Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
eg
300 г
ZOO
<
I
100
<&
80
S
60
SO
п
30
і
ZO
10
ч
0
¦
/Я-З
S 10 15 ZO 25 Температура, "С
30
Рис. 88. Условия образования гидратов в пирогазе.
Удельный вес газовой смеси: 1 — 0,55 кГ/лс8; 2 — 0,7 KTjM*; 3 — 0,8 kJ'/мЗ; 4 — 0,9
Последовательность отдельных этапов осушки при комбинированных методах не может быть одинаковой для всех газов. Она зависит от концентрации в газе компонентов, образующих гидраты, от того содержатся: ли в газе компоненты, способные полимеризо-ваться, и, наконец, какова температура точки росы имеющихся в смеси углеводородов.
В пирогазе всегда содержатся предельные углеводороды Ci — С4, способные образовывать гидраты. Температура, при которой начинается выпадение гидратов, зависит от парциального давления и концентраций отдельных компонентов, а следовательно, от удельного веса газа (рис. 88). Чтобы предотвратить образование гидратов, желательно провести адсорбционную сушку перед первым охлаждением. Однако в этом случае объемы адсорберов для осушки получаются значительными; кроме того, тяжелые углеводороды, особенно непредельные, отлагаясь на поверхностях адсорбента, делают их за короткое время непригодными к работе.
Осушка твердыми сорбентами •
Наиболее установившейся в промышленной практике схемой осушки является комбинированная осушка предварительным охлаждением с последующей адсорбцией (рис. 89). Газ охлаждается в предварительном теплообменнике 1 до температуры несколько выше точки образования гидратов (10—15° С). Этим охлаждением достигается уменьшение нагрузки по влаге адсорбционных осушителей
Рис. 89. Схема осушки твердыми сорбентами с предварительным
охлаждением.
и снижение скорости реакций полимеризации непредельных углеводородов на адсорбенте. После сепарации конденсата в отделителе жидкости 2 газ проходит нисходящим потоком через два последовательно включенных осушителя-адсорбера 3 я 4, каждый из которых рассчитан на улавливание всей влаги из газа; третий осушитель 5 в это время находится на регенерации. При такой схеме первый по ходу газа осушитель находится в условиях «предварительной» холодной регенерации. В нем происходит полное насыщение адсорбента влагой с вытеснением части осевших на адсорбенте тяжелых углеводородов, в том числе и тех, которые могут вызвать
полимеризацию в процессе горячей регенерации. В адсорбере 5 осуществляется регенерация адсорбента остаточным газом (метано-водородной смесью, нагретой в подогревателе 6). Температура регенерации постепенно повышается.
Иногда в качестве адсорбентов в системах осушки пирогаза применяют силикагели, однако для осушки пирогаза, содержащего углеводороды С4, Съ, Ce и выше с температурами кипения, близкими к температуре кипения воды, пригодны только мелкопористые силикагели, которые селективно поглощают влагу, и в то же время не адсорбируют тяжелых углеводородов с молекулами больших размеров.
На эксплуатируемых предприятиях при осушке газа алюмогелем удается получить точку росы до —45° С. При абсорбционной схеме газоразделения такая осушка газа дает возможность проводить отогрев основных колонн газоразделения очень редко. Частому переключению и отогреву (несколько раз в месяц) подвергаются предварительные холодильники.
Влагоемкость алюмогеля составляет 4—6% вес, уменьшаясь после 25 регенераций до 2.5—3%.
Для надежной работы систем осушки с твердыми сорбентами требуется: а) применение мелкопористых сорбентов высокой селективности, линейные размеры пор которых меньше линейных размеров молекул тяжелых углеводородов; б) снижение температуры сорбции для уменьшения скоростей реакций полимеризации; в) предварительная очистка газа от диеновых углеводородов; г) тщательное соблюдение технологических режимов процессов сорбции и регенерации с постепенным повышением температуры адсорбента (для алюмогеля до 230—260° С по определенному графику).
На заводах СССР на установках выделения этилена абсорбцион-но-ректификационным методом получила распространение схема, изображенная на рис. 90. Газ из колонны тяжелой фракции под давлением до 40 ати при температуре ниже 25° С поступает в два последовательно включенных адсорбера 1 и 2 или 3 и 4, заполненные алюмогелем. Из адсорберов он проходит через один из фильтров 5, 6, 7, 8 и направляется на газоразделение. После 12 час. работы проводят регенерацию алюмогеля горячим азотом или ме-тано-водородной фракцией, подаваемыми турбогазодувкой 9 через подогреватель азота 10, адсорберы, фильтры, конденсатор 11 и сепаратор 12.
В последнее время появился новый вид адсорбентов — молекулярные сита, характерной особенностью которых является их высокая селективность по отношению к молекулам определенных размеров. Наряду с селективностью цеолиты обладают и высокой поглотительной способностью: при экспериментах по сорбции воды из природных газов достигалась точка росы —80° С, при поглотительной способности до 15—20% вес В качестве молекулярных сит могут служить природные и синтетические цеолиты, представляющие собой кристаллические вещества, в которых после активации
