ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ректификационный метод из "Разделение многокомпонентных смесей" В этих условиях при высоком коэффициенте извлечения этилена температура точки росы метано-водородной фракции на выходе из колонны равна 460— 170 °К. Для конденсации флегмы в процессе деметанизации в установках фирмы Линде используют метановый паровой холодильный цикл. За последнее время в США разработана более простая схема холодильного цикла с применением только этиленового каскада. [c.326] Предварительными расчетами установлено, что для достижения высокой степени извлечения этилена из смеси количество жидкости, стекающей из промежуточного дефлегматора в колонну, должно составлять 4 моль/ч. Примерно такое же количество жидкости испаряется в промежуточном дефлегматоре. [c.328] Процесс деметанизации по типовой схеме (без промежуточного испарителя) был изучен в широком диапазоне чисел тарелок (от 6 до 20). Зависимость тепловой нагрузки на этиленовый дефлегматор от числа тарелок представлена на. рис. 99. Эта зависимость получена при температуре питания (205°К) 1и условии оптимального места ввода питания в колонну, которое характеризуется отношением числа тарелок в укрепляющей секции (считая этиленовый дефлегматор) к общему числу тарелок, равным примерно 1 2,5. [c.328] Как видно из рис. 99, при б тарелках режим метановой ко-лонны близок соответственно к / =схз, апри20 — к R=Rm t,. Оптимальное значение числа тарелок по экономическим соображениям составляет 16—18. Результаты расчета при Л/ = 1в и температуре питания, равной 209 °К, приведены в табл. 60. [c.329] Для рассматриваемого режима тепловая нагрузка на этиленовый дефлегматор составляет 182 900 кдж/ч и на кипятильник 557 180 кдж1ч. [c.329] Как видно из табл. 60, для процесса деметанизации пирогаза характерно значительное увеличение количества пара в исчерпывающей секции в направлении сверху вниз. Нижнее сечение является наиболее нагруженным по пару и жидкости сечением колонны по нему и определяют диаметр исчерпывающей секции. Скорость пара в нижнем сечении колонны более чем в 4 раза превышает скорость пара на тарелке питания, т. е. верхняя часть исчерпывающей секции загружена далеко не полностью. [c.329] Рассмотрим особенности процесса деметанизации пйрогаза в колонне с промежуточным испарителем (см. рис. 98, пунктир). [c.329] Ввиду трудоемкости решения этой задачи разберем влияние на процесс только двух переменных при постоянном числе тарелок, равном трем в укрепляющей секции девяти — в исчерпывающей. Расчеты проводили на машине Урал-1 для случаев, когда промежуточный испаритель установлен между 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8-й тарелками, считая снизу. Количество тепла, подводимого к промежуточному испарителю, варьировалось от 41 900 до 335200 кдж/ч. Температура питания составляла 205 °К. Результаты расчета представлены в табл. 61. Там же приведен минимальный теоретический расход энергии, необходимый для отвода тепла из этиленового дефлегматора и подвода его к промежуточному испарителю. Этот расход энергии определен по уравнениям ( 11,22) и (УП,23). Температура окружающей среды равна 303 °К, температура в кипятильнике близка к этой величине следовательно, соответствующий расход энергии можно принять равным нулю. [c.330] При анализе типовой схемы деметанизации с числом тарелок, равным трем в укрепляющей секции и девяти в исчерпывающей, были получены следующие данные нагрузка на кипятильник 585 870 кдж/ч. нагрузка на дефлегматор 165 930 кдж/ч теоретический расход энергии 111 450 кдж/ч. [c.331] Из таблицы видно, что при подведении к промежуточному испарителю небольшого количества тепла нагрузка на дефлегматор увеличивается незначительно. При одном и том же количестве тепла, подведенного к промежуточному испарителю, тепловая нагрузка на дефлегматор тем больше, чем выше установлен испаритель. [c.331] Минимальный теоретический расход энергии соответствует режиму, при котором промежуточный испаритель установлен между 5 и 6-й тарелками, а его тепловая нагрузка равна 251 400 кдж/ч. Выигрыш энергии для этого режима составляет почти 37% по сравнению с расходом энергии в типовой колонне, а тепловая нагрузка на кипятильник примерно на 40% меньше, чем в типовой схеме. Поскольку в метановой колонне наиболее узким по производительности сечением является нижнее, уменьшение количества пара в этом сечении (что соответствует снижению тепловой нагрузки на кипятильник) приведет к уменьшению диаметра исчерпывающей секции. [c.331] Таким образом, при использовании в схеме деметанизации принципа промежуточного подвода тепла можно достигнуть существенного выигрыша энергии, а вследствие более полной загрузки колонны по высоте— и снижения стоимости колонны. [c.331] Некоторые преимущества дает также включение в схему деметанизации промежуточного конденсатора в укрепляющей секции. При этом температура исходной смеси, поступающей в колонну, должна быть как можно выше. В данном случае при глубоком охлаждении исходной смеси до 205 °К промежуточный отвод тепла в укрепляющей секции даст небольшой эффект. [c.331] Для выбора оптимального режима в схеме с разрезной колонной, кроме общего числа тарелок, и номера тарелки питания необходимо изменять следующие переменные номера тарелок промежуточных вводов в укрепляющей и в исчерпывающей секциях степени отбора отгонного пара и извлеченной жидкости температуры, являющиеся пределом охлаждения отгонного пара и нагревания извлеченной жидкости. Вследствие значительной технической трудности решения задачи поиска минимума функции нескольких переменных температура отгонного пара после теплообменника 9 и температура извлеченной ж ид-кости после теплообменника 1 были приняты постоянными равными соответственно 202,77 °К и 255,2 °К. [c.333] Анализ составов в районе ввода промежуточного питания в укрепляющую секцию (при наличии шести тарелок в каждой секции) показал, что составы пара и жидкости в промежуточном сечении существенно отличаются от состава промежуточного питания. Это несовпадение составов вызвано тем, что в верхней части укрепляющей секции число тарелок завышено, поэтому последующий расчет был выполнен при числе тарелок в верхней части укрепляющей секции, равным двум, а в остал ,-ных секциях — шести. Суммарный расход холода в этом случае составлял 186 390 кдж1ч, т. е. почти столько же, сколько в предыдущем расчете. [c.333] Количество холода метано-водородной фракции, используемого для конденсации отгонного пара, составляет примерно 26 820 кдж1ч. При этой тепловой нагрузке на теплообменник температура потока на выходе из конденсатора 10 равна приблизительно 209°К. Таким образом, при определении расхода энергии, необходимой для конденсации отгонного пара, можно принять, что используемый холод эквивалентен холоду парового цикла с изотермой 209 °К. [c.334] Результаты расчета метановой разрезной колонны при степени отбора, равной 1, и общем числе тарелок 18 представлены в табл. 62. [c.334] По наиболее распространенным низкотемпературным схемам разделения газов пиролиза вначале проводят процесс деметанизации пйрогаза (особенности его рассмотрены выше), затем полученную в жидком виде фракцию углеводородов Сг—С4. подвергают ректификации с получением дистиллята (этан-эти-леновая фракция) и кубового остатка (фракция Сз—С4). Этановая колонна, в которой осуществляют эту стадию разделения, работает обычно под давлением около 30 ат. Температура в верхней части колонны примерно 265 °К, в нижней 350 °К. Хладоагентом в дефлегматоре является пропан, кипящий при абсолютном давлении 3 ат. В качестве теплоносителя в кипятильнике колонны используют пар низкого давления или горячую воду. [c.335] Вернуться к основной статье