ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Установка сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами (Г. В. Урбан) из "Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа" В Советском Союзе для очистки углеводородных газов от сероводорода наибольшее распространение получил процесс очистки моноэтаноламином (МЭА), а за рубежом чаще используют диэтаноламин (ДЭА) и совсем редко из-за малой поглотительной способности, — триэтаноламин (ТЭА). Если принять поглотительную способность по отношению к сероводороду у моноэтаноламина за 100 %, то у диэтанол-амина она составит 40 %, у триэтаноламина — меньше 15%. Правда, с повышением давления растворимость сероводорода быстрее увеличивается в три этаноламина, так что поглотительные способности при повышении давления абсорбции начинают выравниваться. [c.91] Основными аппаратами этаноламиновой очистки газов являются абсорбер и де-сорбер колонного типа с насадкой или тарелками. Технологическая схема типовой установки очистки углеводородных газов от сероводорода и диоксида углерода раствором моно-этанол амина приведена на рис. VI-1. Производительность установки по сырью 170 тыс. т/год. [c.91] Очистка газа проводится в две ступени. Поступающий на очистку газ попадает в сепаратор для отделения сопутствующего ему конденсата. Выходящий с верха сепаратора 1 газ направляется в низ абсорбционной колонны 2, где, поднимаясь вверх, он контактирует на тарелках (или насадке) с 15—17 %)-ным водным раствором моноэтаноламина, подаваемого в колонну сверху. В колонне имеется 22—24 ситчатых тарелки (или 15 м насадки из колец Рашига). Пасадочный абсорбер превосходит тарельчатый по скорости абсорбции и коэффициенту массопередачи в два раза. Температура в колонне 2 25—40 °С, давление 1,47—1,57 МПа. Частично очищенный газ выводится из колонны сверху и подается в низ абсорбционной колонны 9. Па верх этой колонны вводится 10—12 %-ный раствор МЭА. Устройство колонны 9 аналогично устройству колонны 2 температура в колонне 9 20—40°С, давление 1,37— 1,47 МПа. Если нужно снизить содержание диоксида углерода до 0,001 % (об.), давление на II ступени очистки следует повысить до 2,45—2,94 МПа. [c.91] Выходящий с низа колонны 2 насыщенный раствор МЭА нагревается в теплообменниках 4 до 80— 90 °С регенерированным раствором МЭА и поступает в десорбер 6. Десорбер представляет собой колонный аппарат, оборудованный 14—16 ситчатыми или желобчатыми тарелками и работающий при давлении 0,15—0,20 МПа. Низ колонны отгорожен глухой тарелкой, с которой раствор МЭА перетекает в кипятильник 8, где подогревается и с температурой около 130 °С возвращается в колонну 2 под глухую тарелку. В десорбере удаляются остатки сероводорода и диоксида углерода. Регенерированный раствор МЭА насосом 7 направляется в теплообменники 4, водяной холодильник 3 и с температурой 20—30 °С возвращается в колонну 2. Туда же насосом 5 подается свежий раствор МЭА. [c.92] Очищенный углеводородный газ, выходящий с верха абсорбционной колонны 9, проходит газосепаратор 13, затем выводится с установки. Насыщенный раствор МЭА с низа колонны 9 нагревается в теплообменниках 11 и проходит регенерацию в десорбере 14. Регенерированный раствор МЭА с низа десорбера 14 забирается насосом 12, прокачивается через теплообменники 11 и холодильник 10 и возвращается на абсорбцию в колонну 9. Низ десорбера 14 подогревается за счет тепла кипятильника 17. Выходящие с верха десорбера 14 сероводород и диоксид углерода направляются в десорбер 6. Вместе с десор-бированными Н 8 и СОд после I ступени очистки газы проходят водяной холодильник 15, где конденсируются водяные пары, и попадают в газоводоотделитель 16. С верха газосепаратора выводятся кислые газы (сероводород, диоксид углерода и примеси), а снизу — водный конденсат, который насосом 19 направляется в десорбер 6. [c.92] Технологическая схема установки