С точки зрения полноты десорбции целесообразно этот процесс вести под низким давлением. Однако трудно сконденсировать вы деленную из абсорбента смесь углеводородов. Поэтому давление процесса десорбции выбирают таким, при котором обеспечивается конденсация паров нестабильного бензина при использовании в хо лодильниках-конденсаторах оборотной воды.
По схеме маслоабсорбционной установки для отбензинивания
жирных попутных |
нефтяных |
газов |
(рис. 157) сырой |
газ, сжатый |
до 10—40 кгс/см2, |
проходит |
через |
маслоотделитель |
(на схеме не |
Рис. 157. Технологическая схема маслоабсорбционной установки.
I — сырой газ; II — отбензиненный газ; III — остаточный газ; IV — несконденсированные
газы; V — нестабильный бензин на ГФУ; |
VI — топливный газ; VII — свежий абсорбент; |
1, 7 — холодильники; 2, 4 — сепараторы; |
з — абсорбер; 5 — насосы; 6 — абсорбционно- |
отпарная |
колонка; 8 ,9 — теплообменники; 10 — десорбер; 11 — конденсатор — холодиль |
ник; 12, |
13 — промежуточные емкости; 14 — трубчатая печь; 15 — емкость для аварийного |
|
слива |
абсорбента. |
РД — регулятор давления; РР — регулятор расхода; РУ — регуляторы уровня; РТ — регу ляторы температуры.
указан), холодильник 1 и сепаратор 2, где освобождается от выпав шего компрессионного бензина, и поступает под нижнюю тарелку абсорбера 3. На верхнюю тарелку абсорбера подают поглотительное масло, или тощий абсорбент. При прохождении через абсорбер из газа поглощаются абсорбентом тяжелые компоненты и с верха колонны по трубе в сепаратор 4 отводится уже отбензиненный газ. В сепараторе осаждаются увлеченные потоком газа капли абсор бента, после чего газ через регулятор противодавления направляется на распределительный пункт.
Насыщенный абсорбент с низа абсорбера 3 через регулятор уровня самотеком поступает в абсорбционно-отпарную колонну 6, в которой из него отпаривают метан и этан, присутствие которых ухудшает условия конденсации нестабильного газового бензина. Иногда
эту колонну называют абсорбером-деэтанизатором или фракциони рующим абсорбером.
Колонна состоит из трех частей: |
верхней — абсорбционной, |
нижней ■— отпарной и отгонного куба, |
расположенного в самом |
низу колонны. Насыщенный абсорбент |
поступает на верхнюю та |
релку отпарной секции и, стекая вниз, собирается на глухой тарелке, откуда забирается насосом и прокачивается через систему тепло обменников 8 в отгонный куб.
В результате нагрева насыщенный абсорбент выделяет пары, которые, поднимаясь в отпарную секцию, отпаривают из него легкие углеводороды: метан, этан и частично пропан и высшие. Пройдя отпарную секцию пары далее поднимаются в абсорбционную секцию, где навстречу паровому потоку стекает тощий абсорбент, подаваемый на верхнюю тарелку абсорбционной секции тем же насосом, что
ив абсорбер 3. Этот абсорбент поглощает тяжелые углеводороды, частично отпаренные в нижней секции вместе с метаном и этаном. Метан и этан отводятся сверху по шлемовой трубе в сепаратор 4
иоттуда через регулятор давления в распределительный пункт. Этот газ используют в основном для топливных нужд завода. Осво божденный от метана и этана насыщенный абсорбент с низа отгон ного куба через регулятор уровня поступает самотеком в теплооб менники 9, из которых, дополнительно нагретый за счет тепла тощего абсорбента, поступает в десорбер 10. В десорбере окончательно отпариваются все поглощенные абсорбентом углеводороды.
Десорбер оборудован такими же тарелками, как и абсорбер; он состоит из верхней — ректификационной и нижней — отпарной секций (частей).
Насыщенный абсорбент поступает на верхнюю тарелку отпарной секции. В результате нагрева и снижения давления из него выде ляются пары, а жидкая фаза стекает вниз в отпарную секцию. Подо грев абсорбента в теплообменниках недостаточен для полной отпарки поглощенных компонентов. Поэтому дополнительно подводится тепло в низ колонны: часть тощего абсорбента с низа десорбера прокачи вают насосом через трубчатую печь 14 и в парожидкостной фазе его возвращают в нижнюю часть колонны.
Пары абсорбента, поднимаясь с низа отпарной секции, постепенно охлаждаются и, конденсируясь, отдают тепло стекающей жидкости, из которой постепенно выпариваются бензиновые углеводороды. Отпаренные углеводороды поднимаются в ректификационную часть десорбера. Навстречу им стекает поток холодного орошения, назна чение которого — сконденсировать и осадить в жидкой фазе легкие фракции абсорбента, поднимающиеся в верх колонны. Количество подаваемого холодного орошения регулируется в зависимости от заданной температуры верха колонны. Температуру верха колонны устанавливают такой, чтобы через верх не уходили пары абсорбента.
