Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Очистка щелочью. В системах выделения этилена промывка щелочью (обычно едким натром) применяется для удаления следов двуокиси углерода. Химизм процесса описывается уравнением
NaOH+GO2 г NaHCO3 (IV. 16)
Технологически схема абсорбционного поглощения двуокиси углерода раствором едкого натра не имеет никаких особенностей. Абсорбция 10%-ным раствором едкого натрия осуществляется в четырех последовательно включенных (по газу) абсорбционных колоннах с насадкой из колец Рашига. Чтобы гарантировать полное удаление СОг, первые два абсорбера работают до 90%-ного содержания карбоната в абсорбенте, в то время как следующие два могут работать только до 70%-ного. Замену едкого натрия в двух последних колоннах проводят через 8—10 недель вследствие загрязнения, но не из-за истощения щелочи. Зимой скрубберы необходимо подогревать, чтобы при сильной карбонизации щелочи не осаждались твердые соли.
Пирогаз из системы промывки едким натром уносит капельную влагу, являющуюся концентрированным раствором NaOH, NaHCOs и Na2COs. Чтобы предотвратить попадание в систему газоразделения растворов указанных щелочей и солей, пирогаз пропускают с очень малыми скоростями (2 см/сек) через горизонтальный баллон высокого давления, в котором происходит выделение даже мел-кодиспергированных капель жидкости.
Очистка от органических кислот и серо-окиси углерода. В пирогазе термоокислительного пиролиза содержатся продукты неполного окисления, в том числе низшие органические кислоты, которые даже при положительных
температурах могут выпадать в твердом виде. Органические кислоты связываются щелочью по реакциям:
HGOOH+NaOH ->HGOONa+H20,
CH3COOH+NaOH -> CH3COONa+H20.
При промывке пирогаза, содержащего кроме органических кислот и (Xh (если концентрация щелочи не превышает 10%), связываются преимущественно органические кислоты. Полученные при реакции поглощения соли органических кислот не регенерируются, а выводятся из системы путем замены части раствора NaOH.
Очистка от сероокиси углерода COS проводится вместе с органическими кислотами разбавленной щелочью в скруббере при 60° С
2NaOH+COS г* NaHCO3-J-NaHS
Для тонкой очистки пирогаза методы абсорбции моноэтаиолами-ном и обработки трикалийфосфатом не являются удовлетворительными; при первом способе удаляется из газа органическая^ сера, а при втором недостаточно глубоко очищается пирогаз от H2S и CO2.
Для очистки газов от органической серы твердыми поглотителями требуется температура от 200 до 350° С. При такой температуре возможно смолообразование при наличии в газе непредельных и диеновых углеводородов.
В последнее время в схемах лучших зарубежных установок для извлечения этилена из газов пиролиза применяют двухступенчатую промывку газа последовательно холодной и горячей щелочью.
В разрабатываемом Гнпрогазтоипрсмом агрегате прсдлсжена подобная схема очистки пирогаза от CO2, H2S и сероорганических соединений. В первой ступени холодной щелочной промывкой при 35° С из пирогаза удаляются CO2 и H2S. На холодную очистку направляется газ после третьей ступени компрессора (при давлении 19 ати). Концентрация щелочи для промывки составляет от 20 до 5%. Предполагается, что содержание CO2 в газе сократится от 1200 до 100 мг/нм3 и H2S от 600 до 5 мг/нм3; попутно произойдет сокращение содержания органической серы (с 300 до 200 мг/нм3).
Вторая ступень очистки состоит в промывке пирогаза горячей (t = + 85° С) щелочью под давлением 40 ати. При этом концентрация органической серы должна сократиться с 200 до 1 мг/нм3; попутно снизится содержание H2S с 5 до 1 мг/нм3 и CO2 со 100 до 30 мг/нм3.
После щелочной очистки газ необходимо промыть водой для удаления остатков щелочи; при этом температура его снижается. Затем после сепарации из него конденсата и воды его направляют на осушку.
Выделение тяжелых углеводородов
Очистка пирогаза от тяжелых углеводородов необходима по следующим причинам: а) непредельные углеводороды бутадиен и пен-тадиен обладают способностью полимеризоваться; б) конденсация
тяжелых парафиновых и олефиновых углеводородов С4—C7 на стенках цилиндров поршневых компрессоров затрудняет эксплуатацию последних; в) в абсорбционно-ректификационных схемах тяжелые компоненты изменяют состав, а следовательно, и абсорбционные характеристики поглотителей.
В промышленной практике систем разделения пирогаза применяют два метода выделения тяжелых углеводородов: абсорбционный — маслом в системе очистки газа (или перед ней) и ректификационный—на выходе из системы очистки (перед осушкой). В последнем случае очистка от тяжелых углеводородов совмещается с предварительным охлаждением газа. В некоторых схемах используется адсорбция как метод глубокой доочистки от тяжелых углеводородов.
Чтобы предотвратить забивание твердых сорбентов полимерами, глубокое извлечение диеновых углеводородов должно быть осуществлено до системы осушки газа. Ввиду того, что конденсация тяжелых углеводородов на стенках цилиндров компрессоров особенно интенсивна при высоких давлениях и разностях температур между газом и стенкой, то выделение тяжелых углеводородов целесообразно осуществлять в первых ступенях системы компрессии. Если очистка газа включает гидрирование диеновых углеводородов, например совместно с ацетиленом, то для снижения нагрузки на технологически сложную систему гидрирования выделение тяжелых углеводородов целесообразно проводить до установки гидрирования.
