3.4 裂解气的预分馏及净化
3.4.1 裂解气预分馏的目的与任务
（1）经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。
（2）裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的进料负荷。
（3）在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水排放量。
（4）在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。通常，可由急冷油回收的热量发生稀释蒸汽，由急冷水回收的热量进行分离系统的工艺加热。
3.4.2 预分馏工艺过程概述
（1）轻烃裂解装置裂解气的预分馏过程
（2）馏分油裂解装置裂解气预分馏过程 馏分油裂解装置所得裂解气中含相当量的重质馏分，这些重质燃料油馏分与水混合后会因乳化而难于进行油水分离。因此，在馏分油裂解装置中，必须在冷却裂解气的过程中先将裂解气中的重质燃料油馏分分馏出来，分馏重质燃料油馏分之后的裂解气再进一步送至水洗塔冷却，并分馏其中的水和裂解汽油。
3.4.1
3.4.3 裂解汽油与裂解燃料油
（1）裂解汽油 烃类裂解副产的裂解汽油C5至沸点204OC以下的所有裂解副产物，也作为乙烯装置的副产品。裂解汽油经一段加氢可作为高辛烷值汽油组分。如需经芳烃抽提分离芳烃产品，则应进行两段加氢，脱出其中的硫，氮，并使烯烃全部饱和。
（2）裂解燃料油 烃类裂解副产的裂解燃料油是指沸点在200OC以上的重组分。其中沸程在200-360OC的馏分称为裂解轻质燃料油，相当于柴油馏分，但大部分为杂环芳烃，其中，烷基萘含量较高，可作为脱烷基制萘的原料，沸程在360OC以上的馏分称为裂解重质燃料油，相当于常压重油馏分。除作燃料外，由于裂解重质燃料油的灰分低，是生产碳黑的良好原料。
3.4.4 裂解气的净化
裂解气中含H2S、CO2、H2O、C2H2、CO等气体杂质，来源主要有三方面：一是原料中带来；二是裂解反应过程生成；三是裂解气处理过程引入。这些杂质的含量虽不大，但对深冷分离过程是有害的。而且这些杂质不脱除，进入乙烯，丙烯产品，使产品达不到规定的标准。尤其是生产聚合级乙烯、丙烯，其杂质含量的控制是很严格的，为了达到产品所要求的规格，必须脱除这些杂质，对裂解气进行净化。
3.4.4.1 酸性气体的脱除
（1）酸性气体杂质的来源和危害
3.4.2
第一，气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2；第二，液体裂解原料中所含的硫化物（如硫醇、硫醚、噻吩、硫茚等）在高温下与氢和水蒸气反应生成的CO2和H2S；第三，裂解原料烃和炉管中的结炭与水蒸气反应可CO和CO2；第四，当裂解炉中有氧进入时，氧与烃类反应生成CO2。另外，裂解气中含有的酸性气体对裂解气分离装置以及乙烯和丙烯衍生物加工装置都会有很大危害。对裂解气分离装置而言，CO2会在低温下结成干冰，造成深冷分离系统设备和管道堵塞，H2S将造成加氢脱炔催化剂和甲烷化催化剂中毒。对于下游加工装置而言，当氢气、乙烯、丙烯产品中的酸性气体含量不合格时，可使下游加工装置的聚合过程或催化反应过程的催化剂中毒，也可能严重影响产品质量。因此，在裂解气精馏分离之前，需将裂解气中的酸性气体脱除干净。
（2）碱洗法脱除酸性气体
碱洗法是用NaOH为吸收剂，通过化学吸收使NaOH与裂解气中的酸性气体发生化学反应，以达到脱除酸性气体的目的。
由于H2S和NaOH的反应速度比CO2和NaOH的反应速度快的多，因此在碱洗过程设计中酸性气体的总含量（CO2和H2S）以CO2计，并按CO2的吸收速度进行设计。
（3）乙醇胺法脱除酸性气
用乙醇胺做吸收剂除去裂解气中的CO2和H2S，是一种物理吸收和化学吸收相结合的方法，所用的吸收剂主要是一乙醇胺（MEA）和二乙醇胺（DEA）。
（4）醇胺法与碱洗法的比较
3.4.3
