Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
L3Cc = AkV — -^-, (IV. 30)
где т изменяется от 5 до 2.
Расчеты процесса в абсорбционно-отпарной колонне сводятся к определению равновесного соотношения жидкость — пар для пирогаза заданного состава при данных давлении и температуре.
Основные схемы абсорбционно-ректифитционных агрегатов газоразделения
Выделение метано-водородной фракции методом чистой абсорбции в промышленной практике не встречается. Для применяемых абсорбентов процесс абсорбции необходимо проводить при отрицательных температурах (от —20 до —40° С) и повышенных давлениях, вследствие чего наряду с извлечением из пирогаза фракции Сг при абсорбции происходит частичное растворение метана.
На рис. 107 изображена блок-схема наиболее распространенного за рубежом процесса низкотемпературной абсорбции с использованием в качестве абсорбента пропан-пропиленовой фракции. Система извлечения ограничена штрих-пунктирной рамкой (условно к системе извлечения отнесена также осушка газа). Использование в качестве абсорбента фракции С4 или высших является необходимым только при разделении продуктов пиролиза этана, когда содержание в пирогазе углеводородов Сз мало и недостаточно для компенсации потерь вследствие уноса абсорбента. Удаление растворенного метана из абсорбента осуществляется отпаркой.
На рис. 108 приведена схема абсорбционно-отпарной колонны. Охлажденные и частично сконденсированные в предварительном
Пирогаз
1 I 2
Компрессия\-\-\ Выделение
Ci1 (продукт]
3
Осушка
Za
Фракционирование
cc1, c3*---1
С^(продукт)
C1, Сг
C^,Ci
4
Выделение C11H2
Со
5
Выделение
с.
6
[Выделение 0)ракцииСг
8
Кондиционирование адсорбента
HyC1
В топпиднцю сыпи
С'2 Hi1
(продукт)
Разделение этан-этипена
c2h6 (продукт)
на пиролиз
0} нб&нб (адсорбент/
(продукт)
Рис. 107. Блок-схема процесса низкотемпературной абсорбции с использованием фракции Ca как абсорбента.
Метано- водородная фракция
Хладагент^
Адсорбент Хладагент t^Tj
Пирогаз
її
Насыщенный адсорбент
Рис. 108. Схема абсорбционно-отпарной колонны.
теплообменнике І углеводородные газы поступают в среднюю часть колонны 2. В верхнюю часть колонны подается охлажденный в холодильнике 3 абсорбент, стекающий противотоком к поднимающемуся вверх газу. Тепло, выделившееся в процессе абсорбции, отводится в промежуточных холодильниках 4, подключенных в нескольких сечениях по высоте абсорбционной части колонны над глухими тарелками. Из нижней части колонны выходит насыщенный абсорбент с растворенными в нем углеводородами Сг и выше и направляет!; і па дальнейшее разделение, а из верхней части колонны с остаточным газом частично уносятся пары абсорбента.
Работа абсорбционно-отпарных колонн аналогична работе кон-денсационно-отпарных. Отличие состоит лишь в том, что при процессе абсорбции извлечение углеводородов Сг и выше осуществляется на более высоком температурном уровне верха и низа колонны. Чем выше молекулярный вес абсорбента, тем выше температурный уровень извлечения и отпарки. Чем ниже температура абсорбции при постоянных давлении и количестве остаточных газов, тем ниже потери абсорбента.
В современной технике газоразделения наблюдается тенденция к применению низкомолекулярных абсорбентов и, следовательно, кг проведению процесса абсорбции при более низких температурах. Так, на ранних стадиях для газоразделения применяли нелетучие масла с молекулярным весом 80—120 и абсорбцию проводили при температурах 20—75° С. В более поздних установках стали использовать легкие абсорбенты: пентан, бутан, пропан и, наконец, даже этан с переходом на все более низкие температуры абсорбции. При этом грань между абсорбционно-отпарной колонной и ректификационной колонной установок низкотемпературной ректификации все более стирается. С приближением молекулярного веса абсорбента к значениям среднего молекулярного веса разделяемой смеси газов процесс абсорбции все более приближается к процессу ректификации, в результате чего уменьшаются потери энергии от необратимости процесса. Процесс становится экономичнее.
Принципиальная схема установки, с применением легкого абсорбента показана на рис. 109. Пирогаз после сжатия, очистки и осушки поступает через теплообменники 1 и 2 во фракционирующий абсорбер 3. В эту же колонну через конденсатор 4 подается предварительно охлажденный абсорбент, растворяющий углеводороды Ca и некоторое количество метана. Метано-водородная смесь выводится из системы, отдавая свой холод в теплообменнике 2. Насыщенный абсорбент, растворивший углеводороды Сг, Сз и выше, через теплообменник десорбера 5 подается в десорбер 6 для отпарки. В верх десорбера уходят и направляются на фракционирование углеводороды Сг и Сз, а вниз — углеводороды Сз и выше. Нижний продукт десорбера делится на две части: большая часть насосом 7 направляется через теплообменник десорбера 5 и холодильник 8 в конденсатор орошения 4 и абсорбер 3, а избыточное количество углеводородов Сз и выше выводится из системы насосом 9.
