Холодильные циклы при разделении газов

В качестве хладоагентов применяют потоки разделяемого газа (внутренний холодильный цикл) или используют независимые от технологической схемы разделения холодильные циклы (внешний холодильный цикл). В системах с внешним холодильным циклом циркулирующий газ (например, этилен) не смешивается с технологическим потоком. Во внутреннем холодильном цикле этилен, подаваемый в систему холодильным компрессором, постоянно смешивается с технологическим потоком, часть которого непрерывно забирают вновь в систему холодильного цикла. [c.60]

Схема установки представлена на рис. 267. Отличительной особенностью описываемого ниже агрегата разделения коксового газа является отсутствие блока предварительного охлаждения, а также аммиачного и азотного холодильных циклов. Коксовый газ с температурой 20—25° С поступает непосредственно в блок глубокого охлаждения, где последовательно проходит один из двух переключающихся теплообменников теплой ветви 1, холодной ветви 2, этиленовый теплообменник 3 и дополнительный теплообменник 4. Затем газ направляется в испаритель метана и окиси углерода 5, после которого проходит так называемый конечный теплообменник 6 и поступает в промывную колонну 7 для удаления остаточного метана и окиси углерода, что достигается промывкой жидким азотом. [c.381]

Принципы компоновки аппаратуры и оборудования заводов сжижения природного газа очень просты, хотя обслуживание и проблемы их эксплуатации довольно сложны. Однако по мере накопления опыта эксплуатация заводов сжижения становится обычным делом. Основной способ сжижения — перекачка тепла до температурного уровня, с которого оно может быть сброшено в следующих друг за другом ступенях. На практике это воплощается в ряде холодильных циклов и в разумном выборе хладагента для каждого температурного уровня. Другой способ — расширение потока газа, в результате которого он сжижается, и использование теплообменника и компрессора для перекачки газа на более высокий температурный уровень. Охлаждение газа за счет расширения применяется для выделения из него гелия, водорода и неона, так как эти компоненты имеют очень низкие критические температуры. Для получения этих газов необходимо конечное расширение (дросселирование на заключительной стадии процесса разделения), позволяющее получить более низкий температурный уровень по сравнению с тем, который достигается при обычном дросселировании или компрессионном охлаждении. [c.196]

Каскадный цикл сжижения. На рис. 120 показана схема стандартного каскадного цикла сжижения, который широко применяется для разделения газов. В этом цикле для получения необходимой температуры в первой ступени охлаждения и конденсации хладагента второй ступени (обычно этилена) применяется пропан или фреон. В свою очередь, с помощью этилена достигается температура второй ступени охлаждения и конденсируется хладагент третьей ступени (обычно метан). Метан применяется в качестве хладагента на третьей ступени охлаждения, а также для дополнительного охлаждения продукции перед поступлением ее в хранилища. По существу, каскадный цикл состоит из трех отдельных, но сблокированных последовательно холодильных систем. Они различаются между собой только применяемым хладагентом. Для сжижения гелия данная схема дополняется последующими ступенями с применением в качестве хладагентов азота, водорода и гелия. [c.198]

Пропан-пентановый абсорбционный холодильный цикл. На рис. 125 показана схема трехступенчатого пропан-пентанового холодильного цикла. Этот цикл не применяется для общего сжижения газа, хотя он и осуществляется в криогенной области. Холод в данном случае получается за счет кипения пропана в низу колонны 1. В верхней части колонны пары пропана поглощаются охлажденным пентаном. Жидкая смесь пропана и пентана перекачивается в колонну 2 и затем в колонну 3, абсорбируя пары пропана в каждой из них. В колонне 5 происходит разделение смеси на пропан и пентан. [c.202]

В последние годы как у нас, так и за рубежом для процессов сжижения природного газа используют однопоточные каскадные холодильные циклы. Они отличаются тем, что в качестве хладагента используется жидкость, конденсирующаяся из сжижаемого природного газа. Соотношение компонентов в газе должно быть таким, чтобы парциальная конденсация на любой ступени была эквивалентна потребности в холоде на следующей ступени. В этом цикле можно получить любое разделение [c.130]

