Способ подготовки пирогаза к разделению

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 5/О р 1)5 с И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУРОГАЗ к нефтетовке пиро тности к па ГОСУДАРСТВЕККЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(21) 4461711/23-04(71) Уфимский завод синтетического спирта им, 40-летия ВЛКСМ и Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева(56) Клименко А,П. Получение этилена из нефти и газа, М,: Гостоптехиздат, 1962, с. 233.Авторское свидетельство СССР У 1161506, кл. С 07 С 7/1,1, 1982.Авторское свидетельство СССР У 380688, кл. С 1 0 С 5/06, 1 971.(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПК РАЗДЕЛЕНИЮ(57) Изобретение относитхимии, в час Изобретение относится к разделению газовых смесей, в частности газов пиролиза углеводородного сырья в производстве этилена, и может быт использовано в нефтехимической и газовой промьппленности,Цель изобретения - повышение сте пени выделения тяжелых углеводородов Сиз газа ниролиза и снижениеФ+энергозатрат. На чертеже представлена схемреализации предлагаемого спосо.801595877 газа к разделению, Цель изобретения - повышение степени выделениятяжелых углеводородов С+ и снижение энергозатрат. Пирогаэ после первых ступеней сжатия и охлажденияподвергают абсорбции во фракционирующем абсорбере (этилбензоле в массовом соотношении с пирогазом 3 - 5:соответственно). Процесс ведут споследующей отпаркой легких углеводородов из жирного абсорбента в отпарной колонне, в которую одновременно с жирным абсорбентом подаютконденсат, отделенный на первых ступенях сжатия, и десорбцией тяжелыхуглеводородов из отпаренного жирногоабсорбента в десорбере, Выходящийиз фракционирующего абсорбера пирогаз и отпаренные легкие углеводороды объединяю и подают на последующие ступени сжатия и охлаждения сподачей отделенного при этом конденсата во фракционирующий абсорбер,1 ил. 7 табл. Пирогаз 1 из цеха пиролиза с давлением 1,2 - 1,3 ата и температуройо5 С подают в буферную емкость 2, Конденсат, отделившийся от пирогаза в емкости 2, сливают в сборник 3 конденсата, откуда насосом 4 подают на питание отпарной колонны 5. Пирогаз из емкости 2 направляют на всасывание первой ступени 6 пирогазового компрессора, После первой ступени сжатия пирогаз с давлением 3,4 ата и температурой 64 С подают в водя 1595877ной холодильник 7, где его охлаждают до 40 С. Далее в пропиленавом холодильнике 8 пирогаз охлаждают до18 С и частично конденсируют. Парожидкостную смесь после холодильника8 направляют в сепаратор 9 для отделения конденсата от газа, Конденсат из сепаратора 9 сбрасывают всборник 3. Газ из сепаратора 9 подают на всасывание второй ступени 10пирогазового компрессора. После сжатия во второй ступени пирогаз с даво,лением 6,5 ата и температурой 73 Сохлаждают в водяном холодильнике 11до 40 С, а в пропиленовом холодильонике 12 - до 16 С и частично конденсируют. Конденсат отделяют от газав сепараторе 13, откуда конденсатнасосом 14 подают на питание отпарной колонны 5.Пирогаз после сепаратора 13 подают на питание фракционирующего абсорбера 15 Режим работы фракционирующего абсорбера: давление 6,5 ата; температура верха 23 С; температура низаколонны 80 С, Пирогаз с верха абсорбера 15 поступает на третью ступень .1 6 пирогазового компрессора, Пирогаэпосле третьей ступени компрессии 16с давлением 20 ата и температурой77 С охлаждают в водяном холодильнике 17 до 40. С, в пропиленовом холоодильнике 18 - до 20 С и частичноконденсируют. Конденсат отделяют отгаза в сепараторе 19. Из сепаратораконденсат дросселируют (20) до6,5 ата и присоединяют кпирогазу,поступающему из сепаратора 13 в абсорбер 1 5. На верх абсорбера 1 5 подают тощий абсорбент,(этилбензол ьсоотношении к пирогазу 3:1 - 5:1)из десорбера 21. Кубовый продукт колонны 15, содержащий этилбензол, углеводороды Си вышее, охлаждают вохолодильнике 22 .до 20 С и подают вотпарную колонну 5. дтпаренные углеводороды с верха колонны 5 присоединяют к пирогазу, поступающему натретью ступень 16 сжатия пирогазового компрессора.