Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Для нормальной эксплуатации установок осушку пирогаза, поступающего в агрегат низкотемпературного газофракционирования, необходимо проводить до точки росы —70-;--73° С, в то время
как газ, направляемый на разделение в абсорбционный агрегат, может быть осушен менее тщательно (до точки росы —40 -.--45° С).
Из приведенного выше сравнения видно, что ни одному из указанных методов газоразделения не может быть отдано предпочтение во всех случаях разделения углеводородных газов. Однако на современном этапе более прогрессивным является метод низкотемпературной ректификации, при котором достигаются высокая степень извлечения этилена и высокая чистота фракций.
В США и в странах Западной Европы конденсационная схема получила более широкое распространение. Можно отметить два основных направления современного развития за рубежом схем низкотемпературной ректификации: схемы, разрабатываемые в США фирмой Келлог, и схемы фирмы Линде в ФРГ. В установках фирмы Келлог деметанизацию проводят при давлении 35—40 am с. применением двухступенчатого каскадного цикла (этилен — пропан или этилен — аммиак).
Для получения этилена высокой степени чистоты, требуемой в производстве полиэтилена, применяют гидрирование ацетилена в этилене с последующей двойной ректификацией. Для повышения эффективности разделительной системы в схему вводят узел получения чистого водорода. Установки, как правило, проектируются на большую мощность (100—140 тыс. т/год этилена), что делает их более экономичными.
Эту схему можно считать более гибкой по сравнению со схемой Линде низкого давления (1,5—2 am), в которой применяется сложная холодильная система с метановым циклом. На установках Линде, отличающихся высокой экономичностью, можно получить этилен высокой степени чистоты. Их строят, как правило, невысокой производительности (25—30 тыс. ml год этилена). По схеме Линде не обеспечивается устойчивая работа агрегата при переменном составе сырья. Агрегаты Линде мало автоматизированы. В США схема Линде распространения не получила.
Подводя итог, можно отметить следующие преимущества агрегата низкотемпературной ректификации: высокая чистота фракций, высокая степень извлечения этилена, малый расход греющего пара. Недостатки: высокая стоимость оборудования и аппаратуры, повышенный расход электроэнергии, меньшая гибкость при эксплуатации.
Преимущества абсорбционного агрегата газоразделения: простота и удобство эксплуатации, применение умеренных температур, меньшая стоимость оборудования, меньший расход электроэнергии. Недостатки: большой расход греющего пара, меньшая чистота получаемых фракций.
Основные схемы агрегатов газоразделения, работающих и проектируемых в СССР
В СССР в 1935 г. Гипроазотмашем впервые была запроектирована установка по разделению углеводородных газов конденсационным способом. Немного позже на одном из наших заводов фирмой Линде было изготовлено и смонтировано несколько низкотемпературных агрегатов небольшой мощности, обладающих сложной системой теплообмена для рекуперации холода обратных потоков. Агрегаты низкотемпературной ректификации находятся в эксплуатации свыше 20 лет.
На заводах синтетического спирта в настоящее время успешно работают абсорбционные агрегаты газоразделения. Проекты этих агрегатов были разработаны Гипрокаучуком. В основу проекта положен абсорбционно-ректификационный метод газоразделения с применением искусственного охлаждения на изотермах —18 и -30 4- -40° С.
Перед разделением газ сжимают до 40 атм и удаляют из него масляной промывкой углеводороды С4 и выше. Осушенный твердыми абсорбентами газ охлаждают до —25° С и направляют в абсорб-ционио-отпаряую колонну, где из него охлажденным абсорбентом (фракцией С4) поглощаются углеводороды С2 и выше. Теплота абсорбции отводится в промежуточных холодильниках, присоединенных к абсорбционной части колонны на различной высоте. Из кубовой жидкости отпаривается поглощенный абсорбентом метан. Разделение фракций С2 и Сз осуществляется обычными методами ректификации.
Обычный режим работы абсорбционно-отпарных колонн цехов газоразделения заводов синтетического спирта следующий: давление в колонне примерно 38 ата, температура верха колонны —25 -f-
-:--30° С, абсорбент — фракция С4, температура поступающего
абсорбента —30 ~ —40° С, подача абсорбента 48—56 молей на 100 молей пирогаза, температура насыщенного абсорбента на выходе из промежуточных холодильников —30 -.—40° С, температура пирогаза на входе в колонну —25° С.
Выбор метода газоразделения и некоторых параметров работы агрегата был обусловлен следующими причинами.
1. Абсорбционный метод газоразделения менее чувствителен к изменению состава газа по сравнению с конденсационным; кроме того, к моменту проектирования отечественное машиностроение еще не располагало оборудованием, необходимым для оснащения низкотемпературных агрегатов. И, наконец, промышленностью не были освоены методы глубокой осушки пирогаза, необходимой для разделения его при низких температурах.
2. В качестве абсорбента выбрана фракция Ci, так как теплоносителем на заводах синтетического спирта служит пар котлов-утилизаторов давлением 2,5 и 5 ата, который не может быть применен в колоннах с более тяжелым абсорбентом. Применение же фракции
