乙烯丙烯精馏塔设计
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第四节 裂解气深冷分离流程
一、深冷分离流程
二、脱甲烷塔及操作条件
三、乙烯塔和丙烯塔
(一)乙烯塔
C2馏分经过加氢脱炔之后，进入乙烯塔进行精馏，塔顶得到乙烯产品，塔底产品为乙烷。 乙烯塔的重要性：乙烯的纯度要求要达到聚合级，冷量消耗大，乙烯塔在深冷分离装
置中是一个比较关键的塔。(乙烯塔是出乙烯产品的精馏塔)
1.操作条件
表1-33 乙烯塔操作条件
厂别 塔径 实际塔板数 塔压MPa 温度 回流比 精馏段 提馏段 合计 塔顶 塔釜
L 1300 41 29 70 0.57 -70 -49 2.4
B 3400 90 29 119 1.9 -32 -8 4.5
S 2300 79 30 109 2.0 -29 -5 4.7
Y 1800 84 32 116 1.9 -30 -7 4.65
表1-33(P76)是乙烯塔的操作条件。
从表中可以看出，乙烯塔的操作条件大体上可以分成两类：
一类是低压法，塔的操作温度比较低；
另一类是高压法，塔的操作温度比较高。
从图1-38(P77)可以看出：
随着操作压力的增加，乙烯和乙烷的相对挥发度将减小；
随着操作温度的增加，乙烯和乙烷的相对挥发度也减小。
由此可见，操作压力对相对挥发度有较大的影响，一般可以采取降低操作压力的
办法来增大相对挥发度，从而使精馏塔的塔板数和回流比降低。见图1-39。
操作压力降低以后，精馏塔的操作温度也降低，因而需要制冷剂的温度级位低，
对精馏塔的材质有比较高的要求，从这些方面来看，操作压力低是不利的，还是高一些好。
操作压力的选择还要考虑乙烯的输送压力。此外，压力的确定还要与整个流程相
适应。
综上所述，乙烯塔操作压力的确定可有下列因素来决定：制冷的能量消耗、设备投资、产品乙烯的输送压力以及脱甲烷塔的操作压力等因素来决定的。
2.乙烯塔的改进
由图1-40（P77）可以看出，精馏段靠近塔顶的塔板温度变化很小，而在提馏段各塔板的温度变化较大。因此乙烯塔要求精馏段塔板数比较多，回流比也比较大。
乙烯塔的精馏段要求有较大的回流比，但是提馏段要求的回流比不大。
因此，近年来采用中间再沸器（或理解成中间换热器、中间加热器）的办法来回收冷量。这种方法可以节省冷量约17%（占整个乙烯塔冷量的17%）。
这是乙烯塔的一个改进。见图1-41(P78)。
例如，乙烯塔的操作压力为1.9MPa，塔底温度为-5℃，可以用丙烯蒸汽作为再沸器的热源，这样即可以将丙烯蒸汽冷凝成为丙烯液体，又可以回收了塔底的冷量。
中间再沸器引出物料的温度可达到-23摄氏度，用它可以冷却分离装置中的一些物料，
相当于回收了-23摄氏度温度级的冷量。
乙烯进料中经常含有少量甲烷，经常在进入乙烯塔之前要进入设置的第二脱甲烷
塔，脱去甲烷。如果在乙烯塔的塔顶脱甲烷可以借用乙烯塔的大量回流，这种方法比设置第
二脱甲烷塔还要有利得多。
带有中间再沸器和侧线出产品的乙烯塔示意图见图1-41。
(二)丙烯塔
丙烯和丙烷馏分的分离是在丙烯塔中完成的，塔顶得到丙烯产品，塔底得到丙烷馏分。
由于丙烯和丙烷的相对挥发度非常小，丙烯塔在整个分离过程中塔板数最多、回流比
最大。 由于丙烯塔的操作压力不同，精馏塔的操作条件也有比较大的出入。表1-34是丙烯塔
的操作条件。
表1-34 丙烯塔的操作条件
厂
别 塔径 实际塔板数 塔压
MPa 温度
回流比 精馏段 提馏段 合计 塔顶 塔釜
L 1600 62 38 100 1.15 23 25 15
B 4500 93 72 165 1.75 41 50 14.5