Для осуществления процесса необходимо проведение холодильного цикла, холодопроизводительность которого должна быть равна заданной величине. Для разделения газовых смесей и сжижения газов применяют так называемые циклы глубокого охлаждения, в которых происходит дросселирование газа или расщирение его в детандере. [c.546]

Ректификацию сжиженных газов применяют для разделения газовых смесей на составные компоненты и проводят ее при низких температурах, достигаемых при помощи холодильных циклов (стр. 545 сл.). [c.690]

Чтобы дать более точное представление о режиме фракционирования ожиженных углеводородных газов под давлением и показать относительную с ложность осуществления различных холодильных циклов, ниже описано разделение по схеме Линде пирогаза, полученного пиролизом некоторых нефтяных фракций. Одиако предварительно необходимо сделать несколько замечаний об очистке газов крекинга и пирогаза от ацетилена. [c.155]

На рис. 111.29 представлена технологическая схема ГПЗ, работающего по способу НТК. Эта так называемая классическая схема была впервые применена для переработки газа и получила в дальнейшем широкое распространение. На ее основе были разработаны все существующие модификации схем НТК. Схема имеет один внешний источник холода — пропановый холодильный цикл и один узел разделения (сепарации) двухфазной смеси. [c.168]

Конденсационно-отпарная колонна отличается от ректификационно-отпарной колонны тем, что разделяемая смесь подается в нее на верхнюю тарелку. Верхней укрепляющей частью в ней служит конденсатор-холодильник орошения внешнего холодильного цикла. На рис. HI.83 изображен наиболее распространенный вариант конденсационно-отпарной колонны. В этой схеме дистиллят, выходящий из колонны, смешивается перед холодильником 1 с потоком сырого газа, идущего на разделение. [c.247]

В разделе III были рассмотрены все основные способы и процессы переработки газа, различные варианты технологического оформления этих способов (т. е. различные технологические схемы). Однако, несмотря на их различие, большинство узлов и простых процессов являются общими для всех схем и способов переработки газа. Так, общими являются процессы очистки от механических примесей и капельной жидкости очистки от СО2 и HjS (если они присутствуют в сыром газе) осушки от влаги компримирования нагнетания жидкости теплообмена холодильные, циклы низкотемпературная конденсация и сепарация двухфазных потоков смешение и разделение потоков. Дополнительными узлами в схемах НТК являются деэтанизация ШФУ, деметанизация и в самых современных схемах дросселирование жидких потоков и детандирование. Для схем НТА такими дополнительными узлами являются абсорбция, АОК и десорбция, а для схем НТР — ректификация. Поэтому чтобы рассчитать любую современную схему переработки газа, необходимо уметь рассчитывать следующие процессы [c.268]

На проведение процессов сжижения и низкотемпературного разделения газов расходуется определенное количество холода, которое должно быть выработано в холодильном цикле установки. [c.56]

Наиболее простым является холодильный цикл, основанный на процессе дросселирования (рис. 23). На примерах принципиальных схем установок сжижения и низкотемпературного разделения газов, в основе которых лежит холодильный цикл с дросселированием (рис. 24), рассмотрим баланс холода на установках количество вырабатываемого в цикле холода (холодопроизводительность цикла) и статьи расхода холода. [c.56]

Общие соображения по выбору холодильных циклов для установок разделения природного газа [c.69]

Выбор холодильного цикла и его параметров для установок разделения природного газа определяется расходом холода на разных [c.69]

На установках разделения природного газа в тех случаях, когда необходимые низкие температуры могут быть получены с помощью жидкого этана, и особенно тогда, когда этан получают на установке разделения в качестве продукта производства, применяют этановый холодильный ЦИКЛа [c.75]

СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ [c.157]

Агрегаты разделения коксового газа номинальной производительностью 32 ООО м ч. Предназначены дпя получения азото-водородной смеси для синтеза аммиака, концентрированной этиленовой фракции, метановой фракции, фракции окиси углерода (для агрегатов I и П производительностью 31 ООО и 31 600 м ч) и богатого газа (смеси фракций метана и окиси углерода — для агрегата III производительностью 30 800 лг /ч). Работают по схеме с предварительным аммиачным охлаждением до минус 40 — минус 45 °С, с холодильным циклом дросселирования азота высокого давления,, с расширением азота высокого давления в поршневом детандере (для агрегата 111) и с расширением фракции СО в турбодетандере (для агрегата II). [c.200]

