乙烷原料制乙烯分离流程乙烷塔模拟研究

于晨

（惠生工程（中国）有限公司北京设计中心，北京 100102）

1 概述

乙烯作为重要的石油化学工业基础原料，天然气加工过程中得到的碳二以上烷烃及原油加工中得到的石脑油、柴油、加氢裂化尾油等都是乙烯生产的良好原料。其中轻质烷烃由于乙烯收率高，同乙烯产量原料消耗少、副产品少、投资低、能耗低，被认为是最理想的乙烯裂解原料。[1]

自2000 年，美国的页岩气开发飞速发展。我国页岩气储量也十分丰富，且我国页岩气开发大幕也已经拉开。页岩气中分离出的乙烷是优质的乙烯裂解原料，因此，页岩气开发的蓬勃发展将为乙烯工业提供大量廉价优质的裂解原料。[2，3]

乙烯装置的分离流程可分为顺序分离流程、前脱乙烷流程和前脱丙烷流程。一般观点认为前脱丙烷流程和顺序分离流程适用于裂解原料较重的乙烯装置，而前脱乙烷装置适用于裂解原料较轻的乙烯装置。[4]

前脱乙烷技术是指对裂解气物流进行精馏分离的第一顺序塔为脱乙烷塔，首先将裂解气中C2 及更轻的组分与C3 及更重的组分分离。为解决低压塔，塔顶温度低，对冷剂级别要求高；高压塔塔釜温度高易结焦的矛盾，工业上乙烯装置第一顺序塔常采用双塔分离流程。[5]但以乙烷为原料得到的裂解气中，由于C3 及以上的组分含量过小(5.44wt%)，低压塔进料量过小。本文将对100 万吨/年乙烷裂解制乙烯装置，双塔脱乙烷流程及单塔脱乙烷流程进行模拟对比。

2 流程描述

2.1 双塔脱乙烷流程

双塔脱乙烷流程见图1。……