Способ подготовки пирогаза к разделению

 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к подготовке пирогаза к разделению. Цель - повышение степени выделения тяжелых углеводородов C 4 и снижение энергозатрат. Пирогаз после первых ступеней сжатия и охлаждения подвергают абсорбции во фракционирующем абсорбере (этилбензоле в массовом соотношении с пирогазом 3-5:1 соответственно). Процесс ведут с последующей отпаркой легких углеводородов из жирного абсорбента в отпарной колонне, в которую одновременно с жирным абсорбентом подают конденсат, отделенный на первых ступенях сжатия, и десорбцией тяжелых углеводородов из отпаренного жирного абсорбента в десорбере. 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. 1 ил. 4 табл.

„,Я0„„1595877

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 С 10 С 5/06

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1(21) 44617))/23-04 (22) 13.07.88 (46) 30.09.90. Бюл. У 36 (71) Уфимский завод синтетического спирта им. 40-летия ВЛКСМ и Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева (72) 1О.À.Êîìèññàðîâ, А „И,Лапшов, В .Н. Карасев, В.Е. Ионк ин, Г. О . Серг еев, l0.Â.Êîðèöêèé, В =Н.Ветохин, В.А.Ценев и С.M.Ëóíeâ (53) 621 . 593 (088. 8) (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, 1982.

Авторское свидетельство СССР

)) - 380688, кл. С 10 G 5/06, 1971. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПИРОГАЗА

К РАЗДЕЛЕНИЮ (57) Изобретение относится к нефтехимии, в частности к подготовке пироИзобретение относится к разделению газовых смесей, в частности газов пиролиза углеводородного сырья в производстве этилена, и может быть использовано в нефтехимической и газовой промьппленности.

Цель изобретения - повышение степени выделения тяжелых углеводородов С из газа циролиза и снижение

Ф+ энергозатрат.

На чертеже представлена схема, реализации предлагаемого способа

2 газа к разделению. Цель изобретения — повышение степени выделения тяжелых углеводородов С + и снижение энергозатрат. Пирогаз после первых ступеней сжатия и охлаждения подвергают абсорбции во фракционирующем абсорбере (этилбензоле в массовом соотношении с пирогазом 3 — 5:1 соответственно). Процесс ведут с последующей отпаркой легких углеводородов из жирного абсорбента в отпарной колонне, в которую одновременно с жирным абсорбентом подают конденсат, отделенный на первых ступенях сжатия, и десорбцией тяжелых углеводородов из отпаренного жирного абсорбента в десорбере. Выходящий из фракционирующего абсорбера пирогаз и отпареп.-ые легкие углеводороды объединяю и подают на последующие ступени сжатия и охлаждения с .т подачей отделенного при этом конденсата во фракционирующий абсорбер.

1 ил. 7 табл.

Пирогаз 1 из цеха пиролиза с давлением 1,2 — 1,3 ата и температурой о

5 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 водя1 595877 ной холодильник 7, где его охлаждают до 40 С. Далее в пропиленавом холодильнике 8 пирогаз охлаждают до

18 С и частично конденсируют. Парожидкостную смесь после холодильника

8 направляют в сепаратор 9 для отделения конденсата от газа. Конденсат из сепаратора 9 сбрасывают в сборник 3. Газ из сепаратора 9 подают на всасывание второй ступени 10 пирогазового компрессора. После сжатия во второй ступени пирогаз с даво, лением 6,5 ата и температурой 73 С охлаждают в водяном холодильнике 11 до 40 С, а в пропиленовом холодильо нике 12 — до 16 С и частично конденсируют. Конденсат отделяют от газа в сепараторе 13, откуда конденсат насосом 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 низа колонны 80 С. Пирогаз с верха абсорбера 15 поступает на третью ступень .

1 6 пирогазового компрессора. Пирогаэ после третьей ступени компрессии 16 с давлением 20 ата и температурой

77 С охлаждают в водяном холодильнике 17 до 40. С, в пропиленовом холоо дильнике 18 — до 20 С и частично конденсируют. Конденсат отделяют от газа в сепараторе 19. Из сепаратора конденсат дросс елируют (20) до

6,5 ата и присоединяют к пирогазу, поступающему из сепаратора 13 в абсорбер 15. На верх абсорбера 15 подают тощий абсорбент, (этилбензол ь соотношении к пирогазу 3:1 — 5:1) из десорбера 21. Кубовый продукт колонны 15, содержащий этилбензол, углеводороды С 4 и вышее, охлаждают в о холодильнике 22 .до 20 С и подают в отпарную колонну 5. дтпаренные углеводороды с верха колонны 5 присоединяют к пирогазу, поступающему на третью ступень 16 сжатия пирогазового компрессора.

