Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Система ректификационного выделения тяжелых углеводородов состоит из двух колонн: колонны тяжелых фракций и колонны фракционирования кубовой жидкости с целью выделения пропан-пропилена.
Схема узла выделения тяжелых фракций представлена на рис. 80. Пирогаз после компрессии под давлением 40 ата подается в колонну тяжелой фракции 1 с двумя встроенными, последовательно включенными дефлегматорами 2 и 3 и двумя параллельными действующими подогревателями 4 и 5. Кубовая жидкость колонны 1 содержит углеводороды С4 и выше, дистиллят — углеводороды Сг и метан-водородную фракцию; углеводороды Сз распределяются между кубовой жидкостью и дистиллятом. Поток флегмы создается в результате охлаждения верхнего продукта аммиаком, поступающим из аммиачных сепараторов в дефлегматор и кипящим там при 5°. Газ охлаждается в дефлегматоре до температуры начала гидрато-образования (11—12° С); чтобы предотвратить образование гидратов, иногда в верхнюю часть колонны подают этанол.
Температура куба колонны около 120° С; в куб колонны и подогреватели подают ингибитор полимеризации.
Кубовая жидкость колонны 1 через холодильник 8 поступает в пропан-пропиленовую колонну 9. Давление в этой колонне поддерживается таким, чтобы обеспечить конденсацию пропан-пропиле-новой фракции водой (при температуре воды 25° С и температуре в дефлегматоре Ю, равной 30° С, давление в колонне 9 составляет
15—16 ата). Температура куба колонны около 125° С; сюда также подается ингибитор. Дистиллят колонны 9 направляют непосредственно на пиролиз, а кубовую жидкость на склад.
Несмотря на применение ингибиторов в кубах и кипятильникам обеих колонн обычно выпадают трудно удаляемые полимеры. Образование полимеров в кубах колонны и возможные проскоки дие-
Рис. 80. Схема выделения тяжелых фракций.
новых углеводородов в систему осушки являются безусловным недостатком этой схемы.
В этиленовых установках нашли также применение колонны абсорбционного типа, где в качестве абсорбента используются углеводороды Сз или С4, охлажденные до 2—5° С.
Принципиальная схема такой установки, осуществленной фирмой Келлог, представлена на рис. 81. Здесь колонна тяжелой фракции разбита на две части 1 и 2, между которыми газ подвергается
очистке и осушке 3. Кубовая жидкость колонны 2, предварительно охлажденная в водяном и пропановом холодильниках, служит абсорбентом в колонне 1.
Если необходимо извлечь полностью углеводороды С4 (включая диеновые), то в качестве абсорбента следует применять смесь углеводородов Сг и Сз. При малом содержании в пирогазе углеводородов Сз необходимо циркулировать большое количество абсорбента; в этом случае требуются значительные затраты энергии на получение холода низкого потенциала, используемого в дефлегматоре колонны 2. При большом содержании фракции Сз в пирогазе появляется необходимость в установке дополнительной колонны для выделения части фракции Сз из кубовой жидкости колонны 2.
5-/2 °С C11C2,C3,H2 на разделение
Хладагент В ода
Рис. 81. Схема выделения тяжелых фракций в колоннах абсорбционного типа.
На рис. 82 изображена схема выделения тяжелых фракций, в которой в качестве абсорбента служит верхний продукт (пропан-про-пиленовая фракция колонны 1). В колонне 1 целиком выделяются углеводороды С4. Отпарная часть колонны рассчитана на полную отпарку из кубовой жидкости углеводородов С2. В тех случаях, когда исходный газ содержит малое количество пропилен-пропано-вой фракции, осуществляется его рециркуляция меяеду колонной 2 и колонной выделения этилен-этановой фракции, находящейся в отделении разделения (на схеме не показана). Величина рециркули-рующего продукта определяется температурой газа, поступающего на очистку и осушку. При рециркуляции стабилизируется одновременно процесс разделения. После полного удаления из пирогаза Углеводородов С4 обеспечивается нормальная работа узлов очистки и осушки газа. Недостатком указанной схемы является высокая
температура в кубах колонн 2 и 3, при которой возможна полимеризация диеновых углеводородов'.
Институтом газа АН УССР совместно с НИИСС разработана схема выделения тяжелых углеводородов при непосредственном контакте пирогаза с жидким хладоносителем. Особенность метода состоит в том, что передача холода пирогазу от жидкого хладоноси-теля (водного раствора хлористого кальция, диэтиленгликоля и т. д.), а также охлаждение хладоносителя обратными потоками или испаряющимся хладагентом (если в качестве хладагента служат углеводороды) осуществляются в колоннах при непосредственном соприкосновении обменивающихся теплом потоков (без применения специальных поверхностей теплообмена). При такой системе, теплообмена недорекуперация практически составляет 1—2° С, что дает
W-3D °С на очистку а осушку
Рис. 82. Схема выделения тяжелых компонентов (предложена НИИХИММАШ).
значительный энергетический выигрыш по сравнению с обычными способами. Одновременно в схеме осуществляется осушка газа (возможно даже глубокая — до точки росы —40 --45° С).
К хладоносителю предъявляются следующие требования: он не должен замерзать в рабочем интервале температур, должен иметь невысокую вязкость, быть сорбентом для воды (желательно также для СОг и H2S), иметь низкую упругость паров и не образовывать с углеводородами растворов.
