ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фракционирование газа пиролиза из "Технология нефтехимического синтеза Часть 1" Для разделения газа пиролиза применяются следующие методы. [c.40] Оба метода требуют затрат холода и применения специальных хладоагентов, поскольку критическая температура этилена равна +9,7 °С и ожижение его водой невозможцо. [c.41] Необходимо отметить, что при конденсационно-ректификацион-ном методе основные затраты приходятся на создание низких температур. В связи с этим больщое значение имеет эффективность и экономичность применяемых холодильных циклов. [c.41] Разделение газа пиролиза может осуществляться при низком или при высоком давлении. При разделении при низком давлении (температура ниже —120 °С, давление 1,3—2 кгс/см , т. е. 0,127— 0,196 МН/м ) расщиряется интервал температур кипения разделяемых углеводородов и увеличивается их относительная летучесть. Кривая равновесия фаз становится круче, вследствие чего для разделения требуется меньще тарелок, флегмовое число снижается, а четкость разделения может быть очень высокой. С повышением давления кривая равновесия фаз становится более пологой — увеличивается число тарелок и флегмовое число. Однако для создания низких температур, требуемых для разделения при низком давлении, приходится применять наряду с аммиачным и пропановым также метановый холодильный цикл. Это требует более сложного оборудования и менее экономично, чем этиленовый холодильный цикл, применяемый при высоких давлениях. Вместе с тем, хотя на установках газоразделения при низком давлении получается очень чистый этилен, они малопроизводительны и очень чувствительны к изменению состава газа. Кроме того, их значительно труднее автоматизировать, чем/установки высокого давления. Поэтому метод низкого давления нельзя считать перспективным. В Советском Союзе и в США применяется главным образом метод разделения газа при высоком давлении, в некоторых странах Западной Европы применяются установки низкого давления. [c.41] Разделение газа пиролиза при высоком давле-н и и. При высоком давлении разделение может производиться абсорбционно-ректификационным или конденсационно-ректификационным методами. При использовании конденсационно-ректификационного метода метано-водородная фракция выделяется при температурах от —90 до —100°С, при абсорбционно-ректификационном— от —20 до —30 °С с использованием легкого абсорбента типа фракции С4. [c.41] При разделении газа пиролиза при высоком давлении конден-сационно-ректификационный и абсорбционно - ректификационный методы различаются в основном лишь схемой и режимом работы метановой колонны. [c.42] При абсорбционно-ректификационном методе метановая колонна (рис. 16) представляет собой фракционирующий абсорбер (верх колонны работает как абсорбер, а низ — как отпарная колонна). Газ пиролиза перед поступлением в колонну 4 охлаждается в холодильнике 1 до —25 °С. Извлечение компонентов тяжелее метана осуществляется путем орошения колонны 4 легким абсорбентом (фракция С4 из пропановой колонны), также охлажденным до —25°С. Расход абсорбента достигает 1,35 кг на 1 кг газа. [c.43] Следовательно, прн той же массе абсорбента степень извлечения будет больше для абсорбента с более низким молекулярным весо ]. Кроме того, для десорбции более легкого абсорбента требуется меньшая затрата тепла вследствие более низкой температуры низа десорбера. Недостатком применения легких абсорбентов является частичный их унос с отходящими газами, в данном случае с метано-водородной фракцией. [c.43] Для отвода тепла, выделяющегося при абсорбции, верхняя часть колонны 4 оборудована промежуточными выносными холодильниками 2. Уходящая сверху метано-водородная фракция содержит некоторое количество пар в абсорбента, зависящее от температуры и давления на верхней тарелке. Для извлечения унесенного абсорбента метано-водородная фракция охлаждается в холодильнике 8 до —60 °С и поступает в емкость 9, где газ отделяется от конденсата. Обогрев низа колонны осуществляется через кипятильник 5. Однако, поскольку остаток содержит значительное количество абсорбента (фракции С4), температура низа колонны должна быть выше, чем в отсутствие абсорбента, и составляет около 60 °С. Соответственно обогрев кипятильника осуществляется водяным паром. [c.43] Температура сырья, С. ... Температура верха, С. . . . [c.44] Капитальные затраты по всем стадиям, %. [c.45] Технико-экономические