ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 188
Скачиваний: 5
ной компрессии, охлаждению и конденсации. Принципиальная схе ма такой установки показана на рис. 105.
При использовании этого метода удается извлечь только около 50% имеющегося в исходном газе пропана. Для повышения степени извлечения сжиженных газов применяют фракционирующий абсор бер (абсорбер— десорбер), представляющий собой комбинирован ную колонну, в верхнюю часть которой с меньшим диаметром по-
Рис. 105. Принципиальная схема маслоабсорбционной установ ки с рекомпрессией:
I — абсорбер: |
2 — выветрнватсль; 3 — десорбер; |
4 — компрессор; |
5 — |
||||
холодильники |
и конденсаторы; 6 — теплообменники; 7 — паровой подо |
||||||
греватель: S — емкость для орошения; |
9 — емкость |
для конденсата |
ре- |
||||
компресснн; |
линии: |
/ — сырого газа; |
// — отбензиненного |
газа; III — |
|||
газа выветривания; |
IV — нестабильного бензина: |
V — конденсата |
ре- |
||||
компресрнн; |
VI — несконденснрованного газа в абсорбер; |
VII — регене |
|||||
|
|
рированного абсорбента в абсорбер |
|
|
|||
ступает холодный абсорбент, а нижней сообщается тепло (рие. 106). Жирный газ подают в среднюю часть аппарата. В этом аппарате обычно бывает 40—50 тарелок, которые распределяются примерно поровну между абсорбционной и десорбционной секциями. Из верх ней части фракционирующего абсорбера выводят сухой газ С]—С2, а из нижней насыщенный абсорбент.
Применение абсорбционного метода с фракционирующим абсор бером позволяет извлечь из исходного сырья 70—90% пропана, 97—98% бутана, весь пентан и более тяжелые компоненты.
Аде-орбционный метод. Адсорбция — это процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом — адсорбентом. Поглощаемое вещество назы вается адсорбат, или адсорбтив. Процессы адсорбции обычно обра тимы. На этом свойстве основано выделение из адсорбента погло щенных им веществ — проведение десорбции.
Сущность метода заключается в способности пористых твердых тел — таких, как активированный уголь, силикагель, молекулярные сита, — адсорбировать на своей поверхности различные углеводо роды. Количество адсорбированных углеводородов зависит от при роды адсорбента, состава газа и режима. Так, в пределах одного и того же класса углеводородов количество вещества, адсорбируе мого активированным углем, возрастает с повышением его молеку лярного веса. Повышение температуры и понижение давления от-
2 2 8
рицателыю влияют на показатели процесса адсорбции. Обычно ад сорбцию проводят при температуре окружающего воздуха и давле нии 2—5 кгс/см2. Регенерируют адсорбенты продувкой газом или
•водяным паром при повышенных температурах и атмосферном дав лении. При средней продолжительности адсорбционного цикла 24—25 мин полную замену адсорбента производят после 1—2 лет его работы.
Процесс адсорбции отличается от про цесса абсорбции тем, что вещества извле каются твердым, а не жидким поглотите лем. Адсорбцию обычно применяют при не больших' концентрациях поглощаемого ве щества в исходной смеси, когда требуется достичь практически полного извлечения адеорбтива. В тех случаях, когда концент рация поглощаемого вещества в исходной смеси относительно велика, обычно выгод нее использовать абсорбцию.
Адсорбционный метод разделения газов применяют для выделения газового бензина из тощих газов, содержащих тяжелые угле водороды до 50 г/м 3.
Различают периодические и непрерыв ные процессы выделения газового бензина при помощи адсорбента. Чаще других при меняют периодический процесс как наибо лее простой. Он состоит из четырех этапов: 1) адсорбции углеводородов на адсорбенте, 2 ) десорбции, т. е. удаления адсорбирован ных углеводородов с поверхности и внутрен них пор адсорбента при помощи острого водяного пара, 3) сушки адсорбента горя чим газом и 4) охлаждения адсорбента хо лодным газом.
Установка с применением активирован-
НОГО УГЛЯ ПОЗВОЛЯет ИЗВЛеЧЬ ИЗ Газа 50%
пропана, 70-85 бутана и почти 100% пен-
Рис. 106. Фракционирую
щий абсорбер (абсор-
_
к о л о н н а Г ^ ^ Н-х о л о -
Т а н а . |
/ — жирного газа; / / — тоще- |
||
Непрерывную адсорбцию С движущимся |
|
|
|
слоем адсорбента, например гиперсорбцию |
сорбента; |
V -п ар а |
высокого |
(с применением активированного угля), |
|
авлен |
компо |
применяют для разделения очень тощих газов или выделения |
|||
нентов, которые находятся в исходном газе в малых |
количествах. |
||
Этот метод эффективен для извлечения этана |
из тощих газов при |
||
разделении природного газа на фракции. Метод гиперсорбции ме нее экономичен, чем абсорбционный.
Недостатком метода адсорбции является необходимость обя зательно удалять из газовой смеси тяжелые углеводороды, так как при десорбции они плохо удаляются из адсорбента.
