工业上广泛采用的深冷分离方法有低压法和高压法两种。前者脱甲烷塔在 0.6~0.7MPa的低压下操作,后者脱甲烷塔在约3.0MPa下操作。低压法的特点是在低压下甲烷与乙烯的相对挥发度增大。这在提馏段要求釜液甲烷含量低时更显得重要。另外,利用分氢过程冷凝的重组分由高压节流至低压脱甲烷塔时,能够蒸发部分甲烷并使液体降温,因此可降低该塔的回流比,从而节省能量。但塔顶温度低至-130℃,需用甲烷-乙烯-丙烯三级制冷,使系统复杂化,低温钢材用量也相应增多。高压法的脱甲烷塔塔顶温度为-96℃,只需用乙烯作制冷剂,制冷系统简单,低温钢材用量少;其缺点是压力增加,相对挥发度减小,不利于组分分离,需加大塔的回流比,能耗增大。
以轻柴油为裂解原料的裂解气高压法顺序分离流程(见图)为例,分离步骤是:①裂解气经冷却预分馏除去重组分后,进入五段的透平压缩机。压缩后的气体,进入装填分子筛的干燥器中,干燥后的气体同各种冷物料、丙烯制冷剂和乙烯制冷剂进行热交换。冷凝的液态烃根据轻重分别进入脱甲烷塔塔板相应的位置,即多股进料。未冷凝的富氢气体可作为乙炔加氢的氢气来源,或进一步用变压吸附法提高浓度以得到产品氢气。②脱甲烷塔顶操作压力3.4MPa、温度-96℃,用蒸发-101℃乙烯冷却,塔釜用冷凝气相丙烯再沸。③脱甲烷塔釜液流入脱乙烷塔,此塔顶部分出的乙烯-乙烷馏分与氢混合后进入乙炔转化塔脱炔,用氧化铝载体上的钯催化剂,使乙炔转化为乙烯或乙烷,残存乙烃仅1~2ppm。加氢后的气体脱除加氢过程所生成的少量聚合物(绿油)后,进入乙烯精馏塔。产品乙烯从塔顶第 8块侧线抽出;塔顶排出因加氢带入的甲烷,并返回压缩机三段以回收其中伴随的乙烯;塔底的乙烷则作为裂解原料送入裂解炉。④脱乙烷塔的釜液进入脱丙烷塔,釜温达109℃,在此温度下,双烯烃有聚合的倾向。故另有备用再沸器以便定期切换及清理。塔顶C3馏分含丙烯约90%,进行加氢除去甲基乙炔与丙二烯后,可作为化学级丙烯产品。为了获得聚合级产品,则要用精馏法除去少量C2,再进入丙烯精馏塔,分离丙烷。⑤脱丙烷塔底物料送入脱于烷塔,塔顶馏出的碳四馏分可作商品出售或用于抽提丁二烯与丁烯。塔底得到碳五以上裂解汽油。