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化工进展
2002年第21卷第10期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPR0GRESS·763·

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乙烯装置深冷分离系统的优化和改进

吴兴松王振维
(中国石化工程建设公司，北京，100101)

摘要针对传统乙烯装置深冷分离系统存在能耗高、乙烯损失大的缺点，提出了新的深冷分离流程，增加了
碳三和碳二洗涤塔，起到了降低能耗、减少乙烯损失的作用，并在此基础上开发了低能耗乙烯技术。
关键词乙烯，分离，深冷系统
中图分类号TQ202；TO221．211文献标识码A文章编号1000—6613(2002)10—0763—03

乙烯装置对含有氢气、甲烷、碳二、碳三和碳量增多，使冷量后移，即导致更低温的冷剂消耗量
四的轻烃混合物均是采用压缩和深度冷却方法进行增加，所以达不到节能的目的_3J。前脱丙烷前加氢
分离的。对于不同的乙烯流程，深冷分离方法稍有分离流程能耗虽然比以上两种流程较低，但流程也
不同。本文对目前所采用的轻烃分离方法的特点进有一定的缺陷。
行了简要介绍，指出其存在的缺点和不足，并对其
2改进的深冷分离流程及其优点
进行了优化和改进，提出了新的深冷分离工艺流
程，取得了满意的结果。针对常规的深冷分离流程存在着能耗高、乙烯
1常规的深冷分离系统工艺流程及存损失大的特点，本文根据分配分离的原理提出了新
的深冷分离流程。该流程不仅适合于顺序分离流
在的l趑程，也适合于前脱丙烷前加氢流程，见图1E4,5I。
乙烯装置有多种工艺流程』，包括顺序流2．1改进的深冷分离流程和常规流程的区别
程、前脱乙烷流程和前脱丙烷流程等，不同的工艺2．1．1增设碳三洗涤塔
流程其深冷分离系统稍有不同。顺序分离流程通常在常规的流程中，脱甲烷塔的进料来自于进料
是首先将原料气压缩至3．4～3．9MPa，然后气相分离罐分出的液相，其中含有氢气、碳一、碳二和
逐级冷却和闪蒸，最后冷却至一163～一169℃，碳三或者更重组分。而在改进的深冷流程中，碳三
在氢气罐中分离出氢气和富甲烷气，各闪蒸罐的液洗涤塔中的气相经回流罐的液体洗涤后，塔顶气相
相进入脱甲烷塔后逐步分离。对于其他流程分离方只含碳二和更轻组分，这样脱甲烷塔的上部三股进
法基本也类似，前脱乙烷流程是将裂解气中的碳二料中就不含碳三及更重组分。
及更轻的组分与碳三进行分离；前脱丙烷流程是将2．1．2增设碳二洗涤塔
裂解气中的碳三及更轻的组分与碳四进行分离，然在常规的流程中，被冷却到一130℃左右的裂
后采用与顺序分离流程类似的方法对分离出的轻烃解气进入氢气分离系统，其中绝大部分为氢气和甲
进行深冷。烷，当然也带走少量的乙烯。改进的深冷系统在氢
对于乙烯装置顺序流程工艺，其深冷分离方法分系统前增加一个碳二洗涤塔，采用碳二洗涤塔回
能耗较高且乙烯回收率较低。其原因主要有以下几流罐的液相进行回流洗涤，可以达到以下效果：
方面：为了将物料冷却到所需要的温度，常自脱甲(1)进入碳二洗涤塔的温度可以只降低到一110℃
烷塔回流罐引出一股液相甲烷进行节流，为系统提左右，不必像以前的温度那样低(一130℃)，所
供冷量，增加了低温乙烯冷剂的负荷，也损失一些以冷凝的轻组分减少，降低了进入脱甲烷塔的液量；
乙烯；由于闪蒸罐的液相都进入脱甲烷塔，脱甲烷
塔负荷大；氢气罐和脱甲烷塔损失一定量的乙烯。
收稿日期2002—07—10。
前脱乙烷流程深冷分离方法虽然降低了脱甲烷第一作者简介吴兴松(1972一)．男，硕士．工程师。电话010—
塔下部的负荷，但由于脱乙烷塔使进入冷箱的碳二64962266—6052。

·764·化工进展2002年第21卷

图1改进的深冷分离系统流程图
l一分离罐；2一冷凝器a；3一碳三洗涤塔；4一预脱甲烷塔；5一碳三洗涤塔回流冷凝器；6一碳三洗涤塔回流罐；7一冷凝器b；
8一甲烷压缩机；9一进料分离罐b；lO一冷凝器c；l1一进料分离罐c；l2一碳二洗涤塔；13一脱甲烷塔；l4一碳二洗涤塔回流罐；
15一甲烷膨胀机；16一氢气分离罐；17一脱乙烷塔；18一碳-；bn氢；19—碳-1Jn氢；2O一乙烯塔

(2)尽管进入氢气系统的流量增加，但乙烯的含量有的碳二和甲烷不进入冷箱，也减少了冷箱的负
大幅度降低，乙烯损失减少；(3)碳二洗涤塔的结荷，由此冷箱进料中碳三、碳二和碳一脱除的比率
构简单，可以采用板式塔和填料塔，由于该塔不分别为100％、55％-89％和10％～27％；(3)甲
高，所以碳二洗涤塔回流罐可以置于碳二洗涤塔的烷膨胀机对脱甲烷塔顶的甲烷进行膨胀制冷可为冷
顶部，这样可以节省一台泵设备，也可以设置洗涤箱换热器提供足够的冷量，所以不需要从脱甲烷塔
液泵。抽出液相甲烷为冷箱提供冷量，减少了脱甲烷塔冷
2．1．3预脱甲烷塔及下游系统的改