Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
охлаждения.
При работе по этой схеме в жидкую фазу переходит и возвращается в колонну извлечения до 7—10% вес. углеводородов Сг—С.4 (от количества метано-водородной смеси). Включение детандера, кроме увеличения выхода этилена, обусловливает рекуперацию энергии в количестве до 5—8% от работы, затраченной на сжатие технологического газа и около 10% потребного для извлечения холода.
Принципиальная схема включения турбодетандера в систему извлечения методом низкотемпературной ректификации приведена на рис. 150. Холод детандерного потока используется здесь либо
для переохлаждения орошения (вариант А), либо для конденсации холодного орошения (вариант В). Термодинамически более выгоден вариант В, технологически — вариант А.
Абсорбционные холодильные циклы
До настоящего времени в практике разделения пирогаза не применяли установки с абсорбционными холодильными циклами. Однако термодинамический анализ процессов, а также технико-экономические расчеты показывают на большую перспективность применения абсорбционных холодильных циклов в схемах разделения углеводородных газов.
Принципиальная схема одноступенчатого абсорбционного холодильного цикла изображена на рис. 151.
Пары холодильного агента при низком давлении поступают из испарителя 1 в абсорбер 2, куда подается самотеком холодный поглотитель — абсорбент. При поглощении выделяется ТеПЛО Сорбции Qa, отводимое из холодильного цикла. Насыщенный раствор насосом 3 через теплообменник 4 подается в генератор 5. При подводе тепла Qz в нижней части генератора из бинарной смеси десорбируется холодильный агент. Пары абсорбента, испаряющиеся вместе с холодильным агентом, конденсируются в ректификаторе 6 и возвращаются в цикл; пары холодильного агента конденсируются при высоком давлении в конденсаторе 7, конденсат собирается в сборнике хладагента 8 и через дроссельный вентиль 9 подается к потребителям холода (в один или несколько испарителей).
Для осуществления абсорбционных холодильных циклов необходима затрата тепловой энергии. Тепло Qi подводится в генераторе на температурном уровне Тг и отводится в конденсаторе QK, в ректификаторе Qp и абсорбере Qa на температурных уровнях соответственно Тк, Tp и Та- Всегда:
Q2 >Qv + <?к + <?а, (IV. 61)
Рис. ITjI. Принципиальная схема абсорбционного холодильного цикла.
T2 > T1, >Тр>Та
(IV. 62)
Применять абсорбционные схемы целесообразно при низкой стоимости тепла, подводимого к генератору. Обычно это наблюдается,
когда механическая энергия вырабатывается из тепловой при использовании тепла отходящих потоков технологических установок. Установки разделения углеводородных газов являются крупными потребителями механической энергии, затрачиваемой на компрнмирование технологических потоков. При применении в качестве привода компрессоров (для технологических потоков) паровых турбин с противодавлением, либо газовых турбин без регенерации, отработанное тепло в этих схемах может быть экономично использовано, для получения холода в абсорбционных холодильных циклах.
Пирогаз
Но разделение
Насыщенный^ ростЪор
Рис. 152. Схема абсорбционного цикла на отработанном паре привода технологического турбокомпрессора.
На рис. 152 приведена схема абсорбционного холодильного цикла, в котором используется отработанный пар от паровой турбины, являющейся приводом турбокомпрессоров. На схеме условно показаны только некоторые элементы абсорбционной холодильной установки — генератор 1 с ректификатором 2, конденсатор 3 и сборник хладагента 4. Водяной пар из котла 8 проходит через турбину 6, а затем поступает в систему подогрева генератора, в которой конденсируется, отдавая свое тепло пасыщенному раствору. Конденсат водяного пара насосом 7 возвращается в котел 8. Развиваемая турбиной работа расходуется на компримирование пирогаза в компрессоре 5 перед разделением. Полученный в абсорбционном цикле холодильный агент также подается в систему газоразделения.
Преимуществом такой схемы является возможность регулирования в широких пределах соотношения между механической работой и теплом путем изменения начального давления пара и его противодавления.
При применении в качестве привода турбокомпрессора газовой турбины пределы регулирования соотношения тепло — работа, зна-
чительно уже.
Чтобы добиться минимальной разности температур на обоих концах теплообменного аппарата и свести к минимуму потери,
вызванные неравновесным теплообменом, изменение температуры теплоносителя (например, водяного пара или продуктов сгорания) должно происходить по тому же примерно закону, что и изменение температуры тела, воспринимающего тепло (например, насыщенного раствора в генераторе абсорбционной холодильной установки). Так как при десорбции холодильного агента из насыщенного раствора его температура изменяется незначительно, то в качестве теплоносителя можно применять конденсирующийся пар.
Г>>~1 На разделе
еление
Пирогаз
I
~=тТ=-
• Насыщенный pccmSop
я
7
-Иг
Рис. 1.53. Схема абсорбционной холодильной машины с использованием физического тепла пирогаза.