Для ожижения водорода применена сложная каскадная схема с пятью ступенями охлаждения (рис. 59, б). Применение многоступенчатой схемы позволяет существенно снизить затраты энергии. Характерным является применение только одной ступени с детандером (термодинамически это не очень благоприятно), что позволяет свести с минимуму возможные неполадки, связанные с выходом детандеров из строя. Другой важной особенностью схемы является разделение технологического и холодильного потоков. Циркуляционный холодильный цикл полностью отделен от ожижаемого потока водорода впервые идея такого способа ожижения водорода была предложена и осуществлена Капицей и Кокрофтом в Кэмбриджском университете в 1932 г. Главное преимущество такой организации процесса заключается в том, что основная масса водорода (циркуляционный поток) не требует очистки от примесей очищается только ожижаемая доля газа кроме того, облегчается осуществление многоступенчатой конверсии. Ожижители большой производительности обычно имеют схемы с разделенными потоками. [c.125]

В реально м цикле (/V>0) с ростом холодо- или тепло-производительности повышается температура охлаждаемого потока или снижается температура нагреваемого потока на входе в камеру. В холодильном цикле это влияние с ростом параметра ц возрастает, а при нагреве— снижается. В регенеративном цикле температура сжатого газа повышается с ростом ц, а разность температур уменьшается. Так как наибольший эффект вихревого температурного разделения сжатого газа (разность Т г—Гх), определяющий значения (ДТ х)рег и (ДТ г)рег, достигается при больших ц, то естественно различное влияние, например, недорекуперации в теплообменнике на эффекты охлаждения и подогрева. В режиме подогрева, особенно при высоком заданном значении Тт, подогрев газа происходит в основном в вихревой трубе и роль теплообменника невелика. Наоборот, при охлаждении регенерация холода суш,ественно влияет на эффект охлаждения. В связи с этим необходимо тщательно подходить к выбору теплообменника и устранению потерь холода в окружаюш,ую среду. [c.176]

Если же в результате разделения газовых смесей необходимо получить газообразные компоненты, то применяют другие холодильные "Циклы, основанные также на изоэнтальпическом расширении газа, например, цикл Капицы. [c.208]

Для разделения углеводородных газов при низком давлении предлагается использовать для получения глубокого холода газовый холодильный цикл с турбодетандером. На диаграмме температура — энтропия (рис. 20) показаны процессы этого цикла. Азот, являющийся рабочим веществом, сжимается до 6 ат 1—2) и охлаждается водой в холодильнике 2—3) [c.57]

Особенность чисто конденсационной схемы — выделение из газа пиролиза углеводородов Сз и С3 путем его охлаждения до —120° С в каскадно-холодильном цикле (аммиачном, этиленовом и метановом). Особенность абсорбционной схемы разделения газа [c.121]

В США к 1950 г. функционировало около двадцати заводов с общей выработкой в 2050 т этилена в сутки. Сложность задачи иллюстрируется рис. 1, на котором представлена одна из возможных схем разделения крекинг-газа. Газ сжимается до 30 атм. Установлено три внешних холодильных цикла аммиачный, этиленовый, метановый, что усложняет завод установкой громоздких компрессоров, сжимающих горючие, взрывоопасные газы. Чистота получаемого этилена 97—98%, степень извлечения 91—92%. В некоторых схемах покрытие холодопотерь осуществляется за счет давления основного потока с использованием расширительной машины. Энергетические затраты зависят от состава исходной смеси и составляют 35—45 квч па 100 м переработанного газа. [c.182]

На рис. 118 приводится диаграмма температур кипения различных веществ при атмосферном давлении и марки стали, которые применяются в криогенной технике. На рис. 119 показана принципиальная технологическая схема гелиевого производства, основанного на эффекте Джоуля—Томсона. Газ отбирается из газопровода, давление в котором составляет около 35 кгс/см , осушается и поступает на низкотемпературное разделение. В данном случае холодильный цикл заключается в охлаждении газа и последующем расширении его в дросселе. В результате расширения около 80% исходного газа сжижается и выде- [c.196]

