Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
C3 повлечет за собой повышенный унос абсорбента метано-водородной фракцией при выбранных параметрах холода и давлении в колонне.
3. Давление абсорбции выбрано в зависимости от параметров применяемого холода (—18 и —30° С).
Основные требования, предъявляемые при проектировании к получаемым фракциям: а) содержание этилена в метано-водородной фракции < 2% мол.; б) примеси в этан-этиленовой фракции: метана < 1,59-6 мол. и пропилена < 1% мол.
Примерные показатели работы цехов газоразделения заводов синтетического спирта в настоящее время следующие: содержание этилена в метано-водородной фракции 1,5—1,7% объемн., концентрация этилена в этилен-этановой фракции 75—77 %, проскок пропилена в этан-этиленовую фракцию 1 —1,5%, содержание этилена в пропан-пропиленовой фракции 7—8%, концентрация получаемого этилена 97—98% (в последнее время чистота этилена без специальной очистки достигает 99—99,1%), коэффициент извлечения по всему узлу газоразделения в среднем по заводам составляет 0,86.
Типичная схема абсорбционно-ректификациониой установки, предназначенной для получения широкой этилен-этановой фр'акции с последующей переработкой ее в этиловый спирт методом сернокислотной гидратации, изображена на рис. 121. На схеме показаны все основные параметры ее работы (данные 1955 г.).
В НИИСС были проведены технико-экономические расчеты с целью определения оптимального режима работы абсорбционно-ректификационного агрегата. Анализ изменения степени извлечения этилена в абсорбционно-отпарной колонне показал, что понижать температуру абсорбции ния«е —40° С и увеличивать давление выше 40 ата нецелесообразно, так как коэффициент извлечения этилена при этом возрастает совершенно незначительно. Повышать температуру абсорбции также неэкономично вследствие резкого увеличения стоимости получаемого этилена. Значение оптимальной температуры абсорбции леяшт в пределах —30 —40° С. В интервале давления 21—40 ата стоимость получения 1 т этилена остается приблизительно постоянной. Поэтому весьма перспективным может оказаться некоторое снижение давления в абсорбционном агрегате, так как это приведет к снижению степени сжатия при компрессии, уменьшению интенсивности процессов полимеризации и т. д. Однако предел снижения давления лимитируется условиями последующего разделения насыщенного абсорбента с выделением фракции Сг при заданных параметрах холода.
В агрегатах, проектируемых для нефтехимических комбинатов, в тех случаях, когда требуется выделение водорода из метано-водородной фракции, можно рекомендовать применение в качестве абсорбента фракции Сз. Применение более легкого абсорбента приведет к снижению температуры кубов колонн (и, следовательно, интенсивности процессов полимеризации) и к сокращению расходов
2Ц-26%Нг
1-2 J0C2H4 1,5-2%СгНв
2,5 J0C3 2-Uj0C4 высшие 0,7-1,5%
----родная
франция 24-26% H2 ,6^-6Sj0CH4 Ч~2%СгН4 1,5-2%СгН6 2fi%C3 2-Ч7„Сч высшие
. 1,1ата
Этилен - этановоя фракция
8~2%СН4
60'63%С2НЧ
26-30 7°сгн6
0,3-1,3%C3H6
"дат "5WJ*f
0,7-ОЩ -27--300C
XnI2 ° -j^±^\---21°C
8-10%С2Ни
27-30%С2Не 55-В0%С3 12-15% С„ 0,6;1,3%CS
0,6~2%СН4 4- 7% C2Hu 3-5% C2H6 10-30%, C3 4-17% C4 Высшие 50-80%
2OC
¦ ч -
^ '— Пропилен-пропано-
Вая фракция ,„,„и 2-Ь°/оС2Нц — 6-1Ч%С2Н6 62-65J0C3H6 10-16% C3H8 5-8 /о Cq высшие1,3-20о
95°
Тощий абсорбент 5-16J0C3H6 1,5-<i,u%C3Hs 55 - 87JnC4
высшие37-227о ,„. ,,поп J уатд-ЖГ-чОс
2ата -30 "С
-9 °С
СсУпродукт) J
Рис. 121. Схема абсорбцпонно-ректификационной установки для получения широкой этилен-этановой
фракции.
J — колонна для выделения тяжелой фракции; 2 — осушка; з — абсорбционно-ректификационная колонна; t — этилен-
этановая колонна; 5 — пропилен-пропановая колонна-
тепла и холода. При отсутствии в схеме узла дальнейшего разделения метано-водородной фракции потери абсорбента с метано-водородной фракцией при переходе на легкий абсорбент резко возрастут.
Если нет необходимости выделения водорода, то целесообразно метано-водородную фракцию расширить в детандере с отдачей энергии в сеть и одновременным получением холода низкого потенциала, так как температура метано-водородной фракции при расширении до 4 ати падает до —80 -г- —100° С. Применение детандирования метано-водородной фракции окажется наиболее экономичным, если полученный при детандировании холод использовать для охлаждения метано-водородной фракции, выходящей с верха абсорбционно-отпарной колонны, с конденсацией из нее более тяжелых компонентов и с возвратом образовавшегося конденсата в линию питания абсорбционно-отпарной колонны. Вместе с выпавшим конденсатом в колонну вернется весь унесенный абсорбент и значительная доля этилена. По расчетам НИИСС при применении детандирования метано-водородной фракции можно рекуперировать 4—5% от всей энергии, расходуемой на сжатие газа, и получить 5—8% от потребного количества холода на уровне температуры —18° С и 14—20% — на уровне —40° С.
В настоящее время более прогрессивным методом является метод низкотемпературного разделения газов. Развитию этого направления уделяется большое внимание и в отечественной промышленности. В НИИХИММАШ запроектирован агрегат, работающий по конденсационной схеме. Агрегат состоит из отделений компрессии и выделения тяжелых компонентов, очистки газа от СОг и H2S, осушки и разделения газа; кроме того, в состав агрегата входит каскадный (пропан-этиленовый) холодильный цикл. Большое внимание уделено компрессии газа и выделению тяжелых компонентов, способных поли-меризоваться при нагреве.