приведена на рис. У1-2. Компримированный в две ступени (на схеме не показано) до давления 1,2—2,0 МПа жирный газ поступает в среднюю часть фракционирующего абсорбера 3. Несколькими тарелками выше из ре-зервуарного парка сырьевым насосом подается по одному из трех вводов (в зависимости от содержания пентановых углеводородов) нестабильный бензин. Обычно в абсорбере 3 имеется 40—50 тарелок, распределенных примерно поровну между абсорбционной и десорбционной секциями. Из используемых в абсорберах тарелок наиболее эффективными являются клапанные. Применение секционирования тарелок, уменьшающего эффект поперечного перемешивания, и внедрение прямоточного взаимодействия фаз позволяет в 2—3 раза новы сить производительность оборудования. Давление во фракционирующем абсорбере — от 1,2 до 2,0 МПа. [c.94] С верха абсорбера 3 уходит сухой газ с содержанием углеводородов Сд —Сд не более 10—15 % (об.). В сепараторе 4 от него отделяется конденсат, а сухой газ направляется в заводскую топливную сеть. Абсорбер оборудован системой циркуляционных орошений для съема тепла абсорбции. Тепло для отпа-ривания углеводородов Р — g подается в низ абсорбера с помощью горячей струи . Для этого продукт с низа абсорбера забирается насосом 1, проходит один поток трубчатой печи 5 и вводится в абсорбер 3 под первую ректификационную тарелку. [c.94] Регенерированный абсорбент (ненасыщенный стабильный бензин) через теплообменник 6 и холодильник 2 подается на верх абсорбера в один из трех вводов (в зависимости от содержания углеводородов С1 — С в жирном газе и во избежание уноса абсорбента). [c.94] Деэтанизированный бензин, насыщенный фракциями Сз — Сд, после подогрева в теплообменнике 6 подается по одному из трех вводов в стабилизационную колонну 7 для отделения сжиженного газа — рефлюкса (углеводороды —пропан, бутан и пеитан). Пары рефлюкса (головная фракция стабилизации) с верха колонны 7, сконденсировавшись в холодильнике 2, поступают в приемник 9. [c.94] Тепло для отпаривания легких углеводородов от стабильного бензина вводится в низ колонны горячей струёй . Для этого бензин с низа этой колонны забирается насосом 1, и часть его нагревается в змеевиках трубчатой печи 5 (второй поток) и поступает под нижнюю ректификационную тарелку колонны 7 (другая часть стабильного бензина направляется на орошение абсорбера 3). Часть конденсата из приемника 9 подается насосом на орошение колонны 7, а избыток — в ректификационную колонну 10 для выделения фракции Сз. [c.94] В этой колонне нропановая фракция отделяется от изобутен-бутан-пентановой. Пары ее после конденсации в аппарате воздушного охлаждения 8 поступают в приемник 9. Часть фракции g через холодильник 2 выводится в товарный парк, а основное количество служит орошением, подаваемым на верх колонны 10. Тепло в низ этой колонны подводится с помощью подогревателя 11, в трубное пространство которого подается водяной пар. Продукт из подогревателя направляется в колонну 12 для отделения изобутан-бутановой фракции от пента-новой. Низ колонны 12 также снабжен подогревателем-кипятильником 11, из которого через холодильник 2 в сырьевой парк отводится пентановая фракция. [c.94] Установка предназначена для алкилирования изобутана бутиленами в присутствии серной кислоты. Сырьем процесса служит бутан-бутиленовая фракция с газофракционирующей установки, в которой массовое соотношение изобутана к бутиленам составляет не менее 1,1 1. Сырьем может быть также смесь пропилена, бутиленов и амиленов с изобутаном [3]. [c.95] В качестве продуктов процесса алкилирования получают авиационный и автомобильный алкилаты и отработанную фракцию, которая представляет собой в основном смесь пропана и м-бутана. Выход алкилата в расчете на олефины составляет 160— 180 % (масс.), соотношение между авиа- и авто-алкилатами колеблется от 0,95 0,05 до 0,90 0,10. [c.95] Автоалкилат образуется