229
Метод ректификации. Он является основным методом разделе ния газов. Фракционировать газы на компоненты непосредственно из газовой фазы затруднительно. Чаще всего газ разделяют на две широкие фракции: низкомолекулярных углеводородов в газообраз ном виде и высокомолекулярных в жидком виде. Выделение из газа жидкой фазы достигается понижением температуры и повышением давления. Охлаждение газовой смеси до низких температур позво ляет несколько снизить давление, необходимое для сжижения угле водородов. Для охлаждения газов применяют различные холодиль ные системы: аммиачные ' (до —50°С), этано-аммиачные (до —82° С) и с дроссельным охлаждением, при котором возможны еще более низкие температуры (эффект дросселирования основан на способности сжатых газов сильно охлаждаться при быстром пони жении давления).
Выбор той или иной схемы, а также температур и давлений, оп ределяется составом исходной газовой смеси, назначением продук тов разделения, заданным числом фракций и требуемой чистотой индивидуальных углеводородов. В заводской практике обычно огра ничиваются выделением фракций по.числу атомов углерода. Искус ственные газы при этом фракционируются на метан, этан-этилено- вую, пропаи-пропиленовую, бутан-бутиленовую и пентан-амилено- вую фракции.
Иногда, особенно когда получают сырье для нефтехимии, не 'только разделяют газы на фракции по числу атомов углерода, но некоторые фракции — на индивидуальные компоненты. Например, этан-этиленовуго фракцию можно хорошо разделить на этановую и этиленовую ректификацией под давлением, так как разница между их температурами кипения достигает 15° С. Наиболее трудной зада чей является разделение бутиленовой фракции. Температура кипе
ния изобутана |
при нормальном давлении —11,7° С, изобутилена |
—6,9, бутена-1 |
—6,26, бутадиена —4,4 и н-бутана —0,5° С. |
В ряде случаев, особенно для разделения углеводородных га зов, полученных при пиролизе углеводородного сырья, используют
конденсационный метод (см. стр. 140).
Вещества, имеющие близкие температуры кипения и не разде ляющиеся обычным фракционированием, выделяют методом азео тропной ректификации. В этом случае к разделяемым углеводоро дам добавляют компонент, который с одним из углеводородов об разует азеотропную смесь (с постоянной температурой кипения), значительно отличающуюся по температуре кипения от исходных веществ. Это дает возможность осуществить их ректификацию. Рек тификацией сначала отделяют один из компонентов, не образующих азеотропной смеси, а затем азеотропную смесь.
Промышленные установки ГФУ и АГФУ
На промышленных установках для фракционирования газов осуществляются процессы разделения газа — конденсация, ком прессия, ректификация, а в ряде случаев абсорбция и десорбция.
230
В простейшем случае, когда требуется получить сухой газ, а также фракции пропан-пропиленовую (Сз) и бутаи-бутиленовую (С4), используют установки для газофракционирования ГФУ (рис. 107). Жирный газ из газосепаратора подвергается двухсту пенчатой компрессии. При этом после каждой ступени в результате компримирования повышается температура газа благодаря работе сжатия и выделению тепла конденсации наиболее тяжелых углево дородов. Это тепло снимается в холодильниках 3, и в сепараторах 1, 2, 4 выпадает конденсат. Газовая фаза после второй ступени ком прессии поступает в этановую колонну 5. В эту же колонну подают
Рис. 107. Технологическая схема разделения газов ректификацией ГФУ:
1, 2, 4 — сепараторы; 3 — холодильник; 5 —этановая колонна; |
б — кипятильники; |
||||
7 — емкости орошения; |
8 — конденсаторы; |
9 — клапан-регулятор; 10 — пропановая |
|||
колонна; 11 — бутановая |
колонна; |
линии: |
I — жирного |
газа; |
II — конденсата; |
/// — отгона стабилизации; IV — сухого газа; V— фракции С3; |
VI — фракции С3 |
||||
и выше; VII — фракции С4'и выше; |
(//// — фракции С4; |
IX — остатка фракции С5 |
|||
|
|
и выше |
|
|
|
конденсат, выпавший после компрессии, а также отгон стабилиза ционной колонны, полученный в результате стабилизации бензина. На верху колонны 5 поддерживают низкую температуру путем по дачи орошения, охлаждаемого в конденсаторе испаряющимся ам миаком или пропаном. Из верха колонны отбирается сухой газ, а остаток из ее низа самотеком поступает в пропановую колонну 10, работающую при более низком давлении. Из верха этой колонны уходят пары пропан-пропиленовой фракции, а остаток, также само теком, поступает в бутановую колонну 11, где разделяется на бу- тан-бутиленовую фракцию и вышекипящий остаток, В колонны под водится тепло при помощи паровых кипятильников.
Давление в этановой колонне поддерживается 36—38, в пропа новой 16—18, в бутановой 6 — 8 кгс/см2. Температуру в верхней ча сти этановой колонны выдерживают на уровне от 0 до 5° С, пропа новой и бутановой колонн — 50—60, а температуру в нижней части всех колонн — около 120° С. Извлечение пропан-пропиленовой фрак ции от потенциала не превышает 80%.
Наибольшее распространение получили абсорбционно-фракцио- нирующие установки разделения газов АГФУ (рис. 108). Предва рительно очищенный от сероводорода жирный газ сжимается ком прессором первой ступени 1 до 4 кгс/см2, охлаждается в холодиль
231