Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Потери при дросселировании жидкости в интервале давлений P4—P5 (процесс 4—5 на рис. 133, А) определяют по изменению энтропии в точках 5 и 4 по формуле
3& = GmASmT0. (IV. 54)
Аналогично из диаграмм состояния находят потери при дросселировании газа (процесс 6—7 на рис. 138, А):
3jp = GrAS.7V . (IV. 55)
Потери при растворении (абсорбции) газа в жидкости и десорбции также могут быть определены по изложенной методике. Для этого необходимо найти значения энтропии в двух состояниях: начальном (двухфазная система газ — жидкость) и конечном (жидкость с абсорбированным ею газом). Процессы абсорбции всегда сопровождаются выделением тепла Ос, являющегося функцией концентрации | газа в жидкости. Для бинарной системы газ — жидкость концентрации | в свою очередь являются функцией давления и температуры. Если известна зависимость теплоты сорбции от концентрации Qc= ф (?), то изменение "энтропии AiSaOc в процессе
абсорбции может быть найдено интегрированием (чаще всего графическим) :
По изложенной методике могут быть проанализированы любые холодильные циклы (внешние и встроенные).
В качестве холодильных агентов внешних холодильных циклов этиленовых установок чаще всего применяют пропан, этилен, этан, метан; некоторое применение нашли также пропан-пропиленовые смеси, свойства которых из-за близости температур кипения и других физики-термодинамических параметров незначительно отличаются от свойств чистых компонентов. В европейских схемах часто используется аммиак. Фреоны не нашли применения в качестве холодильного агента этиленовых установок.
В качестве холодильных агентов внутренних (встроенных) холодильных циклов используют этиленовую, этановую, пропановую либо пропан-пропиленовую и метано-водородную фракции. Эти агенты обычно не являются чистыми компонентами, а представляют смеси (фракции) в таком виде, в котором их получают в одной из точек технологической схемы.
В этиленовых установках холод необходимо подводить в следующих элементах технологической схемы.
На установках низкотемпературной абсорбции (рис. 121).
1. Для охлаждения газа в предварительных теплообменниках и колонне тяжелой фракции от 25—35 до —10 ч--20° С.
2. Для охлаждения абсорбента от 25—35 до —30 -.--35° С.
3. Для межступенчатого охлаждения абсорбента в колонне извлечения (абсорбере) от —20 -.--30 до —30 -.--35° С.
4. На конденсацию флегмы в этиленовой колонне.
На установках низкотемпературной ректификации под давлением (рис. 99).
1. Для предварительного охлаждения газа от 25—35 до —30
-.--40° С; процесс охлаждения сопровождается конденсацией части
потока.
2. На глубокое охлаждение газа от —30 -.--40 до —115 -f-
-.--120° С. При этом все углеводороды, за исключением части
метана, конденсируются.
3. На конденсацию флегмы для колонны разделения конденсата, полученного при предварительном охлаждении. Орошение представляет собой многокомпонентную смесь, конденсирующуюся в интервале температур —30 -.--40° С.
4. На конденсацию флегмы для деметанизатора. Орошение представляет метано-этиленовую смесь с преимущественным содержа-
(IV. 56)
Холодильные агенты внешних и внутренних холодильных циклов
ниєм метана, конденсирующуюся в зависимости от давления и концентраций при —120 -.--160° С.
5. На конденсацию орошения (практически чистого этилена) при —100 -і--130° С в этан-этиленовой колонне.
6. На охлаждение ацетона — абсорбента ацетилена от 25—35 до -60 -г- -65° С.
Кроме того, холод можно использовать для многоступенчатого охлаждения газа (от 25—35 до 12—15° С) в процессе его компримирования, при осушке и очистке газа, при кондиционировании холодильных агентов для внешних низкотемпературных циклов и т. д.
Все потребители холода на установках извлечения и фракционирования этилена могут быть разделе- . ны на две группы:
а) потребители холода постоянного температурного уровня (в основном конденсаторы для создания флегмы в колоннах);
б) потребители холода переменного температурного уровня (предварительные холодильники, конденсаторы многокомпонентных смесей, холодильники абсорбентов, холодильники газа и др.).
В установках газоразделения отдельные потоки подвергаются значительному охлаждению, так, например, абсорбент в абсорбционно-ректификационных схемах охлаждается на 60—70° С, пирогаз в системах предварительного охлаждения — на 60—75° С, в схемах низкотемпературной ректификации — на 70—100° С. При такой большой разности температур на входе и выходе потоков применение хладагента, кипящего при постоянной температуре (паро-компрессионный цикл), обусловливает большие энергетические потери в результате неравновесного теплообмена, и в ряде случаев может привести к 2—3-кратному увеличению расхода энергии (рис. 137). Поэтому для охлаждения пирогаза, абсорбента и т. д. пользуются многоступенчатым охлаждением, так; например, охлаждение абсорбента до —40° С осуществляется в две ступени (рис. 109): в первом теплообменнике от 25—35 до 2—9° Сив следующем от 2—9
до требуемой температуры —30 ~--40° С.