Режим работы отпарной колонны 5: давление 3.,5 ата; температура верха

15 С; температура куба 75 С.

Жирный абсорбент с куба отпарной колонны 5 подают на питание десорбера 21. Режим работы десорбера 21: давление 1,5 ата; температура куба

95 С; температура верха 80 С, о

f5

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 охлаждао ют до 11 С и через осушитель 28 с содержанием углеводородов С и выше менее 0,07 мол.X направляют на дальнейшую переработку — газоразделение.

Пример 1, Пирогаз подготавливают по описанной схеме, Состав и количество исходного пирогаза приведены в табл, 1 — 4, Там же приведены составы и количества .материальных потоков, обозначенных на чертеже цифрами I — XIV. Состав пирогаза определяют хроматографически. В абсорбер 15 подают этилбензол при массовом соотношении этилбензола и пирогаза 4:1. Сумма углеводородов Сg — С, в исходном пирогазе составляет

31,6 мас.X сумма поглощенных—

29,752 мол.X.

Эффективность выделения тяжелых углеводородов С + по предлагаемому способу оценивают по степени извлечения алкадиенов, которая представляет собой отношение суммы поглощенных углеводородов С вЂ” С из состава пирогаза потока IV к их сумме в исходном потоке IV.

29 752

Степень извлечения -- †- = 0,94.

31,6

Пример 2. Опыт проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1, но при расходе пирогаза, поступающего в абсорбер 15, 10 кг/ч, а этилбензола — 30 кг/ч, что соот50 ветствует массовому соотношению этилбензола и пирогаза 3:l.

В табл. 5 приведен состав газа, поступающего в абсорбер (поток IV) и выходящего из абсорбера (поток VII), Сумма углеводородов С - C в исходном пирогазе составляет

28,608 мол.X. Сумма поглощенных углеводородов С -С из состава пирогаза составляет 24,508 мол.X. Степень

1 5958 извлечения равна 24 508

0 85.

28,608

Состав пирогаза (поток XIV) на выходе с установки приведен в табл. 6.

Пример 3. Разделение пирогаза проводят в условиях, аналогичных описанным в примере 1, но коли" чество пирогаза, поступающего в абсорбер 1 2 кг/ч, а количество этилбенэола — 24 кг/ч, т.е. массовое соотношение этилбензола и пирогаза

2:1. Содержание углеводородов С -С8 в потоке IU составляет 26,139 мол.Х, а количество поглощенных углеводородов С -С - 21, 039 мол.X. Степень

21 039 извлечения — — - = 0,8.

26,139

Состав пирогаза, выходящего с установки, приведен в табл. 6.

В табл. 5 приведен состав потоков IV u VII.

Пример 4. Опыт проводят в условиях, описанных в примере 1, но при расходе пирогаза (поток IV)

5 кг/ч, а .этилбензола — 25 кг/ч, что соответствует массовому соотношению этилбензола и пирогаза 5:1.

В табл. 5 приведен состав потоков IV u VII.

Сумма углеводородов С -С в исход ном пирргазе составляет 15,9608 мол.7, сумма поглощенных углеводородов

С4-С g — 15,89 мол.X.

15 89

Степень извлечения равна — — — в

1 5, 9608

= 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 С и выше на стадии подготовки пирогаза к газоразделению по известному способу. Сумма углеводородов С -С в пирогазе, поступающем на ректификацию, составляет

13,2063 мол.Х, сумма извлеченных yr!

О

77 б леводородов С -Г из состава пирога ф 1 за — 4,5980 мол.X

Степень извлечения равна

4 5986

0,35.

)3,2063

Составы 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 íà I т олефинов при подготовке пирогаза по примерам I — 5.

Фо рмул а и з о б р е т е ни я

Способ подготовки пирогаэа к раз делению путем многоступенчатого сжатия с охлаждением и отделением образовавшегося при этом конденсата, включающий вьделение тяжелых углеводородов С, о тлич ающий— 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 качеств е абсорб ента э тилбензола, взятого в массовом соотношении к пирогаэу, подвергаемому абсорбции, 3 — 5 : ) соответственно с последующей отпаркой легких углеводородов из т;ирного абсорбента в отпарной колонн, 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

Тублина!

