ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выделение и концентрирование олефинов из "Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза" получаемые при различных процессах крекинга и пиролиза, значительно различаются по составу, что видно из данных табл. 5. Их можно разделить на три группы. [c.44] Газы крекинга (первая группа) разделяют чаще всего абсорбционно-ректификационным методом. Этот же метод иногда используют и для разделения газов пиролиза, но на современных крупных установках применяют низкотемпературную ректификацию, так как она дает более чистые фракции олефинов и требует меньше энергии. [c.45] Подготовка газа к разделению. В газах крекинга и пиролиза содержится ряд примесей, от которых их нужно предварительно очищать. Одни из них вызывают коррозию аппаратуры (Нг5), другие затвердевают при охлаждении (СО2, Н2О) и могут привести к закупорке аппаратуры, третьи близки к олефинам по температуре кипения и загрязняют получаемые фракции (С2Н2, метплацетилен). Кроме того, в газе содержатся пары жидких при обычных условиях углеводородов, представляющих значительную ценность (бензол, пентены). [c.45] Основная масса высших углеводородов и воды отделяется уже на начальной стадии сжатия газа. После этого при промежуточной и конечной ступенях сжатия газ очищается от остающихся примесей. [c.45] Поэтому в десорбере этаноламин можно регенерировать и возвращать на абсорбцию. Окончательную осушку газа проводят диэтиленгликолем или твердой щелочью, но чаще всего — с помощью оксида алюминия или цеолитов, хорошо адсорбирующих влагу. [c.46] Для этой цели подходят палладиевый катализатор (на носителе) и никелькобальтхромитный контакт, работающие при 150—230 °С. Вместе с ацетиленом могут гидрироваться и реакционно-способные диены. Если их хотят сохранить, очистку от ацетилена целесообразно проводить после отделения фракции С4. Часто эту очистку осуществляют на полученных фракциях Сг—Сз, что требует добавки к ним водорода. [c.46] Разделение газа пиролиза. Существуют многочисленные схемы разделения газов пиролиза методом низкотемпературной ректификации. Они различаются, во-первых, получаемыми фракциями и их чистотой обычно выделяют метановодородную, этиленовую, этановую, пропиленовую и С4-фракцию. Нередко получают чистый метан, а пропиленовую фракцию отделяют от содержащегося в ней пропана. Во-вторых, может различаться порядок выделения фракций, например первоначально отделяют углеводороды Сз—С4 или, наоборот, метановодородную фракцию. И, наконец, используют разное давление (0,15—7,0 МПа), определяющее, в свою очередь, градиент холода, необходимый для создания флегмы при ректификации. [c.46] Чаще всего разделение ведут при давлении 3—4 МПа, что для отделения метановодородной фракции требует температуры минус 100 °С. Она создается этиленовым холодильным циклом, который может работать лишь при наличии пропиленового (реже аммиачного) холодильного цикла. Пропилен при сжатии и охлаждении водой способен конденсироваться и при дросселировании до разных давлений может создать температуру от О до —40 °С. При такой температуре конденсируют комприми-рованный этилен, за счет чего при дросселировании до разных давлений создается температура от —60 до —100°С. [c.46] Одна из современных технологических схем разделения газов, получаемых при пиролизе бензина, представлена на рис. 12. Газ с установки пиролиза последовательно сжимается в пяти ступенях турбокомпрессора 1 (на схеме изображены только три ступени), проходит после каждой из них водяной холодильник 2 и сепаратор , где он отделяется от конденсата (вода и органические вещества). Для лучшего отделения более тяжелых углеводородов конденсат с последующей ступени сжатия дросселируют и возвращают в сепаратор предыдущей ступени (,ца схеме показано только для I и II ступеней сжатия). Благодаря этому создается ректификационный эффект, и в конденсате после I ступени компрессора собираются в основном углеводороды, жидкие при обычных условиях. Они отделяются от растворенных газов в отпарной колонне 4. Полученный пироконденсат выводят на переработку, а газы возвращают во всасывающую линию I ступени компрессора. [c.47] После 111 ступени сжатия газ проходит очистку от примесей кислотного характера. Очистку ведут водным раствором щелочи, циркулирующим через насадочный скруббер 5. Затем газ сжимают до конечного давления 3,5—4,0 МПа. Образовавшийся при этом конденсат отделяется от газа и после сепаратора IV ступени сжатия направляется в отпарную колонну 6. Там растворившийся газ отгоняется, и его возвращают для сжатия в IV ступень компрессора. Кубовая жидкость колонны 6 состоит в основном из углеводородов С4 + Сз, и для их разделения легкий пироконденсат поступает в ректификационную колонну 21. Сюда же для переработки направляется фракция, выделенная при глубоком охлаждении. [c.47] После отделения высших углеводородов газ проходит осушитель 7, заполненный А Оз или цеолитом, и поступает в блок глубокого охлаждения и разделения газа. [c.47] Кубовая жидкость деметанизатора 13 состоит в основном из углеводородов Сг—С4. Дальнейшая задача заключается в разделении углеводородов Сг