Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 60. Термокомпрессор.
Вода
Как показывают теория и предварительные эксперименты, действительный к. п. д. и степень повышения давления в термокомпрессоре PnJP1 невелики. Отношение Pjy/Pj не превышает 1,2—1,6 для начальной температуры 850—1000° С. Эта цифра нуждается в подробной экспериментальной проверке в условиях работы на газах пиролиза, так как эксперименты проводились на воздухе при температурах, не превышающих 550° С. Термодинамический предел степени повышения давления для температур 700—1000° С (без учета потерь на трение, удар и испарение) весьма значительный. Время охлаждения («закалки») в таком устройстве составляет 10—" 10~3 сек.
Даже при степени повышения давления, равной 1,2—1,6, термокомпрессор можно эффективно использовать на установках пиролиза в качестве закалочного устройства. При этом пиролизный реактор может работать под давлением 0,55—0,7 ата, а па выходе из закалочного устройства будет поддерживаться атмосферное давление. Работа же под вакуумом, как известно, всегда благотворно сказывается на технологических показателях процесса пиролиза. Использовать в качестве закалочного устройства газотурбпы-- ный агрегат значительно эффективнее, чем термокомпрессор. При применении газотурбинного агрегата время закалки меньше, используется значительно большее количество энергии. Однако преимуществом термокомпрессора является конструктивная простота устройства.
ГЛАВА IV
ВЫДЕЛЕНИЕ ЭТИЛЕНА
В промышленности получили распространение следующие методы разделения этиленсодержащих газов: низкотемпературная ректификация, абсорбция, адсорбция. Кроме того, для извлечения этилена из смесей углеводородных газов с другими компонентами нашла некоторое применение хемосорбция.
Целевым продуктом этиленовых установок является этилен, а иногда этилен и пропилен, этилен и ацетилен, этилен и бензол. Требуемая степень чистоты конечных продуктов зависит от того, для какой последующей обработки предназначается данный продукт.
Получение этилена заданной чистоты независимо от состава исходного газа и применяемых методов разделения состоит из еле-" дующих процессов:
1) процесса подготовки газа к разделению, включающего сжатие, очистку и осушку исходного газа;
2) процесса извлечения (концентрирования) целевого компонента из исходной смеси;
3) процесса фракционирования, полученного при извлечении концентрата.
Применяемые в промышленности методы разделения отличаются главным образом технологией процесса извлечения. Подготовка пирогаза к разделению осуществляется в основном одними и теми же методами, но несколько изменяется в зависимости от метода получения исходного газа, его состава, метода извлечения и состава конечного продукта. Фракционирование всегда проводят методом ректификации независимо от метода извлечения. Поэтому установки разделения углеводородных газов классифицируются по методам, которыми осуществляется процесс извлечения.
Подготовка газа, извлечение и фракционирование этилена являются процессами, на осуществление которых на заводах по производству этилена требуется до 80% капиталовложений и до 70% эксплуатационных расходов. Поэтому выбор метода разделения, схемы и оборудования систем газоразделения является очень важным при проектировании этиленового завода.
Наиболее распространенными методами разделения пирогазов с целью выделения этилена являются методы низкотемпературной ректификации и абсорбционно-ректификационный.
Этилен можно выделить также адсорбцией, так как активированный уголь, спликагель и другие адсорбенты имеют различные значения коэффициентов адсорбции по отношению к отдельным компонентам исходного газа. Процессы адсорбции применяют главным образом для удаления следов компонентов; они мало экономичны для выделения значительных количеств компонента из смеси.
Для получения чистого продукта необходимо многократное повторение операции разделения, потому что этилен ни при конденсации, ни при абсорбции или адсорбции не переходит один в жидкую фазу или адсорбент, а также не остается один в газовой фазе. Сначала всегда получают концентрированную смесь, которую в дальнейшем подвергают фракционировке.
Переработке подвергают газы с содержанием этилена не менее 10%. При более низкой концентрации этилена (например, коксовый газ) применяют переработку газа без выделения этилена из смеси либо проводят предварительную обработку газа с целью его обогащения абсорбционным, адсорбционным или низкотемпературным методами.
Следует отметить, что составы газов, являющихся сырьем для получения этилена, чрезвычайно разнообразны; правда, в большинстве случаев они содержат одни и те же компоненты: водород, легкие углеводороды от Ci до Cs, иногда бензол, а также инертные газы N2, СОг, СО, но концентрация этих компонентов может изменяться в довольно широких пределах.
Общепринятой схемы процесса выделения этилена из этилен-содержащих газов не существует. Для каждого состава исходного газа при заданной чистоте конечного продукта принципиально должна быть создана своя оптимальная схема и выбраны свои оптимальные параметры. Однако в последнее время исходное сырье, методы и технологические режимы получения этиленсодержащпх газов более или менее нормализованы, и поэтому приходится иметь дело с близкими по составу газами. Вследствие этого с течением времени должна сформироваться и определенная схема процесса газоразделенпя.
