ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет процесса выделения ацетилена из пирогаза из "Очистка технических 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 I и 11 групп), но поток растворителя недостаточен для их полного извлечения. Поскольку растворимость компонентов III 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.368] Аппарат 2 предназначен для десорбции из растворителя двуокиси углерода, поэтому СОг является здесь 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 I группы. Поэтому равновесие по компонентам I группы не устанавливается, и они заведомо полностью извлекаются из растворителя. Напротив, для десорбции компонентов П и III групп поток десорбирующего газа недостаточен, и большая часть их попадает с растворителем в последующие аппараты. В верхней части аппарата между газом и жидкостью устанавливается равновесие по компонентам 11 и III групп. [c.368] Напишем для аппарата 2 уравнения равновесия и материального баланса по Двуокиси углерода и определим величину потока ga. [c.368] Уравнение (Х-9) выражает зависимость соотношения потоков пирогаза и растворителя от условий абсорбции в аппаратах / и 2 и от абсорбционных свойств растворителя. Это соотношение в значительной мере определяет эффективность всего процесса выделения ацетилена из пирогаза. [c.369] Отношение потока исходной газовой смеси к потоку растворителя по уравнению (Х-9) не зависит от концентрации компонентов в пирогазе. Однако концентрации влияют на отношение давлений в аппаратах / и 2. Показать это можно следующим образом. [c.369] Рассчитаем затем концентрацию двуокиси углерода в потоках смешанного и возвратного газа. [c.370] Если ввести понятие селективности растворителя, то уравнение (Х-30) значительно упрощается. [c.371] Вычислим содержание в товарном ацетилене компонентов II группы (пропилен, пропадиен). Эти примеси присутствуют в продукте и частично отбираются вместе с ним, так как поток gj недостаточен для их отдувки из растворителя в аппарате 2. Кроме того, компоненты выводятся вместе с синтез-газом. [c.372] Уравнение (Х-44) приближенное, так как в его левой части опущены члены включающие концентрацию примесей в товарном ацетилене в квадрате. [c.373] Рассчитаем концентрацию компонентов 1П группы в потоках, выходящих из аппаратов 4, 5 и 6. Для этого составим уравнение материального баланса и равновесия для аппаратов 3, 4 к 5. [c.373] Поток т, очевидно, равен . [c.374] С учетом дополнительного количества ацетилена в потоке g, в нем несколько уменьшается концентрация компонентов П1 группы. [c.375] Давление в аппаратах 5 и 6 выбирают, исходя из характеристик греющего пара в кубе аппарата 6 и температуры кипения растворителя при различном давлении. [c.375] Если для подогрева ЫМП в кубе аппарата 6 используется пар при давлении 9,9 атм и температуре 180° С, то при температурном перепаде = 30 С давление в нижней части аппарата 6 будет равно 520 мм рт. ст., или 0,685 атм. 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.375] О селективности растворителя. Для описывае.мой 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.375] Таким образом, описываемая схема осуществима при условии, что селективность растворителя по отношению к системе ацетилен—двуокись углерода больше 2,7. [c.376] От селективности растворителя (система ацетилен—двуокись углерода) зависит также соотношение потока возвратного газа и количества подаваемого пирогаза. [c.376] Из приведенных данных следует, что уменьшение производительности установки и отношения давлений в аппаратах / и 2 особенно значительно при малой селективности. При этом уменьшить отношения давлений практически можно лишь путем снижения давления в абсорбере I, 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 приведено количество растворителя, рассчитанное при условии растворимости ацетилена а = 24 атм и для количества пирогаза 10 ООО м 1ч. [c.376] Если давление в аппарате 2 составляет 1,25 атм, то оптимальное давление в абсорбере ацетилена при селективности растворителя 1,5 3 и 10 соответственно равно 4,6 8 и 10,4 атм, а поток 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.376] 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 пирогаза с помощью метанола при низкой температуре. [c.376] Вернуться к основной статье