ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет процесса выделения ацетилена из пирогаза из "Очистка технологических газов" Перед тем как приступить к расчету, сделаем следующие замечания. В абсорбере 1 целевым компонентом является ацетилен, поэтому минимальный поток растворителя в абсорбере в соответствии с допущениями определяется условиями полного извлечения ацетилена из газовой смеси и равновесия по ацетилену между газом и жидкостью в нижней части колонны. Если достигнуто равновесие по ацетилену, то заведомо устанавливается равновесие по компонентам, растворимость которых меньше, чем ацетилена (т. е. по компонентам первой и второй групп), но поток растворителя недостаточен для их полного извлечения. Поскольку растворимость компонентов третьей группы выше, чем ацетилена, то поток растворителя превышает минимально необходимую величину для их полного извлечения и равновесие между жидкой и газовой фазами не достигается. Эти компоненты заведомо полностью извлекаются из газовой смеси в абсорбере. [c.463] Аппарат 2 предназначен для десорбции из растворителя двуокиси углерода, поэтому СО 2 здесь является целевым компонентом. Минимальному потоку десорбирующего газа (ацетилена) соответствует равновесие между газом и жидкостью в верхней части аппарата по двуокиси углерода. Такой поток превышает минимально необходимый для десорбции остальных компонентов первой группы. Поэтому равновесие по компонентам первой группы не устанавливается, и они заведомо полностью извлекаются из растворителя. Напротив, для десорбции компонентов второй и третьей групп поток десорбирующего газа недостаточен, и большая часть их попадает с растворителем в последующие аппараты. [c.463] Уравнение (Х.9) выражает зависимость соотношения потоков пирогаза и растворителя от условий абсорбции в аппаратах I и 2 и абсорбционных свойств растворителя. Это соотношение в значительной мере определяет эффективность всего процесса выделения ацетилена из пирогаза. [c.464] Отношение потока исходной газовой смеси к потоку растворителя по уравнению (Х,9) не зависит от конпентрации компонентов в пирогазе. Однако концентрации влияют на отношение давлений в аппаратах 7 и 2. Показать это можно следующим образом. [c.464] Рассчитаем затем концентрацию двуокиси углерода в потоке смешанного и возвратного газа. [c.465] Если ввести понятие селективности растворителя, то уравнение (Х,30) значительно упрощается. [c.466] Определим содержание в товарном ацетилене компонентов второй группы (пропилен, пропадиен). Эти примеси присутствуют в продукте и частично отбираются вместе с ним, так как поток 2 недостаточен для их отдувки из растворителя в аппарате 2. Кроме того, компоненты выводятся вместе с синтез-газом. [c.467] Уравнение (Х,44) приближенное, так как из его левой части исключены члены второго порядка малости. [c.468] Рассчитаем концентрацию компонентов третьей группы в потоках, выходящих из аппаратов 4, 5 ж 6. Для этого составим уравнения материального баланса и равновесия для аппаратов 3, 4 ж 5. [c.468] С учетом содержания дополнительного количества ацетилена в потоке g в нем несколько уменьшается концентрация компонентов третьей группы. [c.470] Давление в аппаратах д ш 6 выбирают, исходя из характеристик греющего пара в кубе аппарата 6 и температуры кипения растворителя при различном давлении. [c.470] Если для подогрева КМП в кубе аппарата 6 используют пар при давлении 9,7 105 Па (9,9 кгс/см ) и температуре 180 С, то при температурном перепаде Д4 = 30 С давление в нижней части аппарата 6 будет равно 0,695-103 Па (0,71 кгс/см2). Из приведенного расчета видно, что в десорбере 6 должен поддерживаться вакуум. В практических условиях для уменьшения скорости полимеризации гомологов ацетилена принимают более глубокий вакуум и более низкую температуру —120 °С). [c.470] О селективности растворителя. Для описываемой схемы характерно отсутствие отдельного узла отмывки газа от двуокиси углерода, которую удаляют из растворителя в аппарате 2 чистым ацетиленом. Такая схема осуществима только в тех случаях, когда селективность растворителя по отношению к системе ацетилен — двуокись углерода достаточно высока. Ранее указывалось, что концентрация ацетилена в смешанном газе не должна превышать некоторую величину, определяемую условиями безопасности сжатия газовой смеси. [c.470] Таким образом, описываемая схема осуществима при условии, что селективность растворителя по отношению к системе ацетилен — двуокись углерода больше 2,7. [c.471] Из приведенных данных следует, что уменьшение производительности установки и отношения давлений в аппаратах 1 и 2 особенно значительно при малой селективности. При этом уменьшить отношения давлений практически возможно лишь путем снижения давления в абсорбере 1, так как повышение давления в аппарате 2 затруднительно по чисто техническим причинам. Однако при уменьшении давления в абсорбере возрастает поток растворителя, подаваемого на абсорбцию. В табл. Х-4 приведен расход растворителя, рассчитанный при условии растворимости ацетилена а = 24,4-105 Па и для расхода пирогаза 10 ООО м /с. [c.471] Если даиление в аппарате 2 составляет 1,23-105 Па (1,25 кгс/см ), то оптимальное давление в абсорбере ацетилена при селективности растворителя 1,5 Зи 10 соответственно равно 4,5-105 7,85-106 и 10,2 105 Па (4,6 8 и 10,4 кгс/см ), а ноток растворителя составляет 110, 55 и 42 м /ч. Энергетические затраты на десорбцию и перекачивание растворителя пропорциональны его количеству, поэтому расход энергии на десорбцию в первом случае в 2,6, а во втором в 1,31 раза выше, чем в третьем случае. При равных энергетических затратах можно принять, что производительность установки при селективности растворителя, равной 10, составляет 100%. Тогда производительность установки соответственно при селективности 1,5 и 3 составит 30,6 и 70,3%. Отсюда видно, что процесс выделения ацетилена по описанной схеме эффективен лишь при достаточно высоких значениях селективности. [c.472] Если селективность растворителя по отношению к системе ацетилен — двуокись углерода меньше 3—5, более выгодна предварительная очистка пирогаза от двуокиси углерода. В качестве примера можно привести схему выделения ацетилена из пирогава с помощью метанола при низкой температуре. [c.472] Вернуться к основной статье