и Сз, что осуществляется в ректификационной колонне 14, называемой деэтанизатором. Обычное давление в ней 2,5 МПа, а температура верха около — 10°С, поэтому для создания флегмы требуется охлаждение за счет пропиленового холодильного цикла (пропилен испаряется под давлением, способным обеспечить нужную температуру его кипения). С верха колонны 14 отводят смесь этилена и этана с примесями ацетилена и незначительных количеств метана и пропилена. Эта фракция поступает в блок гидроочистки от ацетилена. Ее подогревают в теплообменнике 15 за счет тепла обратного потока и затем в паровом подогревателе 16, после чего добавляют небольшое количество водорода и гидрируют в аппарате гидроочистки 17 на гетерогенном катализаторе. [c.49] Очищенную фракцию охлаждают водой в холодильнике 18 и затем холодной фракцией в теплообменнике 15, после чего она поступает в ректификационную колонну 19, называемую этиленовой. Ее назначение — разделение этилена и этана с одновременной очисткой этилена от метана и введенного при гидроочистке водорода. [c.49] Колонна 19 обычно работает при давлении 2,0—2,3 МПа и температуре верха минус 30 — минус 35 °С, что достигается охлаждением дефлегматора за счет испарения жидкого пропилена из холодильного цикла. Водород с примесью метана и этилена отводится с верха колонны и возвращается на соответствующую ступень сжатия исходного газа. Жидкий этилен отбирают с одной из верхних тарелок колонны 19. Иногда его хранят в жидком состоянии и тогда направляют непосредственно в хранилища или транспортные цистерны. Чаще он требуется в газообразном виде и может потребляться при разном давлении. В зависимости от этого холод этиленовой фракции утилизируют тем или иным образом (например, подобно этановой фракции). В кубе колонны 19 собирается жидкая этановая фракция, которую дросселируют и используют ее холод, как описано выше. [c.49] Кубовую жидкость деэтанизатора 14 направляют для ректификации в депропанизатор 20. В депропанизаторе под давлением 2 МПа отгоняют пропанпропиленовую фракцию, для чего достаточно охлаждать дефлегматор водой. Эту фракцию получают и хранят в жидком виде, но в зависимости от требуемого давления при последующих синтезах ее можно дросселировать и использовать ее холод для тех или иных нужд. Фракцию С4 + С5 собирают в кубе депропанизатора и подвергают дополнительному разделению на бутеновую и пентеновую фракции в колонне 21. [c.50] Концентрирование и разделение фракций олефинов. Этиленовая фракция, полученная при разделении газов пиролиза, часто содержит до 2—3 % метана и этана, а без очистки от ацетилена до 1—2 % этого углеводорода. На современных установках качество этилена значительно выше, поскольку для его полимеризации в полиэтилен требуется чистота 99,9 % и более. [c.50] Пропиленовая фракция в зависимости от источника ее получения может содержать разные количества пропилена и пропана. Так, при ее выделении из крекинг-газов содержание пропилена достигает лишь 30—40 % (об.), а при пиролизе углеводородных газов — 60—80% (об.) при пиролизе бензина в ней содержится до 90—95 % (об.) пропилена. Другими ее компонентами являются углеводороды Сг (0,2—2,0 % об.) и С4 (0,3—2,0% об.), а также при отсутствии гидроочистки по 0,5—2,0 % (об.) метил-ацетилена и пропадиена. Нередко эти пропиленовые фракции используют для синтезов без дополнительной очистки, что особенно относится к более концентрированным фракциям, полученным из газов пиролиза. Для ряда синтезов пропиленовые фракции, однако, целесообразно концентрировать, отделяя основную массу пропана ректификацией. Ввиду близости температуры его кипения к температуре кипения пропилена (А = = 5,5°С) для этого требуется колонна с 100—200 тарелками и флегмовым числом около 10. При ректификации в пропановую фракцию переходят и метплацетилен с пропадиеном. Получают и пропилен высокой чистоты (99,9 %), необходимый для производства полипропилена. [c.50] Помимо НИХ во фракции содержатся углеводороды Сз (0,5— 2,0% масс.) и Сб (0,5—1,5% масс.). [c.50] Как видно из табл. 4, такие комплексы с бутадиеном-1,3 более стойки, чем комплексы с олефинами, и при обработке фракции поглотительным раствором при минус 10—0°С извлекается в основном бутадиен-1,3. При нагревании до 40 °С происходит десорбция связавшихся олефинов с некоторой частью бутадиена-1,3 при 70—75 °С выделяют чистый бутадиен-1,3, а поглотительный раствор после охлаждения возвращают на сорбцию. Процесс проводят в противоточном каскаде аппаратов с мешалками каждый аппарат снабжен сепаратором и насосом. Свежий поглотительный раствор подают в первый аппарат, а бутеновую фракцию — в последний, чем создают наиболее благоприятные условия для сорбции разбавленной фракции свежим поглотительным раствором, а концентрированную фракцию абсорбируют уже насыщенным раствором. [c.51] Пентеновую фракцию выдерживают под давлением при 100— 120 °С после чего остальные углеводороды отгоняют от более высококипящего димера. Последний можно затем деполимери-зовать нагреванием до 200°С с получением циклопентадиена. Этот углеводород и его димер являются ценным сырьем для ряда синтезов. [c.53] Вернуться к основной статье