乙烯装置是石油化工的龙头装置，也是一个国家石油化工工业发展的标志，国际上衡量石油化工发展程度均是按照乙烯装置的生产能力来计，可见乙烯装置的重要性。2004年世界主要乙烯生产国的乙烯生产能力分别为美国2832.3万吨，日本750.7万吨，韩国545万吨，中国533.8万吨。中国已进入乙烯生产大国，但乙烯生产的专利均是国外公司所有，国内鲜有新的乙烯生产工艺的开发研究，这一现状和我国进入乙烯大国又极其不相称，因而发展自己的乙烯技术十分必要。 乙烯装置的脱甲烷系统在整个系统中的作用是将甲烷和氢气同乙烯及其他重组分分离开。系统整体上可分为两部分，裂解气的预冷部分及脱甲烷塔部分。要实现关键组分甲烷和乙烯的分离，系统必须在高压(最高至3.5Mpa)及低温(最低至-170℃下操作。因而，脱甲烷系统是个能量非常密集的过程，对脱甲烷系统流程的改进有着非常重要的现实意义。 根据脱甲烷塔操作压力的不同，现行的脱甲烷系统有高压(塔压为3Mpa左右)脱甲烷系统和低压(塔压为0.6Mpa左右)脱甲烷系统之分。本文对现今广泛运行于世界各地的Lummus低压脱甲烷系统进行了详细的流程分析，对其脱甲烷塔及整个系统应用著名的流程模拟软件ASPEN PLUS进行了严格的模拟计算。在深刻理解原流程的基础上，应用模拟软件开发出了新的省能的脱甲烷系统。 新系统在流程中引入膨胀机，有效的避免了气体节流的能量损失；调整、优化了原有的工艺参数，减少了直接节流到塔压的裂解气量；对系统换热网络重新进行了匹配，更加合理利用了各股物料的冷量，使脱甲烷塔回流比、甲烷压缩机负荷以及乙烯冷剂消耗均有所降低。新系统的创新点如下：◆乙烯损失降低。主要产品脱甲烷塔釜液中的甲烷浓度和原系统相同，为0.006，产品质量合格的情况下，乙烯含量由0.5929增至0.5934，相当于年增产乙烯869吨。◆新系统能耗降低。简单计算，不考虑冷剂的品位高低，取各项能耗的代数和，对于30万吨乙烯装置原系统和新系统能耗分别为3463和2086kw·h，新系统总计节省能耗1377kw·h，节能效果明显。◆脱甲烷塔回流比降低。脱甲烷塔采用-135℃品位最高的冷剂，耗能极大。新系统脱甲烷塔的回流量由原系统的137.5kgmol/hr降至87.1kgmol/hr。回流比从0.114下降到0.0934。◆甲烷压缩机功率降低。新系统进入甲烷压缩机的甲烷流量由原系统的283.8mol/hr降为177.1mol/hr，甲烷压缩机的功率由750kw降至504kw。◆减少直接节流到塔压的物料量。新系统直接节流到塔压的物料量为2601 kgmol/h，而原系统为3273 kgmol/h，故新系统减少了672 kgmol/h高压气体的节流损失。增加了通过膨胀机回收能量的物料量。◆可进一步利用的低温冷量。新系统出料富氢和高压甲烷的温度都在-95℃以下，相对于原系统的-75℃，仍有一定的低温利用空间。 由于简单的能耗代数和计算不能反应能量品位的高低，不能说明系统热力学可逆程度，本文还对新系统和原系统作了有效能对比分析。新系统和原系统的总有效能效率分别为66.79％和62.09％，新系统较原系统提高了4.7％，这说明新系统在能量的利用上要优于原系统，系统的热力学完善程度得到了较大提升。