Режим работы отпарной колонны 5:давление 3.,5 ата; температура верха15 С; температура куба 75 С.Жирный абсорбент с куба отпарнойколонны 5 подают на питание десорбера 21, Режим работы десорбера 21:давление 1,5 ата; температура куба95 С; температура верха 80 С,о10 20 Тощий абсорбент охлаждают в водя ном холодильнике 23 до 20 С и подают в буферную емкость 24, служащую для накопления абсорбента, подвода свежего и отвода отработанного абсорбентов, После емкости 24 абсорбент направпяют на верхнюю тарелку абсорбера 15 насосом 25,Газ из сепаратора 19 направляют на всас четвертой ступени 26 пирогазового компрессора, После сжатия в компрессоре 27 пирогаз с температурой 70 С и давлением 42 ата охлаждаоют до 11 С и ч ерез осушит ель 28 с содержанием углеводородов С и выше менее 0,07 молЛ направляют на дальнейшую переработку - газоразделение.П р и м е р 1, Пирогаз подготавливают по описанной схеме, Состав иколичество исходного пирогаза приведены в табл, 1 - 4, Там же приведенысоставы и количества материальныхпотоков, обозначенных на чертеже цифрами 1 - Х 1 Ч. Состав пирогаза определяют хроматографически. В абсорбер 15 подают этилбензол при массовом соотношении этилбензола и пирогаза 4;1. Сумма углеводородов С - С,в исходном пирогазе составляет31,6 масЛ, сумма поглощенных -29,752 мол,Х,Эффективность выделения тяжелыхуглеводородов С + по предлагаемомуспособу оценивают по степени извлечения алкадиенов, которая представляет собой отношение суммы поглощенных углеводородов С- С из составапирогаза потока 1 Ч к их сумме в исходном потоке 1 Ч.29 752Степень извлечения ь в - = 0,94.31,6 45П р и м е р 2. Опыт проводят вусловиях, аналогичных описанным впримере 1, но при расходе пирогаза,поступающего в абсорбер 15, 10 кг/ч,а этилбензола - 30 кг/ч, что соот 50ветствует массовому соотношениюэтилбензола и пирогаза 3:1,В табл. 5 приведен состав газа,поступающего в абсорбер (поток 1 Ч)и выходящего из абсорбера (поток Ч 11).Сумма углеводородов С - С висходном пирогазе составляет28,608 молЛ, Сумма поглощенных углеводородов С-С из состава пирогаза составляет 24,508 молЛ . Степень15958 П р и м е р 3. Разделение пирогаза проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1, но коли"чество пирогаза, поступающего в абсорбер2 кг/ч, а количество этилбенэола - 24 кг/ч, т.е. массовоесоотношение этилбензола и пирогаза2:1, Содержание углеводородов С -С 8в потоке 1 Ч составляет 26,139 мол.Х,а количество поглощенных углеводородов С-С- 21,039 мол.Е. Степень21 039извлечения -- - = 0,8.26,139Состав пирогаза, выходящего сустановки, приведен в табл. 6.В табл. 5 приведен состав потоков 1 Ч и Ч 11.П р и м е р 4. Опыт проводят вусловиях, описанных в примере 1, нопри расходе пирогаза (поток 1 Ч)5 кг/ч, а .этилбензола - 25 кг/ч, чтосоответствует массовому соотношениюэтилбензола и пирогаза 5:1,В табл. 5 приведен состав потоков 1 Ч и Ч 11.Сумма углеводородов С -С в исходном пирргазе составляет 15,9608 мол.7,сумма поглощенных углеводородовС 4-С- 15,89 мол.Ж.15 89Степень извлечения равна --- В15,9608 О 5 25 35= 0,995.Состав пирогаза, выходящего с установки, приведен в табл. 6.П р.и м е р 5. Для сравнения получены хроматографические составы пирогаза до и после ректификационного метода извлечения тяжелых углеводородов Си выше на стадии подготовки пирогаза к газоразделению по известному способу. Сумма углеводоро" дов С,1-Св пирогазе, поступающем на ректификацию, составляет 13,2063 мол.Ж, сумма извлеченных уг 45 50 извлечения равна 245080 85.28,608Состав пирогаза поток Х 1 Ч) на выходе с установки приведен в табл. 6. 77 блеводородов С -Г из состава пирогаФ еза - 4,5980 мол.й.Степень извлечения равна 4 5986-- 0,35.13, 2063Составы пирогаза до и после вьделения тяжелых углеводородов С,и выше и результаты расчетов приведены в табл. 5,В табл. 6 приведен состав пирогаза, подготовленного по известному способу.В табл, 7 приведены данные по энергозатратам в расчете на 1 т олефинов при подготовке пирогаза по примерам 1 - 5.