ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение углеводородных газовых смесей из "Общая химическая технология органических веществ" Ацетилен, получаемый разложением карбида кальция, и, сухой природный газ, содержащий в основном метан, могут быть использованы для дальнейшей переработки непосредственно. Углеводородные газы крекинга и пиролиза нефтяных дестиллатов, коксовый газ, а также жирные природные газы, являющиеся сложными смесями веществ различного состава и свойств, для использования в качестве химического сырья необходимо разделить на компоненты. В зависимости от требований, предъявляемых при дальнейшей переработке, газы разделяют на индивидуальные углеводороды (четкое разделение) или на группы углеводородов с близкими свойствами (грубое разделение на фракции). [c.134] Разделение газовых смесей осуществляется в промышленности тремя способами абсорбцией, адсорбцией или охлаждением компри-, мированной (сжатой) газовой смеси. [c.134] Метод абсорбции применяется обычно для грубого разделения смесей газообразных углеводородов. Он основан на поглощении газообразных веществ жидкостью растворяющей один или несколько углеводородов исходной смеси и не растворяющей другие углеводороды. Такая жидкость носит название селективного избирательного) растворителя или селективного абсорбента. [c.134] Для разделения абсорбцией газовую смесь пропускают через абсорбционную башню, орошаемую селективным растворителем. Содержащиеся в газе низшие углеводороды (с одним и двумя углеродными атомами в молекуле) не поглощаются растворителем и выходят из верхней части башни углеводороды с большим числом атомов углерода в молекуле абсорбируются орошающей жидкостью, и из нижней части абсорбционной башни непрерывно вытекает раствор углеводородов в абсорбенте. Выделение газов из этого раствора производят в отгонной колонне (десорбере). Растворитель после охлаждения вновь направляют на абсорбцию, а выделенные углеводороды разделяют ректификацией. Для более полного извлечения углеводородов из газов абсорбцию обычно проводят при повышенном давлении (12—20 ат) и охлаждении исходного газа и растворителя. [c.134] При проведении процесса поглощения в адсорберах с неподвижным слоем активного угля через него пропускают смесь газов до насыщения адсорбента. [c.135] Затем адсорбер отключают и производят отгонку углеводородов из адсорбента с помощью острого водяного пара. [c.135] Отогнанные углеводороды конденсируются, отделяются от воды и в случае необходимости подвергаются повторной разгонке. После отгонки, углеводородов активный уголь сушат и охлаждают инертным газом и далее адсорбер вновь включают в систему поглощения. Таким образом, адсорберы с неподвижным слоем катализатора работают периодически. Ввиду малой производительности таких аппаратов и значительного расхода пара этот метод разделения углеводородных газов- иолучил сравнительно ограниченное применение. [c.135] За последние годы в промышленности нашел применение процесс непрерывного разделения газовой смеси путем избирательного поглощения отдельных ее компонентов медленно движущимся слоем активного угля. Этот процесс, получивший название гиперсорбции, применим для разделения различных газовых смесей. [c.135] Гиперсорбер (рис. 49) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат (высотой 30. и и более), в котором зернистый активный уголь движется непрерывно сверху вниз. В верхней части аппарата уголь, проходя через вертикальные трубки, сушится и охлаждается (зона охлаждения). Ниже находится зона адсорбции. Поступающая в эту зону газовая смесь движется противотоком к углю, который адсорбирует более тяжелые компоненты смеси. Непоглощенные легкие углеводороды отводятся из верхней части аппарата. В нижней части аппарата — в зоне десорбции — уголь нагревается и из него путем продувки паром выделяются поглощенные углеводороды. Для того чтобы продукты десорбции не смешивались с поступающими в гиперсорбер исходными газами, ввод подлежащей разделению газовой смеси должен производиться на 5—6 м выше места вывода десорбированного газа. При таком размещении патрубков для ввода и вывода газов слой взвешенного угля оказывает достаточное сопротивление десорбированному газу, что исключает возможность его проникновения в зону адсорбции. [c.135] Регенерированный уголь выводится из нижней части аппарата с помощью специального регулирующего механизма и пневматически подается в верхнюю часть гиперсорбера. [c.136] Компримарованае с одновременным охлаждением (водяным) применяется ля грубого разделения паро-газовых смесей углеводородов. Подлежащую разделению смесь сжимают до давления 15—20 ал и затем охлаждают водой (реже охлаждающим рассолом) парообразные углеводороды конденсируются и отделяются от газов, не конденсирующихся в этих условиях. Такой метод применяется для выделения газового бензина из жирных природных газов. [c.136] Для более четкого разделения газовых смесей применяют метод глубокого охлаждения. Газовую смесь сжимают и охлаждают до очень низкой температуры (порядка минус 100°). При этом более тяжелые углеводороды (Сз—С5) сжижаются, а метан и водород остаются в газовой фазе. Жидкую смесь углеводородов С —С5 далее подвергают ректификации также под давлением и при низких температурах. Для достижения низких температур использ)гют главным образом способ дросселирования, основанный на свойстве сжатых газов сильно охлаждаться при быстром понижении давления. [c.136] На рис. 50 изображена схема разделения газов пиролиза методом глубокого охлаждения. В этой схеме, наряду с использованием дросселирования газов, для охлаждения и конденсации углеводородов применяется также дополнительный отвод тепла за счет испарения жидких аммиака и этилена. [c.136] Исходный газ пиролиза, очищенный от сероводорода и двуокиси углерода, поступает в трехступенчатый компрессор /, где сжимается в первых двух ступенях до давления 15 ат. Из второй сту- пени компрессора газ через теплообменник 2 поступает в конденса-ционно-отпарную колонну 3, верхняя часть которой охлаждается испаряющимся в вакууме жидким аммиаком. Из газа охлажденного до минус 40°, в этой колонне конденсируются углеводороды С - а также выделяются вода и бензол, которые выпадают в виде кристаллов. Растворяющиеся в конденсате этилен, этан и пропилен отпариваются в кубе колонны глухим паром. Жидкие углеводороды С - -Сб из нижней части колонны 3 направляются на ректификацию. Периодически колонну очищают от кристаллов льда и бензола. [c.136] Испарившийся этилен из секции III возвращается на компрессорную установку для сжижения и вновь подается на испарение в ту же секцию аппарата, совершая замкнутый цикл. [c.137] Самая верхняя секция IV колонны 5 предназначена для отделения газа, дросселированного с помощью дроссельного вентиля 5 с 30 до 1 а/п и не сжижающегося в колонне (метан и водород). Этот гаа-по выходе из колонны имеет температуру минус 100°. [c.137] Описанный способ разделения газов на компоненты может быть осуществлен в различных вариантах. Выбор той или иной схемы с использованием различных сочетаний температур и давлений и применением соответствующей аппаратуры определяется составом исходной газовой смеси, целевым назначением продуктов разделения, заданным числом фракций и требуемой чистотой индивидуальных углеводородов. [c.138] В табл. 21 приведен примерный состав фракции, получаемых при разделении методом глубокого охлаждения газа пиролиза, а в табл. 22 — состав этиленовой и метановой фракций коксового газа. [c.138] Вернуться к основной статье