裂解氣深冷分離

工業上廣泛採用的深冷分離方法有低壓法和高壓法兩種。前者脱甲烷塔在 0.6～0.7MPa的低壓下操作，後者脱甲烷塔在約3.0MPa下操作。低壓法的特點是在低壓下甲烷與乙烯的相對揮發度增大。這在提餾段要求釜液甲烷含量低時更顯得重要。另外，利用分氫過程冷凝的重組分由高壓節流至低壓脱甲烷塔時，能夠蒸發部分甲烷並使液體降温，因此可降低該塔的迴流比，從而節省能量。但塔頂温度低至-130℃，需用甲烷－乙烯-丙烯三級製冷,使系統複雜化，低温鋼材用量也相應增多。高壓法的脱甲烷塔塔頂温度為-96℃,只需用乙烯作製冷劑，製冷系統簡單，低温鋼材用量少；其缺點是壓力增加，相對揮發度減小，不利於組分分離，需加大塔的迴流比，能耗增大。

以輕柴油為裂解原料的裂解氣高壓法順序分離流程（見圖）為例，分離步驟是：①裂解氣經冷卻預分餾除去重組分後，進入五段的透平壓縮機。壓縮後的氣體，進入裝填分子篩的乾燥器中，乾燥後的氣體同各種冷物料、丙烯製冷劑和乙烯製冷劑進行熱交換。冷凝的液態烴根據輕重分別進入脱甲烷塔塔板相應的位置，即多股進料。未冷凝的富氫氣體可作為乙炔加氫的氫氣來源，或進一步用變壓吸附法提高濃度以得到產品氫氣。②脱甲烷塔頂操作壓力3.4MPa、温度－96℃，用蒸發-101℃乙烯冷卻，塔釜用冷凝氣相丙烯再沸。③脱甲烷塔釜液流入脱乙烷塔,此塔頂部分出的乙烯-乙烷餾分與氫混合後進入乙炔轉化塔脱炔，用氧化鋁載體上的鈀催化劑，使乙炔轉化為乙烯或乙烷,殘存乙烴僅1～2ppm。加氫後的氣體脱除加氫過程所生成的少量聚合物(綠油)後，進入乙烯精餾塔。產品乙烯從塔頂第 8塊側線抽出；塔頂排出因加氫帶入的甲烷，並返回壓縮機三段以回收其中伴隨的乙烯；塔底的乙烷則作為裂解原料送入裂解爐。④脱乙烷塔的釜液進入脱丙烷塔,釜温達109℃,在此温度下,雙烯烴有聚合的傾向。故另有備用再沸器以便定期切換及清理。塔頂C3餾分含丙烯約90%,進行加氫除去甲基乙炔與丙二烯後，可作為化學級丙烯產品。為了獲得聚合級產品,則要用精餾法除去少量C2，再進入丙烯精餾塔,分離丙烷。⑤脱丙烷塔底物料送入脱於烷塔，塔頂餾出的碳四餾分可作商品出售或用於抽提丁二烯與丁烯。塔底得到碳五以上裂解汽油。

裂解氣各組分分離的先後，在不違反其組分沸點的順序下，是可以採用多種排列的方法分離的，在工業上普遍採用的是以碳原子數由少到多依次分離的順序流程。此外，還有將裂解氣先分為氫氣-甲烷-C2烴和其他重組分兩部分，然後再逐個分離，這是前脱乙烷流程。也有用先分出氫氣和C1～C3烴的前脱丙烷流程。後兩個流程的乙炔催化加氫通常在脱甲烷之前進行，故亦稱前加氫流程。這時可以利用裂解氣中本身所含的氫而無需另行補充。但裂解氣中因有大量過剩的氫，反應難以控制，難免有少量的乙烯也被加氫而變成乙烷。此外，前加氫流程在脱乙烷（或脱丙烷）時，由於含有大量的輕組分，塔頂温度較低，因而比在順序流程中相應部分所消耗的能量高10%～15%。如果採用後加氫流程則可嚴格控制氫炔之比，使乙炔轉為乙烯，乙烯總量因而略增加。