醇胺法与碱洗法相比，其主要优点是吸收剂可再生循环使用，当酸性气含量高时，从吸收液的消耗和废水处理量来看，醇胺法明显优于碱洗法。
醇胺法与碱洗法比较如下：
醇胺法对酸性气杂质的吸收不如碱洗彻底。醇胺虽可再生循环使用，但由于挥发和降解，仍有一定损耗。醇胺水溶液呈碱性，但当有酸性气体存在时，溶液pH值急剧下降，从而对碳钢设备产生腐蚀。
醇胺溶液可吸收丁二烯和其他双烯烃，吸收双烯烃的吸收剂在高温下再生时易生成聚合物，由此既造成系统结垢，又损失了丁二烯。
3.4.4.2 脱水
裂解气经预分馏处理后进入裂解气压缩机，在压缩机入口裂解气中的水分为入口温度和压力条件下的饱和水含量。这些水带入低温分离系统会造成设备和管道的堵塞，除水分在低温下结冰造成冻堵外，在加压和低温条件下，水分尚可与烃类生成白色结晶的水合物，这些水合物也会在设备和管道内积累而造成堵塞现象，因而需要进行干燥脱水处理。为避免低温系统冻堵，通常要求将裂解气中水含量（质量分数）降至1*10-6以下，即进入低温分离系统的裂解气露点在-70OC以下。
吸附干燥 裂解气中的水含量不高，但要求脱水后物料的干燥度很高，因而，均采用吸附法进行干燥。
3.4.4
3A分子筛是离子型极性吸附剂，对极性分子特别是水有极大的亲和性，易于吸附；而对H2、CH4
和C3以上烃类均不易吸附。因而，用于裂解气和烃类干燥时，不仅烃的损失少，也可减少高温再生时形成聚合物或结焦而使吸附剂性能劣化。目前，裂解气干燥脱水均采用3A分子筛，一般设置两个干燥剂罐，轮流进行干燥和再生，经干燥后裂解气露点低于-70OC。
3.4.4.3 炔烃脱除
1、炔烃来源、危害及处理方法
在裂解气分离过程中，裂解气中的乙炔将富集于C2馏分中，甲基乙炔和丙二烯（简称MAPD）将富集于C3馏分。
乙烯和丙烯产品中所含炔烃对乙烯和丙烯衍生物生产过程带来麻烦。它们可能影响催化剂寿命，恶化产品质量，形成不安全因素，产生不希望的副产品，
乙烯生产中常采用脱除乙炔的方法是溶剂吸收法和催化加氢法。溶剂吸收法是使用溶剂吸收裂解气中的乙炔以达到净化目的，同时也回收一定量的乙炔。催化加氢法是将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此达到脱除乙炔的目的。溶剂吸收法和催化加氢法各有优缺点。目前，在不需要回收乙炔时，一般采用催化加氢法。当需要回收乙炔时，则采用溶剂吸收法。
2、催化加氢脱炔
（1）炔烃的催化加氢
3.4.5
当反应温度升高到一定程度时，乙炔加氢转化为乙烷的反应比乙炔加氢转化为乙烯的反应更为可能，而乙炔加氢转化为乙烷的反应速度比乙炔加氢转化为乙烯的反应速度快10~100倍。因此，在乙炔催化加氢过程中，催化剂的选择性将是影响加氢脱炔效果的重要指标。
（2）前加氢和后加氢
前加氢是在裂解气中氢气未分离出来之前，利用裂解气中的氢对炔烃进行选择性加氢，以脱除其中炔烃。所以，又称为自给氢催化加氢过程。
后加氢过程是指裂解气分离出C2馏分和C3馏分后，再分别对C2和C3馏分进行催化加氢，以脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯。
前加氢利用裂解气中含有的氢进行加氢反应，流程简化，节省投资，但它的最大缺陷是操作稳定性差。后加氢过程所需氢气是根据炔烃含量定量供给，温度较易控制，不易发生飞温的问题，目前工业中以采用后加氢为主。
（3）氢工艺流程
（4）溶剂吸收法脱除乙炔
溶剂吸收法使用选择性溶剂将C2馏分中的少量乙炔选择性的吸收到溶剂中，从而实现脱除乙炔的方法。使用选择性吸收乙炔的溶剂，可以在一定条件下再把乙炔解吸出来，且溶剂吸收法脱除乙炔的同时，可回收到高纯度的乙炔。
3.4.6
选择性溶剂应对乙炔有较高的溶解度，而对其他组分溶解度较低，常用的溶剂有二甲基甲酰胺（DMF），N-甲基吡咯烷酮（NMP）和丙酮。除溶剂吸收能力和选择性外，溶剂的沸点和熔点也是选择溶剂的重要指标。低沸点溶剂较易解吸，但损耗大，且易污染产品。高沸点溶剂解吸时需低压高温条件，但溶剂损耗小，且可获得较高纯度的产品。
3.4.7
