Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Конденсационно-отпарная колонна с прямоточным конденсатором может быть выполнена и без насоса, как показано на рис. 104. В этом случае на верху колонны помещают сборник жидкости.
меЖДУ ним и колонной устанавливают гидрозатвор такой высоты, которая бы обеспечивала компенсацию потерь давления в конденсаторе и системе трубопроводов.
Для разделения пирогаза с переменным составом фирма Келлог разработала схему (рис. 105), представляющую собой модификацию схемы конденсационно-отпарной колонны с прямоточной конденсацией, изображенной на рис. 103, б. В этой схеме часть жидкости
Ърогоз ^X, .С2
Хладагент
Теплоноситель
C1X2
Рис. 104. Схема конденсационно-отпарной колонны с прямоточной конденсацией и безнасосной рециркуляцией дистиллята.
C1X1
Рис. 105. Схема конденсационно-отпарной колонны с частичной ректификацией.
і — конденсатор; 2 — детандер; з — теплообменники глубокого охлаждения; 4 — конденеационно-отпарная колонна.
после конденсатора 1 подогревается и подается на одну из промежуточных тарелок, а остальная жидкость служит в качестве флегмы для орошения колонны 2. 'При детандировании метано-водородной фракции, как показано пунктиром на рис. 105, очень целесообразным может оказаться переохлаждение орошения, подаваемого в колонну.
Выделение метано-водорода по схемам, изображенным на рис. 103 и 104, с рециркуляцией дистиллята целесообразно проводить из газов с высоким содержанием водорода. При малом содержании водорода в исходном газе рециркуляция дистиллята вызывает необходимость снижения температурного уровня холода, используемого в схеме конденсации. Для этих случаев целесообразнее схемы, изображенные на рис. 102.
Влияние различных параметров на процессы конденсации
В НИИХИММАПІ проведено расчетное исследование влияния давления на процесс конденсации фракции Сг + из пирогаза обычного состава: 25% H2, 32% Ci, 31% Сг, 11% C3 и 1% C4.-
Результаты расчетов приведены на рис. 106. Из рисунка следует, что при извлечении этилена методом прямоточной конденсации с ростом давления увеличиваются и энергозатраты на процесс извлечения. При противоточной конденсации увеличение давления приводит к снижению энергозатрат. О технических трудностях осуществления и поддержания процесса противоточной конденсации при переменном реяшме давлений, температур и составов указывалось выше.
Состав пирогаза может оказать существенное влияние на выбор парамет-"р, шла ров процесса низкотемпературной рек-
Рис. 106. Влияние давления ™фикации. Чем выше концентрация на энергозатраты процесса из- водорода в пирогазе и соответственно влечения. чем меньше отношение метана к водо-
1 — прямоточная конденсация; рОДУ, Даже При НЄИЗМЄННОЙ КОНцеНТра-2 ~ противоточная конденсация. ции этилена, ТЄМ более НИЗКИЄ ТЄМПЄ-
ратуры или более высокие давления необходимы для осуществления одной и той же степени извлечения этилена.
В табл. 23 приведены характерные уровни температур процесса конденсации пирогаза нескольких типичных составов.
Из таблицы следует, что при разделении пирогаза, полученного при пиролизе керосина, минимальное значение температуры соста-
Таблица 23
Влияние состава газа на температурный уровень процесса конденсации
Исходное сырье для пирогаза
Отношение CH4 : H2,
моли
Температура газа (в °С) на выходе из конденсатора (при концентрации этилена в метано-водородной фракции 0,5%)
Равновесное содержание C2H4 (в % мол.) в метано-водородной фракции при
—100° С
30 ати 45 ати
30 ати 45 ати
Керосин Пропан Этан .
3,5 1
0,25
—101 -114 -134
-90
-103
-126
1
4 19
2 11
вляет —100° С, т. е. находится в пределах температур, обеспечиваемых этиленовым охлаждением, при разделении же газа, полученного при пиролизе пропана и этана, требуется применение более глубокого холода и соответственно более сложных холодильных циклов.
Методы расчета установок низкотемпературной ректификации изложены в ряде работ [89, 108, 109]. Справочные данные, необходимые для расчета, приведены Максвеллом [9].
Извлечение этилена из пирогаза методом абсорбции
Наряду с методом глубокого охлаждения абсорбционно-ректи-фикационный метод газоразделения нашел широкое применение как в СССР, так и за рубежом. В промышленной практике применяются несколько разновидностей этого метода. Основным узлом этих схем является абсорбционно-отпарная колонна (наиболее энергоемкая), от работы которой зависит степень извлечения этилена из сырья.
В абсорбционно-отпарной колонне в результате контакта между многокомпонентной газовой смесью и поглотителем происходит переход отдельных компонентов смеси из газовой фазы в жидкую. Поглотительная способность одного и того же растворителя по отношению к различным компонентам газовой смеси различна. Растворимость всех компонентов газовой смеси в любом поглотителе увеличивается с понижением температуры и ростом давления. На этом свойстве основано применение абсорбции предварительно охлажденным абсорбентом. Определяющими параметрами процесса абсорбции, следовательно, являются: состав и физические свойства абсорбента, давление и температура абсорбции, расход абсорбента.