в основном в результате побочной реакции при полимеризации олефинов. [c.95] В процессе в качестве катализатора применяют 96—98 %-ную, считая на моногидрат, серную кислоту. Расход катализатора на 1 т алкилата зависит от содержания олефинов в сырье для пропиленового сырья — 190 кг, для бутиленового сырья — от 80 до 100 кг, для амиленового сырья — 120 кг. Объемное соотношение кислота углеводороды поддерживается в реакционной зоне от 1 1 до 2 1. Поскольку кислотные свойства серной кислоты в растворе углеводородов значительно выше, чем в воде, снижение активности катализатора при алкилиро-вании будет зависеть от разбавления ее водой. Поэтому нужна тщательная осушка сырья перед подачей в зону реакции. Концентрация кислоты понижается также за счет накопления в ней высокомолекулярных соединений. Применение более концентрированной кислоты приводит к окислению углеводородов, осмолению продуктов, выделению диоксида серы и снижению выхода алкилата. При меньшей концентрации идет реакция нолимеризации олефинов с образованием разбавленной серной кислоты, коррелирующей аппаратуру. В серной кислоте должны отсутствовать примеси, такие, как соединения железа, например сульфат трехвалентного железа, снижающие эффективность процесса. [c.96] Основные секции установки следующие подготовка сырья, алкилирование (реакторный блок), ректификация продуктов, поступающих из реакторного блока. В секции подготовки сырья проводится очистка углеводородных потоков от примесей. Наиболее распространенными примесями в сырье являются сероводород, меркаптаны и вода. Сероводород и меркаптаны обычно удаляются путем щелочной и водной промывки. В этой же секции очищаются продукты реакции от серной кислоты, в результате отстоя, а затем щелочной и водной промывки алкилата. [c.96] В реакторном блоке (секция алкилирования) проходит непосредственно процесс алкилирования. В секции ректификации разделяются продукты реакции и выделяются пропан, изобутан, н-бутан и пен-тан, который выходит вместе с авиа- и автоалкила-тами. Эта секция состоит из четырех ректификационных колонн пропановой, служащей для отделения пропана от изобутана, изобутановой, в которой отделяются изобутан и пропан от остальных продуктов, бутановой, служащей для отделения н-бутана от алкилата — и колонны для вторичной перегонки, где разделяется смесь алкилатов. [c.96] Технологическая схема установки приведена на рис. VI.3. Сырье из секции подготовки (на схеме не показана) подается насосом 1 в холодильник 2 (здесь хладагент — испаряющийся изобутан), а затем равными порциями вводится параллельно в пять зон реактора 6. В первую зону реактора 6 вводится циркулирующая и свежая серная кислота насосом 4 и проходит последовательно все зоны реактора. [c.97] Требуемая температура в реакторе поддерживается за счет испарения пропана и части изобутана. Пары пропана и изобутана по выходе из левой части реактора проходят через общий коллектор в правую, отстойную зону, откуда они поступают через сепаратор 3 на прием компрессора 5. Сжатая часть паров охлаждается в холодильнике 8, и образующийся конденсат отделяется в промежуточном приемнике 9. Отсюда часть сжиженной пропан-изобутановой фракции направляется в холодильник 2 для охлаждения сырья, а основная часть поступает в колон-ну-депропанизатор 12. [c.97] Из этой колонны сверху выходят пары пропана и направляются в конденсатор-холодильник 14 и затем в приемник 15. Из аппарата 15 часть пропана насосом 16 подается на верхнюю тарелку колонны 12 в качестве орошения, а избыток отводится с установки. Колонна 12 обслуживается кипятильником 13. Нижний продукт колонны 12 — изобутан — поступает в кипятильник 13, далее в теплообменник 17, в котором охлаждающей средой является выходящая из реактора 6 смесь продуктов реакции, и в холодильник 2, где используется в качестве хладагента. [c.97] Вернуться к основной статье