Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Окончательный выбор оптимальной схемы является результатом технико-экономического анализа, учитывающего, кроме состава газа, производительность, местные условия, оборудование установки и т. д.
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА
Первой ступенью выделения этилена обычно является разделение газа на две фракции: одну, содержащую метан и все другие низко-кипящие вещества (водород, азот, окись углерода), и вторую, состоя-
щую из этилена и более высококипягцих компонентов. Такое грубое, предварительное разделение носит название деметанизации ил» извлечения.
Промышленные установки извлечения этилена в зависимости от применяемых методов делятся на следующие группы: а) установки низкотемпературной ректификации; б) абсорбционно-ректи-фикационные установки; в) установки избирательной адсорбции; г) установки хемосорбции.
С2,C3,Ci1* на фракционирование
Рлс. 61. Принципиальная схема установки низкотемпературной ректификации.
Установки низкотемпературной ректификации
Принципиальная схема установки извлечения этилена из пирогаза методом низкотемпературной ректификации приведена на рис. 61.
Пирогаз после компрессии и очистки подается через предварительный теплообменник 1, систему осушки твердым сорбентом 2 и теплообменник 3 в колонну извлечения 4. Охлаждение газа в теплообменнике 1 осуществляется хладагентом внешнего холодильного цикла, а в теплообменнике 3 — метано-водородной фракцией, иногда теплообменник 1 разбивается на две последовательно включенные секции, а в теплообменнике 3 осуществляют охлаждение также хладагентом.
В теплообменнике 3 при охлаждении пирогаза происходит частичная его конденсация и в колонну 4 поступает паро-жидкостная смесь.
Дистиллят состоит из водорода, азота, окиси углерода, метана и некоторого количества углеводородов Сг, а кубовая жидкость содержит углеводороды Сг, Сз, С4 и высшие. Отпарку метана из кубовой жидкости осуществляют подводом тепла в подогреватель 5. В конденсаторе орошения 6 происходит конденсация углеводородов Сг (при —100 H--140° С); конденсат собирается в сборнике
яшдкости 7 и возвращается насосом 8 или самотеком в колонну в качестве холодного орошения. Метано-водородная смесь через теплообменник 3 выводится из системы. Если метано-водородную смесь не транспортируют на дальние расстояния, а используют на месте, то давление ее снижают в детандере 9 или дроссельном вентиле 10. Кубовый продукт колонны направляют на дальнейшее фракционирование.
Абсорбционно-ректификационные установки
На абсорбционно-ректификационной установке извлечение углеводородов Сг и выше происходит в результате избирательной растворимости их в предварительно охлажденном абсорбенте.
В зависимости от применяемого абсорбента схемы разделения газов пиролиза и нефтепереработки (с целью извлечения этилена) могут быть условно разделены на две группы.
К первой группе следует отнести схемы, в которых абсорбентами служат тяжелые ароматические углеводороды (Ce и выше). В этих схемах процесс абсорбции осуществляют при положительных температурах. Для отпарки применяют огневой обогрев кипятильников колонн. Отпарку производят в регенерационной колонне, стоящей за абсорбционной. Осушку газа проводят твердыми адсорбентами после абсорбционной и регенерационной колонн.
Ко второй группе относятся схемы с применением легкого абсорбента. Процесс абсорбции в этом случае протекает при отрицательных температурах, поэтому осушка газа должна предшествовать газоразделению.
За рубежом широко применяется схема, в которой в качестве абсорбента используется тяжелое масло (тяжелые ароматические углеводороды). Абсорбцию проводят под давлением 30—35 ати и температуре приблизительно —20° С. Уходящая метано-водородная фракция содержит не выше 2% тяжелых углеводородов. Унос абсорбента компенсируется за счет ароматических углеводородов, содержащихся в сырье. Абсорбент регенерируют при 210—230° С.
Для разделения «богатых» смесей (газов пиролиза и крекинга) применяют абсорбцию легким маслом (фракцией С4) при отрицательных температурах. Далее из насыщенного абсорбента последовательно удаляют фракции Сг и Сз. Оставшийся абсорбент после очистки в специальной колонне от тяжелых компонентов возвращают в цикл. Газ осушают перед поступлением его на абсорбцию.
Установки избирательной адсорбции
Извлечение этилена методом адсорбции было впервые осуществлено в промышленных масштабах в движущемся слое (процесс гиперсорбции) [78] в 1946 г., а в падающем слое [79] в 1949 г. Из пирогаза при его контакте с активированным углем (гранулированный уголь из скорлупы кокосового ореха или абрикосовых косточек) поглощаются этилен и более тяжелые углеводороды; при десорбции они выделяются. Возможно такое проведение процесса десорб-
Рис. 62. Схема извлечения методом гиперсорбции.
1 — холодильник; 2 — абсорбционная часть; 3 — отпарная секция; 4 — отгонная часть; S — газодувка.
ции, при котором происходит частичное фракционирование продуктов десорбции: отдельно выделяются фракция, состоящая главным образом из углеводородов Сг, и фракции Сз и высших углеводородов. Однако полученные фракции, как правило, не могут быть использованы непосредственно; для них необходима дальнейшая доочистка.
