、异丁烷等组分,过去是用作液化气燃料被烧掉,价值比较低,但自从德国德士古公司(Deuscho)发明了正丁烯水合法生产甲乙酮的工艺后,正丁烯被进一步开发利用。

脱乙烷
乙烯精馏
脱丙烷
顺序切割式脱丙烷
废碱氧化
低压湿式氧化方法（0.45～0.6MpaG）
四、林德、SW技术附件比较
装置主要消耗量及性能保证指标对比
主要产品收率和单耗比较（P/E＝0.5）
工况一
LINDE 乙烯收率％ 乙烯原料单耗 丙烯收率％ 丙烯原料单耗 混合碳四收率％ 混合碳四原料消耗 S&W LINDE
一、乙烯裂解工艺基本概况
装置原理图
裂解气压缩机碱洗
压 缩 NAP 加氢汽油 柴油 其它 乙 烯 装 置 裂 解 炉 深 冷 冷 分
酸性气体 H2
CH4
C2H4 C2H2 C2H6 C3H6 C3H8 MAPD 混合C4 裂解汽油
热 分
急 冷
裂解柴油 裂解重油
加 氢 装 置
C5 C6-C8 C9-200℃
四、林德、SW技术附件比较
工艺技术特点对比－裂解炉部分
专利商 裂解炉型 炉管排列 炉膛数量 辐射炉管长 辐射炉管尺寸 辐射炉管数? 急冷锅炉 炉管联接废锅 形式 裂解物在辐射 管内停留时间 林德（LINDE） PyroCrack1-1型 24－12（2－1） 2个 25米 入口：ID=51mm 出口：ID=73mm 96根 斯通－韦伯斯特（S&W） USC-176U型 U型，一进一出（变径） 2个 23米 入口：ID=45mm 出口：ID=51mm 176根 入口：ID=105mm 出口：ID=110mm 12根 12个双套管式(USX) USC-12M型
乙炔加氢系统
深冷分离
常规深冷分离
四、林德、SW技术附件比较
工艺技术特点对比－压缩分离部分
专利商 脱甲烷塔 林德（LINDE） 塔顶采用内回流方式，塔顶冷凝器、 回流罐与塔结合在一起。有深冷泵。 采用高低压前脱乙烷流程。高压塔顶 料进入碳二加氢，低压塔釜液送至脱 丙烷塔。 乙烯塔和乙烯制冷压缩机形成开始热 泵。没有中间再沸器。乙烯机用户采 用 U 形管釜式换热器。 斯通－韦伯斯特（S&W） 采用双塔脱甲烷技术， 约 40％的混合碳二 不经过脱乙烷塔直接进入乙烯精馏塔。没 有深冷泵。 部分顺序切割乙烷 乙烯塔和乙烯制冷压缩机形成开始热泵。 设有中间再沸器。乙烯机用户采用冷剂罐 与翅片式换热器组合方式。 高、 低压双塔脱丙烷， 约 50％的碳三在高 压塔随碳二以轻馏分进入碳二加氢及深 冷，50％的混合碳三在低压塔进入碳三加 氢。 中压压湿式氧化方法 （0.85～1.0MpaG）

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绝热式脱氢反应器有何特点 绝热式反应器优点是结构比较简单， 反应空间利用率高，不需耐热金属材 料，只需耐火砖就行了，检修方便， 基建投资低，其缺点是温度波动大， 操作不平稳，消耗大量的高温（约 983K）蒸汽并需要水蒸汽过热设备。
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绝热式脱氢反应工艺如何改进
绝热反应期一般只适应于反应热效应小，反应过程对温度 的不敏感及反应过程单程转化率较低的情况。为了克服单程转 化率的缺点，降低原料和能量的消耗，后来在乙苯脱氢的反应 器及生产工艺方面有了很多的改进的措施，效果较好。
粗苯乙烯的分离与精制流程设计
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外加热式列管反应器有何特点
这种反应器类似于管壳式换热器， 管内装催化剂，管间走载热体。为了 保证气流均匀地流过每根管子，催化 剂床层阻力必须相同，因此，均匀的 装填催化剂十分重要。管间载热体可 以冷却水、沸腾水、加压水、高沸点 有机溶剂 、熔盐、熔融金属等。 外加热式列管反应器优点是反应器纵向 温度较均匀，易于控制，不需要高温 过热蒸汽。蒸汽耗量低，能量消耗少。 其缺点在于需要特殊合金钢（如铜锰 合金），结构较复杂，检修不方便。
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参考文献：
刘振河化工生产技术【M】Page 7
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将几个单段绝热反器串联使用，在反应器间增加热炉。或 是采用多段间设有绝热装置，反应器的催化剂放置在各段 的隔板上，热量的导出或引入靠段间换热器来完成。段间换热 装置，可以装在反应器内，也可设在反应器外。加热用过热水 蒸气按反应需要分配在各段分别导入，多次补反应所需热量。 这样不仅降低了反应器初始原料的入口温度，也降低了反应器 物料进、出口气体的温差，转化率可提高到65%-70%，选择 性在92%左右。

乙烯生产技术及发展摘要:乙烯在生产过程中有多种生产方法，该文章主要针对机床，主要的乙烯制取技术进行了分析和探讨，其中包括催化裂解以及蒸汽裂解等方法，与此同时，还对近年来甲烷制乙烯以及原油直接制乙烯等多种技术进行了综述，在此基础上，指出了目前乙烯生产的多元化发展已经是大势所趋，随着我国轻烃的开发和应用，近几年来，轻烃裂解工艺将是国内乙烯生产的重要组成部分。

关键词：乙烯；生产技术；发展引言乙烯是石化工业中最基础的有机原材料，其下游产品有乙烯、氯乙烯等。

乙烯生产是一个国家石化工业发展的重要指标。

经过半个多世纪的发展，我国的乙烯产业正在从一个生产大国走向一个生产大国，成为继美国之后全球第二大乙烯生产国。

乙烯的生产不仅能够促进我国石化行业的良好发展，还能够推动我国整体实力的提升，对于社会的可持续发展来说也是至关重要的。

1主要工艺与发展1.1蒸气裂解法生产乙烯的方法管式炉蒸汽裂化是目前乙烯生产的主流技术，目前已有 KBR、 Linde、 CBI、Technip、 S& W等企业。

蒸汽裂解制乙烯的技术主要有：蒸汽裂解、气体分离等。

裂解炉是乙烯的重要组成部分，裂解原料包括乙烷、轻烃、柴油等。

为改善热裂化选择性，各大乙烯厂商及专利公司不断推出辐射段炉管结构，该结构在应用过程中具有高温并且停留时间短等的特点，多程炉管逐步发展成双程、单程炉管。

总而言之，管式加热炉的汽化技术已相当成熟，在今后的发展中，各种技术的发展趋势仍然是能耗低，并且投资成本比较低，在对原料进行选择时，要具备一定的适应性，在运行过程中要有具备较长的周期。

华东理工大学最近研制出一种具有遮挡式辐射段炉管的工业裂化炉，它包括对流段、辐射段与对流段相连的辐射段、辐射段垂直布置的多套辐射炉管、燃烧器和急冷锅炉。

辐射段炉管出口管采用进口管物理防护，与进口管相比，其直接辐射面积要小，有效地减小了排出管的传热，减小了管内的金属表面温度，减小了排出管的结焦率。