На рис. 33 показана принципиальная технологическая схема установки трехступенчатой НТК с внешним холодильным циклом для разделения природного газа на сухой газ и ШФЛУ. Сырьевой газ разделяется на два потока и охлаждается в рекуперативных теплообменниках /, 2 обратным потоком ухого газа, отводимого с третьей ступени сепарации и с верха цеэтанизатора, и объединенным потоком сконденсировавшихся углеводородов с трех ступеней сепарации. Затем сырьевой по-гок охлаждается в пропановом испарителе 3 и поступает на первую ступень сепарации. Газовая фаза снова охлаждается в холодильнике до образования двухфазной системы и поступает аа вторую ступень сепарации, после чего следует еще од а тупень конденсации и сепарации. Жидкая фаза из всех трех епараторов 4, 5, 6 объединяется и поступает на питание в [c.137]

Если же в результате разделения газовых смесей необходимо получить газообразные компоненты, преимущества по сравнению с циклом Клода имеют другие холодильные циклы, основанные также на иэоэнтальпическом расширении газа, а именно цикл Гейландта и цикл Капицы. [c.227]

Наиболее распространенным методом разделения смесей газообразных углеводородов на фракции по числу атомов углерода следует считать ректификацию. Ее применяют главным образом для получения атнлена, важнейшего из низших олефинов. Поскольку в больптнстве газов, содержащих этилен, присутствуют еще метан и водород, разгонку проводят нри низкой температуре под давлением, чтобы создать метановую флегму в ректификационной колонне, благодаря наличию этой флегмы можно отделять нежелательные примеси метана и водорода без потери с ними фракции Са. При этом методе выделения олефинов необходимо устанавливать компрессоры для сжатия газов н для холодильного цикла кроме того, в качестве конструкционного материала для газораздолительной установки, особенно для ее холодных частей, требуются определенные марки легированных сталей, устойчивых нри низких температурах. [c.149]

Введение предварительного охлаждения усложняет установку сжижения нли разделения газа холодильная установка, в которой получается постороп-нпй холодильный агент, требует, кроме того, расхода энергии. Но ввиду того, что холод холодильного агента вырабатывается на относительно высоком температурном уровне, удельные затраты энергии на выработку этого холода относительно невелики, поэтому обш ий расход энергии на получение холода в цикле дросселирования с предварительным охлаждением снижается но сравнению с циклом без предварительного охлаждения. [c.61]

Экономичность холодильного цикла с дросселированием может быть также повышена применением цикла с двумя давлениями газа (рис. 28). Перерабатываемый газ, сжатый до давления Р , после теплообменника вначале дросселируется в сосуд С- до промежуточного давления Р. . Несжиженный газ отдает свой холод в теплообменнике и выводится с установки при давлении Р . Сжиженный газ из сосуда дросселируется в сосуд б з, из которого он выводится в виде продукта при атмосферном давлении. Прп втором дросселировании часть жидкости испаряется и газ выводится через теплообменник А с установки нри низком давлении Р . Поток с давлением Р в зависимости от конкретных условий либо поступает в компрессор и вновь возвраш,ается на установку (н установках сжижения газа), либо постуиает в газопровод природиого газа (в установках разделения газа). [c.63]

Наиболее часто эффект Джоуля - Томсона используется, когда в качестве холодильного агента выступает иеиосредст-веиио газ (например, природный), подвергающийся сжижению или разделению. При этом, в случае разделения газа цикл разомкнутый, при сжижении газа цикл может быть и замкнутым и разомкнутым. Пример такого цикла приведен на рис. 3.15. В процессе дросселироваипя газа понижается температура и появляется жидкая фаза, которая, в случае охлаждения природного газа, обогащена высококипящими комиоиеитами. [c.158]

Расчетные исследования различных технологических схем в установках разделения и сжижения природного газа с исполь-зоваипем холодильных циклов на смеси позволили получить некоторые обобщающие зависимости ио удельным затратам энергии и КПД используемых циклов [5]. [c.163]

На рис. 3.45 представлена технологическая схема установки выделения гелиевого концентрата с азотным холодильным циклом. Последовательное охлаждение, сжижение газа и ректификационное его разделение в установке производятся за счет рекуперации холода сдросселироваипых сжижеппых фракций. [c.207]

