裂解氣主要指烴類裂解所生成的氣體混合物，這種混合物中含有氫氣和多種烴類，并有少量硫化物和碳的氧化物等雜質(zhì)，經(jīng)過分離提純，可得到各種有機(jī)化工原料。分離過程是利用相平衡原理使進(jìn)入分離器（塔）的物料在熱量平衡和物料平衡的綜合效果下，產(chǎn)生新的汽、液相組成。經(jīng)過多次重復(fù)操作可將某一組分(或餾分)提濃。因此，裂解氣分離過程實(shí)際上是多級(jí)相平衡過程。
裂解氣分離過程可利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，隨著軟、硬件的迅速發(fā)展，使復(fù)雜的多級(jí)相平衡得以采用嚴(yán)格的逐板計(jì)算，或流程模擬。因此，已有可能準(zhǔn)確地預(yù)計(jì)這些過程。
分離方法 　有裂解氣深冷分離和裂解氣油吸收分離。前者是在-100℃甚至更低的溫度下，使氫氣和甲烷與其他烴類分離。后者是向脫甲烷塔加入較重的烴類作為吸收劑,以降低混合物的蒸氣壓，相應(yīng)地提高分離溫度,使制冷等級(jí)和材料選擇等方面都可以降低要求。但是，由于增加了大量的吸收劑，使設(shè)備的鋼材總量、過程的總能耗均相應(yīng)增加。20世紀(jì)40年代后期至50年代初期多采用油吸收法建廠。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)產(chǎn)品純度的要求提高，油吸收法很快被深冷法所取代。
基本過程 　無論是深冷分離法或是油吸收分離法，都包括以下幾個(gè)基本過程：
壓縮 　為了使裂解氣不在過低的溫度下發(fā)生部分液化,必須加壓。過高的壓力會(huì)增大分離的難度,當(dāng)達(dá)到混合物的臨界壓力時(shí)（見p－V－T關(guān)系）則無法分離，普遍采用的是五段透平式壓縮機(jī)，使壓力增加至3.5MPa左右。一套能力為年產(chǎn) 450kt乙烯的裝置，壓縮需耗用功率2600～3300kW。
干燥 　水分在加壓、低溫下，能與烴類生成固體水合物，而堵塞閥門和管路，應(yīng)在裂解氣冷卻之前用干燥劑除去,使露點(diǎn)達(dá)到-65℃以下。所剩余的水分則溶于液相烴類，即使在更低的溫度下，也不至于析出。干燥劑普遍采用分子篩（過去常用活性氧化鋁）。
凈化 　二氧化碳和低于 0.1%（體積）的硫化氫等酸性氣體,在壓縮機(jī)三四段之間，被8%的熱堿液循環(huán)吸收而洗掉。若硫含量介于0.1%～0.5%，則先用一乙醇胺溶液除去90%的酸性氣體，所余部分再用堿洗。若硫含量大于0.5%,則先回收硫磺較為經(jīng)濟(jì)。一氧化碳的脫除一般采用甲烷化法。
除炔烴 　同碳數(shù)的炔烴與烯烴不能用普通的精餾方法分離。在精餾分離前，可先用丙酮或二甲基甲酰胺，Ν－甲基吡咯烷酮等溶劑將炔烴（主要是乙炔）選擇吸收。但目前絕大部分生產(chǎn)裝置是采用催化加氫的方法，將炔烴轉(zhuǎn)化為同碳數(shù)的烯烴或烷烴。加氫普遍使用固定床反應(yīng)器和鈀催化劑（見金屬催化劑），所需的氫氣取自本裝置中甲烷化后的氫-甲烷混合氣體。
烴分離 　裂解氣在7～8個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)的精餾塔中，根據(jù)沸點(diǎn)的不同，在加壓下最終分離出氫－甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、碳四餾分、碳五餾分和裂解汽油等產(chǎn)品。分離程序視分離流程的不同而異。精餾塔的壓力是可選擇的，混合物的泡點(diǎn)隨壓力的增加而升高，增大壓力，可使塔頂冷卻費(fèi)用降低，塔的單位截面積處理量增大；但相對(duì)揮發(fā)度隨之減小，從而導(dǎo)致回流比的增大；同時(shí)，會(huì)因塔釜溫度升高而可能生成聚合物。
甲烷與乙烯的分離就沸點(diǎn)而論并不困難。但由于含有大量的氫而不得不采取低溫，致使這里成為消耗能量最大的部分。聚合級(jí)的乙烯純度要求極高，且由于催化加氫帶入甲烷，需要第二次脫除。另外，乙烯與乙烷的分離、丙烯與丙烷的分離也是十分重要的，因?yàn)樗鼈兊南鄬?duì)揮發(fā)度都相當(dāng)小,分離時(shí)回流比大(前者為3.5～4.5，后者高達(dá)20)，分離效果直接影響最終產(chǎn)品的純度。
制冷 　年產(chǎn) 450kt乙烯的深冷分離裝置制冷總動(dòng)力消耗為30000～40000kW，可見制冷系統(tǒng)在深冷分離過程中的重要性。目前廣泛采用以丙烯、乙烯為制冷劑串級(jí)制冷(見彩圖)。高于－40℃用蒸發(fā)液體丙烯來冷卻，乙烯制冷劑則最低可用于-100℃。為了減小冷卻溫差，每種制冷劑各分三四段壓力下蒸發(fā)。蒸發(fā)后的氣體進(jìn)入透平壓縮機(jī)相應(yīng)的段間進(jìn)行壓縮。丙烯最終以水冷卻，乙烯則用蒸發(fā)丙烯來冷卻，兩者都是液化后循環(huán)使用。

標(biāo)簽：烯烴解氣分離