показатели процесса низкотемпературного разделения газа пиролиза определяются, в первую очередь, энергетическими затратами на создание низких температур, а эти затраты в значительной мере зависят от выбранной схемы охлаждения. [c.46] Охлаждение до низких температур, необходимое для выделения этилена из газа пиролиза, достигается сочетанием методов дросселирования, расширения газа в детандере и каскадного охлаждения за счет теплообмена с испаряющимся выше-кипящим компонентом (например, охлаждение этилена пропаном, метана — этиленом). [c.46] При прохождении реальных газов через диафрагму или вентиль (дроссельное устройство) происходит адиабатическое расширение газа, сопровождающееся изменением температуры, которое обусловлено тем, что энтальпия газа зависит не только от температуры, но и от давления. Изменение температуры газа при его дросселировании называют дроссельным эффектом или эффектом Джоуля — Томсона. Дроссельный эффект считается положительным, если температура газа снижается при дросселировании, и отрицательным, если она повышается. С повышением температуры дроссельный эффект уменьшается, достигая нуля при так называемой инверсионной температуре. Большая часть газов охлаждается при дросселировании, что широко используется в холодильной технике. Однако некоторые газы, например водород- и гелий, нагреваются при дросселировании. Поэтому для водород-содержаш,их газов метод дросселирования обычно неприменим. [c.46] Детандером называется газовый двигатель, в котором происходит адиабатическое расширение газа с одновременным совершением внешней работы (перемещением поршня или вращением колеса турбины). При этом газ охлаждается, так как совершаемая газом внешняя работа производится за счет его внутренней энергии. Детандер можно использовать в качестве привода к насосу или компрессору. [c.46] Как известно, обычный компрессионный холодильный цикл основан на испарении хладоагента при низком давлении. Он заключается в компрессии паров хладоагента до некоторого давления, при котором его можно сконденсировать водой, в конденсации паров хладоагента, дросселировании жидкости и испарении ее в испарителе при постоянной температуре с отводом тепла от охлаждаемого потока. Пары хладоагента вновь засасываются компрессором, и цикл повторяется. Однако такие холодильные циклы, если в них используется только один хладоагент, не позволяют получить достаточно низкие температуры. Для получения очень низких температур используют каскадные холодильные циклы. [c.46] Выделение концентрированного этилена из этан-этиленовой фракции сопряжено с определенными трудностями, обусловленными сравнительно близкими температурами кипения этилена и этана (—103,9 и —88,6°С при атмосферном давлении). В связи с этим для разделения этан-этиленовой фракции при высоком давлении требуется много тарелок (около 75) и высокое флегмовое число (4,5—5). Поэтому в процессе выделения этилена расходуется значительное количество энергии, в частности холода, необходимого для конденсации орошения. Для снижения расхода энергии используются внешние и внутренние холодильные циклы с максимальным использованием холода и тепла отходящих потоков. Эти циклы, как правило, основаны на принципе теплового насоса. [c.49] Схема внешнего теплового насоса приведена на рис. 21. Пары хладоагента компримируются и поступают в кипятильник колонны. Далее хладоагент дросселируется и используется для конденсации паров и образования орошения. Затем пары хладоагента вновь засасываются компрессором. Таким образом, тепло в колонну подводится за счет энергии сжатия, а холод — за счет дросселирования. [c.50] Разделение газа пиролиза при низком давлении. Метод разделения газа пиролиза, разработанный фирмой Линде, заключается в том, чго первоначально газ подвергается разделению на широкие фракции при высоком давлении с применением в качестве хладоагента аммиака. Последующее четкое разделение на отдельные компоненты осуществляется при низком давлении с применением метанового, этиленового и пропанового холодильных циклов. Метано-водород-ную фракцию выделяют-при абсолютном давлении 1,5—2,0 кгс/см (0,147—0,196 МН/м ), а этан-этиленовую фракцию разделяют при давлении около 1,3 кгс/см (0,127 МН/м ). [c.51] Соответственно в метановой колонне поддерживается температура —152°С (верх) и —78°С (низ), в этиленовой колонне —97°С (верх) и—81 °С (низ). [c.51] Вернуться к основной статье