Барсук С.Д., Бажаиова Т.А., Загребииа В.И. Характеристика холодильных циклов на смеси при разделении и сжижении природных га-зов//Подготовка и переработка газа и газового конденсата. - М. ВНННЭгазпром. - 1980. - Вып. 4. - С. 5-8. [c.501]

В настоящее время при проектировании установок разделения газов пиролиза предусматривают применение ректификационных схем с давлением сжатая пйрогаза 30—40 ат. При этом давлении осуществляют конденсацию пйрогаза и в большинстве случаев ректификацию его с получением метано-водородной фракции, а также фракции Сг и выше. На данную стадию разделения, именуемую деметанизацией, приходится наибольший расход энергии, потребляемой установкой. Процесс деметаниза-цни протекает при низких температурах, что требует применения каскадного холодильного цикла. Объемное соотношение водорода и метана в газах пиролиза составляет примерно 1 2. [c.326]

Ректификацию этан-этиленовой смеси можно осущ,естБ ть в установке, работающей по низкотемпературной схеме разделения газов пиролиза с применением этиленового холодильного цикла. В качестве примера рассмотрим схему двухколонной [c.341]

Азотное производство. На заводах азотной промышленности применяют аммиачные холодильные установки с компрессорами двухступенчатого сжатия для температур кипения от —45 до —53° С в цикле разделения коксового или водяного газа для получения азотноюдородной смеси и при очистке газа от окиси углерода и метана. Из азотноводородной смеси при высоких температурах и давлениях получают затем синтетический аммиак. Компрессоры служат для сжатия газообразного аммиака, поступающего из газгольдера, а испарители — для кипения в них жидкого аммиака и получения холода с последующим использованием холодных паров аммиака в цехах переработки. [c.388]

Процессы разделения газов по абсорбционно-ректификацион-цому и конденсационно-ректификационному методам являются весьма энергоемкими. Особенно большие затраты имеют место для создания холода, необходимого для первичного сжижения разделяемых газов и для конденсации орошения в каждой колонне. Большие затраты энергии имеют место в этиленовой к пропиленовой колоннах, работающих при низких температурах и больших флегмовых числах. Используются аммиачный, пропан-пропиленовый и этан-этиленовый холодильные циклы. В некоторых системах применяется также метановое охлаждение. Холод [c.70]

Пирогаз подвергается противоточно конденсации в трубном пространстве колонны за счет холода противоточного испарения в межтрубном пространстве. Пар, образовавшийся в процессе противоточного испарения, конденсируется в теплообменнике 3 холодом обратных продуктов разделения, а полученная жидкость насосом 2 подается в качестве промежуточного орошения в среднюю часть трубного пространства. В конденсационно-испарительных разрезных колоннах потребность во внеятнем холоде и тепле сведена до минимума. Это обстоятельство дает возможность построить схемы разделения пирогаза без внешних холодильных циклов и без подвода тепла со стороны. Требуемая для разделения по такой схеме работа в основном покрывается за счет энергии сжатого до 40 ат исходного газа и работой циркуляционного этан-эти-ленового компрессора. [c.53]

Сжатый газ, содержащий водород и углеводороды, осушают пропусканием через окись алюминия или молекулярные сита, охлаждают приблизительно до —70 °С и направляют в демета- низатор. В качестве хладоагентов в различных холодильных циклах системы разделения пирогаза используются комприми-рованные метан, этилен и пропилен. Этилен и пропилен выделяют и очищают путем низкотемпературного фракционирования под давлением. Этан и пропан возвращают в цикл и пиролизуют в специальных печах. Из бутан-бутиленовой фракции методом абсорбции можно извлечь бутадиен. Фракция от С5 и выше, выкипающая до 200°С (т. е. бензиновая фракция), содержит значительные количества ароматических углеводородов Се — Се, которые можно выделить экстракцией (гл. 5). По другой схеме присутствующие диены подвергают селективному гидрированию и полученную фракцию используют как моторное топливо. [c.67]

Ставя целью осущсствптъ процессы разделения углеводородных газов при низком давлении, мы предложили использовать для получения глубокого холода газовый холодильный цикл с турбодетандером. Процессы, составляющие этот цикл, показапы на диаграмме температура—энтропия (рис. 1). [c.213]