Формула из об ретени яСпособ подготовки пирогаэа к разделению путем многоступенчатого сжатия с охлаждением и отделением образовавшегося при этом конденсата, включающий вьделение тяжелых углеводородов С , о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения степени вьделения тяжелых углеводородов С+ и снижения энергозатрат, пирогаз после первых ступеней сжатия и охлаждения подвергают абсорбции во фракционирующем абсорбере с использованием в качестве абсорбента этилбензола, взятого в массовом соотношении к пирогаэу, подвергаемому абсорбции, 3 - 5 :соответственно с последующей отпаркой легких углеводородов из т.ирного абсорбента в отпарной колонне, в которую одновременно с жирным абсорбентом подают конденсат, отделенный на первых ступенях сжатия, и десорбцией тяжелых углеводородов иэ отпаренного жирного абсорбента в десорбере и выходящий из фракционирующего абсорбера пирогаз и отпаренные легкие углеводороды объединяют и подают на последующие ступени сжатия и охлаждения с подачей отделенного при этом конденсата во фракционирующий абсорбер.595877 Тя блина 1 Среда Молекулярнаямасса Поток 111кг/ч мас.2 11 кг/ч мас.2)8,9 Пропилеи Пропан+метилацетилен+аллен 2, Ь О, 221 2,7) 42, ОЭ Сумма С (по дивиФнилу) 12,6 54,04 106,17 1,372 16,83 2,671 32,77 19,79 Сумма Су - С 1Этилбенаол 100 100 0,17 )ОО О, 085 100 8,151 Итого Таблица 2 Поток Среда уп мас, Х300 300 8,0 32,0 2ОО 3,385ОО 36,63 300 300 Таблица 3 Поток Среда ЕХ кг/ч мас,й кг/ч мас Водород 0,00022 0,005250,445210,57 О 042 Оз)13 О)237 0,643 0,047 0,327 0,4 Ь 6 1,264 0,042 5,093Метан 0,2371595877 1 О Таблица. 4 Поток Среда 1хп Х 17 кг/ч мас,7.кг/ч мол,7 мас.7 20,5 67 10,9 36,176 38,922 8,889 8,856 Пропан+метилацетилен+аллен0,015 1,939 3,5185 4,901 0,2 0,1 12 88,061 О, 0031 3 О, 0768 0,0428 Сумма С Сумма С . - СЭтилбензол 4, 083ОО О,27 100 100 Итого таблица 5 Состав пирогаэа, мол. Е Вомпоненты ПримерПример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Соотионение этилбеиэола и оирогаэа После вьделения углеЛо выделения угле- водородов 3: 7 5: 4, 1 водородов Поток 011 тр п 911 Р , Ч 13 0,0553 0,097 0,0598 0,0914 0,0478 0,0719 0,0706 0,0871 0,079 14,83 О, 069 13,97 22,19 4,89 20,197 13,84 18,43 17,19 24,4 12,81 39,01 26,02 26,5 37,47 27,38 В,г 59 30,28 34,8 42,684 34,04 35,03 7,866 6,053 9 38 7 ъгз 9,87 10,578 7,515 9,4366 8,551 26,65 31,35 19,16 2 з,в 2 го,5 гз,58 21,104 24,5 24,77 21,098 Пропаньметилацетн- пеньаллен 4,67 2,65 3,74 3,03 3,227 6,495 4,2 2,214 2,642 4,275 12,255 19,354 1,8471;394 4,1,818 5,14,321 0,0 26,39 5,180 13209 2,758 0,070,0 9,56 6,053 2,548 8,60 ф уСумма С " С Степень навлечения, 2 0,0 17,214 0,0 3,60613,206 31599 1847 28608 5,9608 007 99,5 35 ВодородВеганЭчилеиЭтанПропилеи ВодородМетанЭтиленЭтанПропилеи 0,00022 0,00541 0,081 0,445 1,477 0,362 1,5956 39,078 28,0289-1- тмол.Х иас.ймол.2 Пример 5 Примермол.й мас.ймас.й мол ас.йс 4,29 10 0084 0,005 5,4 О а 0,091 0,006 11,6 0,065 8,884 9,912 20,563 10,817 ЭЭ,5 12,51 38,21 34,29 36,434 Э 3,51 29,1 7,917,1 1,089,038 8,912 11,Э 7 28,02 39,078 4,098 5,905 39,08 29,498 407 Пропалнетилапетилеи+аллеи 12,14 31,86 3,933 5,409 4,368 6,021 , 0,6 3,518 4,901 0,02 О 75 001 0,042 00768 0,073 0,136 0,1 0,1 Сумма Се Сумма С - С 9 Этилпеиаол 100 100 100 100 100 100 Итого Таблица 7 Показатели Пример 1 2 3 4 Статья расхода 0,889 1,1345 1,29390,475 0,631 1,271 Электроэнергия, кВт-чПар, Гкал 0,724 0,801 0,378 0,424 Вода оборотная,тыс м 5 0,224 0,247 0,268 0,297 0,523 Суммарная энергоемкость1 т олефинов, тонны условного топлива 0,3327 0,3689 0,4 0,5246 0,71 ВодородНатамЭтилепЭтапПропилеи 0,081 20,51 Э 8,92 8,889 0,926,1768,856 12,76 39,77 11,05 37,361126928,388 Пример 4 л ;ва Малец дактор М, Петро рект одписн изводственно-издательскиц комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари Заказ 2888ВНИИПИ Государс енного 13035,оставитель Н. Ки ехред А.Кравчук Тираж 445 омитета по изобрет осква, Ж, Раушс иям и открытиям при ГКНТ СССя наб., д, 4/5