Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Были проведены расчетные исследования для следующих схем: 1) извлечение Сг без улавливания абсорбента и использования холода обратных и внутренних потоков; 2) извлечение Сг с улавливанием абсорбента и использованием холода обратных потоков, но без использования холода внутренних потоков; 3) извлечение Сг с улавливанием абсорбента и использованием холода внутренних и обратных потоков.
Результаты расчетов схемы извлечения Сг без улавливания абсорбента и использования холода обратных и внутренних потоков (рис. ИЗ) сведены в графики: на рис. 112 приведены потери абсорбента, а-на рис. 114 — зависимость энергозатрат от давления и температуры (для абсорбентов Сз и С4).
Из рис. 112 и 114 следует: 1) во всех случаях выгоднее применять абсорбент Сз; 2) снижение температуры абсорбции приводит к увеличению энергозатрат, но к уменьшению потерь абсорбента;
3) с учетом энергии
150к
100
SO:
О
-го'с
-ио°с ^"""""-' -бо°с "*-—'
10
Рис. 11
ZO
P ата
30
UO
Расход абсорбента в зависимости от давления в колонне.
Рис. 112. Потери абсорбента в зависимости от давления и температуры.
- абсорбент Сз; ---абсорбент C4.
Температура; 1 — минус 20 С; 2 — минус 40 С; з — минус 60 С.
сжатия исходного газа для извлечения этилена
10 ZO 30 UO Дадление,ата
абсорбентом Сз выгодно снижать давление до такой величины, при которой стоимость потерь абсорбента начинает превышать стоимость сэкономленной энергии.
Схема извлечения Сг с улавливанием абсорбента и использованием холода обратных потоков, но без использования холода внутренних потоков приведена на рис. 115. Зависимость расхода энергии от давления и температуры абсорбции (для данной схемы) приведена на рис. 116 (для абсорбента Сз) и на рис. 117 (для абсорбента C4). Из анализа рис. 116 и 117 следует, что схема с улавливанием абсорбента имеет энергетические преимущества при применении абсорбента Сз и что с повышением давления общие энергозатраты снижаются.
Схема извлечения Сг с улавливанием абсорбента, а также с использованием холода обратных и внутренних потоков приведена на рис. 118. Результаты расчетов по этой схеме приведены на рис. 119 и 120 соответственно для абсорбентов Сз и С4.
При сравнении рис. 119 и 120 видно, что в этом варианте схемы применение абсорбента Сз дает незначительные энергетические преимущества по сравнению Pn I Po.t3 с абсорбентом С4. Кривые
расходов энергии (для
30
I
LJ Вида
Рис. 113. Простейшая схема низкотемпературной абсорбции.
і — компрессор; 2 — холодильник предварительного охлаждения; з — абсорбер; 4 и 6 — холодильники; б — насос; 7 — ректификационно-отпарная колонна.
Рис. 114. Зависимость энергозатрат схемы низко температурной абсорбции от давления.
о — с учетом сжатия исходного газа; б — без учета сжатия исходного газа.
----абсорбент пропан; —о—о— абсорбент бутан.
Температура: 1 — минус 60 С; 2 — минус 40° С; 3 — минус 20° С.
•"Ъ
8
-^0J
1
(
г- "
\7~~<
)3 2 _,
_— -О
—"4
і
Ls
\
^<
•з ^
ч.
_ 2
—
W ZO 30 Давление, ата
UO
температурных уровней охлажденного абсорбента —20, —40 и —60° С имеют довольно ярко выраженные максимумы. Из рис. 119 и 120 также следует, что при температуре абсорбции —40° С для абсорбента Сз наименее выгодное давление абсорбции лежит в пределах 24—26 ата, при —60° С составляет 28—30 ата, при —20° С — 14—16 ата.
На рис. 119 пунктиром показана зависимость расхода энергии от давления для процесса прямоточной абсорбции, представляющего значительный практический интерес при разделении большого количества пирогаза.
На основании указанных выше сравнительных расчетов могут быть сделаны следующие выводы.
1. Извлечение метано-водородной фракции конденсационным методом выгоднее, чем абсорбционным; однако при избытке отработанного пара абсорбционное выделение метано-водородной фракции становится более выгодным.
Рис. 115. Схема извлечения этана с использованием холода обратных потоков.
1 — компрессор; 2 —холодильник предварительного охлаждения; з — теплообменник; 4 — детандер; б — детандерный теплообменник; 6 — абсорбер; 7 и 9 — холодильники; S — насос; ю — ректификационно-отпарная колонна; Il — конденсатор; 12 — дроссельный вентиль.
2. При абсорбционном методе выделения метано-водородной фракции наиболее выгоден абсорбент—пропан.
3. Оптимальными температурами абсорбции по схеме, в которой нет полного использования холода системы, являются температуры порядка —40° С независимо от применяемого абсорбента.
4. При максимальном использовании холода системы выгодно снижать температуру абсорбции вплоть до достижения таких зна-
10 ZD ЗО Давление; ата
Рис. 116. Зависимость энергозатрат системы извлечения этилена (рис. 115) от давления (абсорбент Ca).
