Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Степень чистоты получаемого этилена: 1 — 95% мол.; 2 — 98% мол.;
3 — 99% мол. Давление в колонне: і — 2,57 кг/см*; S — 7,03 кг/сж2; 6 — 19,2 кг/см*.
ння. На рис. 131 показаны результаты расчета при 98%-ном извлечении этилена, а также даны числа теоретических тарелок в зависимости от количества орошения при получении этилена чистотой 95, 98 и 99% мол. при действительном орошении, составляющем 1,25 от минимального.
Результаты определения диаметра колонны в зависимости от давления в ней приведены на рис. 132. Как видно из рис. 132, изменение давления не оказывает существенного влияния на диаметр
колонны в связи с ростом орошения при увеличенном давлении. Минимальный диаметр почти соответствует оптимальному давлению 9—10 ата.
Чі,3\ 1 I I I I I I I I I
о г k s^e w i2 m їв їв го
Рабочее давление в колонне, ата
Рис. 132. График для определения диаметра колонны в зависимости от давления в ней.
Состав питания 81,5% мол. этилена и 18,5% мол. этана; чистота получаемого этилена 99,5% мол.; степень извлечения этилена
99,5%.
О Ь J 12 16 " ZO
Рабочее давление в колонне, ата.
Рис. 133. Влияние давления на величину поверхности теплообмена.
Изменение требуемой поверхности теплообмена системы в зависимости от давления показано на рис. 133; минимальное значение здесь соответствует давлению 7—10 ата.
Получение этилена высокой концентрации
Проблема выделения и концентрирования этилена является одной из самых трудных, особенно в связи со все возрастающими требованиями к качеству товарного этилена. В начале развития нефтехимических процессов этилен применяли в основном для получения этилового спирта, для алкилирования бензола, для получения хлор-производных и др. Поэтому к качеству этилена не предъявлялись особые требования; для этих производств достаточна была концентрация 85—95%. В последнее время в связи с переходом к производству полиэтилена требования к чистоте этилена повысились; содержание некоторых примесей допускается менее десятитысячных долей процента, концентрация же самого этилена должна составлять 99-99,9%.
Для производства этилового спирта методом прямой гидратации требуется этиленовая фракция приблизительно следующего состава: этилена > 97% объемн., водорода < 0,5% объемн., метана < 1,5% объемн. и этана < 1,0% объемн. (содержание ацетилена в этилене не регламентируется).
Для переработки этилена в окись этилена концентрация этилена должна составлять > 96% объемн., примеси высших не более 0,2%, ацетилена < 0,07 мг/м3, сернистых соединений в пересчете на элементарную серу < 0,001 мг/м3.
Допустимые концентрации различных примесей к этилену-концентрату, направляемому на производство полиэтилена, в соответствии с временными техническими условиями, разработанными специальной комиссией при ГНТК в 1959 г. и действующими на наших заводах в настоящее время, даны в табл. 28.
T а_б л и ц a 2S
Требования к этилену, предназначенному для произвсдства полиэтилена
Метод получения полиэтилена
Компонент
высокое
среднее давление (окисные катализаторы)
низкое
давление
давление
99,9
99,0
99,0
До 0,1
0,1
0,1
» 0,1
0,1
0,1
» 0,03
Не лпмитируется
» 0,03
То же
» 0,02
0,005
0,005
» 0,02
0,02
0,02
» 0,02
0,02
0,02
,> 0,01
Не лимитируется
Кислород, % объемн........
» 0,0005
0,0005
0,0005
Двуокись углерода, % объемн. . .
0,05
0,05
0,05
3
3
3
Не лими-
Точка росы —8O0C
Точка росы -60° С
тируется
Для получения этилена высокой чистоты требуются дополнительная ректификация полученной этиленовой фракции в двух или трех колоннах и химическая очистка (промывка органическим растворителем, например ацетоном или диметилформампдом; селективное гидрирование).
Для получения из пирогаза (под давлением) этилена высокой концентрации (99,5% и выше) фирмой Келлог разработана система из трех колонн: в одной получают этилен концентрацией 98,5%, а в двух следующих его очищают от метана и этана.
Гипрокаучуком для типового проекта агрегата газоразделения, работающего по абсорбционной схеме, разработан узел концентрирования этилена со специальной установкой гидрирования. Схема
очистки этилена следующая. Удаление сернистых соединений осуществляется промывкой этиленовой фракции горячим и холодным 10%-ным раствором щелочи. Горячей промывкой раствором щелочи (при 90° С) достигается удаление сероокиси углерода, являющейся основной примесью из сернистых соединений. Холодным свежим раствором щелочи достигается поглощение сероводорода и двуокиси углерода, образующихся в результате гидролиза сероокиси углерода. При промывке газа раствором щелочи одновременно с сернистыми соединениями удаляется СОг. Удаление щелочи из газа осуществляется водяной промывкой на последнем участке скруббера.
Очистку этиленовой фракции от ацетилена и кислорода проводят гидрированием на катализаторе никель на кизельгуре при 160—180° С водородом метано-водородной фракции. Процесс удовлетворительно протекает при 180—200° С и 25—27 ати. Гидрирование ацетилена можно также осуществлять на палладиевом и платиновом катализаторах при более низких температурах. (В некоторых схемах предусмотрено удаление ацетилена низкотемпературной экстракцией ацетоном.)