Пары с верха десорбера отводят в конденсатор-холодильник i i , где они конденсируются. Из конденсатора-холодильника нестабиль ный бензин стекает в емкость 12. Часть этого бензина подают на
•орошение десорбера, а избыточную часть через регулятор уровня перекачивают или на газофракционирующую установку или в ре зервуарный парк.
Тощий абсорбент из нижней части десорбера через теплообмен ники 9 и 8 и холодильники 7 отводят в емкость 13, из которой затем подают насосом на орошение колонн 3 и 6; при этом образуется зам кнутый цикл движения абсорбента. В емкость 13 может подаваться свежий абсорбент со склада. Для опорожнения труб печи от абсор бента во время плановых и аварийных остановок предусматривается слив его в аварийную емкость 15, откуда он может быть газом вы теснен в емкость 13.
Для поддержания заданного технологического режима в масло- -абсорбционной установке регулируется давление, уровень жидкости,
температура, |
расходы жидкости и газа. |
§ 68. |
ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ (ГФУ) |
Нестабильный газовый бензин, получаемый на отбензинивающих установках компрессией, масляной абсорбцией, содержит в своем составе углеводороды от этана до гексана и высшие. В зависимости от состава отбензиниваемых газов, способа отбензинивания и глу бины извлечения целевых компонентов состав нестабильных бен зинов колеблется в широких пределах. Как товарный продукт неста бильный бензин не применяется.
Нестабильный бензин, как правило, разделяют на отдельные компоненты. Необходимость разделения его обусловливается еще тем, что каждый компонент сырого бензина, в частности пропан, изобутан, н-бутан, изопентан применяется самостоятельно.
Основное требование к качеству каждого выделяемого углеводо рода — его чистота, т. е. содержание в выделенной фракции целе вого компонента.
Четкое разделение газовых смесей на фракции достигается ректи фикацией. Этот процесс осуществляется в ректификационных колон нах следующим образом.
Подогретое сырье поступает в среднюю часть колонны. На верх нюю тарелку подается орошение, представляющее собой сконденси рованный верхний продукт (дистиллят). Орошение, стекая с верх ней тарелки вниз, создает жидкостный поток (флегму), встречающий поднимающиеся снизу пары. Пары, поступающие снизу на тарелку, имеют более высокую температуру, чем стекающая на нее флегма. На каждой тарелке происходит выравнивание температуры потока паров и жидкости (флегма). При этом из паров, которые охлаждаются,
выделяется в жидкую фазу высококипящий компонент |
(в. к. к.), |
а из флегмы испаряется низкокипящий компонент (н. к. |
к.), т. е. |
на каждой тарелке происходит теплообмен и массообмен. |
|
В парах по мере подъема их вверх по колонне увеличивается содержание низкокипящего компонента, а во флегме по мере ее дви жения вниз накапливается высококипящий компонент. Отходящий
сверха колонны продукт состоит в основном из н. к. к. практически"
снезначительной примесью в. к. к. и, наоборот, нижний продукт состоит из в. к. к. с ничтожным содержанием н. к. к.
Водной ректификационной колонне смесь компонентов можно разделить только на две фракции. Для выделения трех фракций тре буется двухколонная установка. В первой колонне отделяется один компонент, а смесь двух других разделяется во второй колонне. Для разделения смеси, состоящей из большего числа компонентов, требуется и больше колонн. Число требующихся колонн на одну меньше, чем число разделяемых компонентов. В каждой колонне, кроме последней, будут получать одну целевую фракцию, а в послед ней колонне — две.
Основными факторами, определяющими работу каждой колонны и чистоту выделяемых фракций, являются температурный режим, давление, число тарелок и кратность орошения или флегмовое число. Давление при ректификации устанавливают такое, при котором обес печивается конденсация паров верхнего продукта колонн.
На большинстве газофракционирующих установок охлаждающим агентом является оборотная вода, температура которой 10—15° С зимой и 25—30° С лртом.
Исходя из этого, температура конденсации и в емкости орошения практически колеблется в пределах 30—40° С. Давление в емкости
орошения определяется по уравнению: |
|
%xQ = P, |
(196) |
где х — молярная концентрация компонента в конденсате; Q — да вление насыщенных паров данного компонента при данной темпера туре в кгс/см2; Р — давление в кгс/см2.
Если по какой-либо причине температура в емкости орошения будет выше температуры, при которой полностью конденсируется верхний продукт, то он сконденсируется только частично. При этом содержание низкокипящего компонента в паровой фазе увеличится. Давление в емкости орошения и при этом будет подчиняться при веденному уравнению, но давления из-за повышения температуры будут выше, а концентрация в конденсате низкокипящего компо нента, который перейдет в паровую фазу, снизится за счет других компонентов.
Полная конденсация верхнего продукта обеспечивается почти во всех ректификационных колоннах газофракционирующих уста новок, разделяющих деэтанизированный бензин. Неполная конден сация наблюдается только в этановой колонне.
Давление в ректификационной колонне на 2—3 кгс/см2 выше, чем в емкости орошения, что достаточно для преодоления сопротивле ния конденсата. Температура верха колонны должна быть такой, чтобы при данном давлении с верхним продуктом, уходящим из ко лонны, уходило минимальное количество высококипящего компо нента. В низ колонны подают тепло, чтобы отогнать от нижнего про дукта легкокипящий компонент.
зоа