Среда

Молекулярная

Поток

III кг/ч мас.2

II кг/ч мас.2 масса кг/ч мас ° 7. мол.2

2,7 Э

Ф

5,46

2,2 ° 10

0,445

0,054

13,8

26>18

5,98

18,9

Пропилеи

Пропан+метилапетилен+аллен

2i 6l

О, 22) 2,7l

Сумма С (по дивиФ нилу) 12,6

Оа045 26,6 0,03 27,7

О,) 24 73,4 0,078 72,3

1,372 16,83

2,67) 32,77

19,79

Сумма Су - Са

Этилбенэол

100 100 0,17 )00 0 ) 085 )00

8,151

Итого

Таблица г

Поток

Среда

viz мас.X

)у мас, 7. кг/ч мас.Х мол.X кгlч к г/ч мас.X мол.X кг/ч г г.)О-а.О ООЬ5 О 097 г 1 )О О>ООг

0,0553

)3,97 гг,) 99

0,403

О,) )4

О,Ь47

О,)г8

5,583

)8,45

39>ОЬ!

9,г38 г3,63

),г4 гь,5

0,3)4

)>, 52

Ь,О53

I9rI6

I,г7

I,)35 гО, Ог

Пронам>метнлаиетн" лен аллен

3,7)>9

),847

5,г7

О,) 78

О,II3

О,))7 г,ь5

0,043

3. 939

О, гг! г,)ь

3,893 48 /Ьг

3,338

О.)Ь 0,5

)О,ЬВ

3),Ь

Сумма С> " С g а том числе: сумма С> 1»о динин»лу) О I!3 3 338 ) 847

З,г!

, )9 ! 1 >

I,I I9

)г,г5

),3)3 г. 58

) 9,35, 7 >

0,5

О,)Ь

7>46 сумма С > - С!

99,5

3),85

8Ь,9

3),85

Отилбензол

Итого

)ОО IОО

B,О

3,385 )ОО )ОО

Таблица 3

Зг,О) г ) ОО

)ОО

ЗЬ,ЬЗ

Поток

Среда

ЕХ кг/ч мас.X кг/ч мас

Водород

0,00022 0,00525

0,4452 10,57

0,042 5,093 Метан

0,237. 0,047 .

28> 72

5,702

Этилен

Этан

Пропилеи

l,477

0,362

35, 082

8, 588

37,89

55,74 0,0062 0,153 1,596

0,006 0,0!7

0,46

Пропал + метилацетилеи + аллен

0,005 0,0!6 0,036 4,47

0,0059 0,146 0,215 5,114

0,042 О,I )6

l>275 3,454

2,943 7,975

3, 526 0Ä002 0,277 1, 2725

l,273

Су>е>а С9

3 I, 28

68, 42

О, 115

2, 738

2,943 8>1 58

Су>а>а С5 - Г !

Этилбеиэол

2, 7833

31,85 86,305 31,852 88,28

36,9) 100

36 08) IОО

0,8259 !00

Итого

4 ° 068

100

4, 2105 100

Водород

Метан

Этилен

Этан

Водород

Метан

Этнлен

Зтан

Пропилеи

2,015

16, 043

28>054

30 07

42, 08

42, 03

54, 04

106,17

О, 445

),477

О,ЗЬг

1,ЬОг

0,042 0,113

0,237 0,643

0,047 0,127

0,466 1,264

1>477 18,) 2

0,362 4,43

1,601 19,65

0,04г

О>г37

0,047

О,аьь

)),9) г

3Ь,Ь35

9,29

33,54

1595877

Та ол ица. 4

Поток (i1!еда

1 х п

XIV кг/ч мас,X кг/ч мол.X мас.7

20,5!67

10,9

36,!76 38,922

8,889

8,856

Пропан+метилацетилен+аллен 0,015 !1,939

3,5185

4,901

0,2

0,11 2 88, 061 О, 0031 3 О, 0768 О, 0428

Сумма С

Сумма С вЂ” С

Этилбензол

4,083 ОО

0,127 100

100

Итого таблица 5

Состав пирогаэа, мол. 2

Вомпоненты

Пример I

Пример 2

Пример 3

Пример 4

Пример 5

Соотионение этилбенэола и цирогаэа

После выделения углет3о выделения углеводородов

3:1

7 !

5:!

4 :I водородов с

Поток тт! ту V VI I tV, VII

С,т7553 0.(197 0,0598 0,0914 0,0478 0,0719 0,0706 0,0871

0,079

14,83

О, 069! 3,9 2, 19

l4 ° 89

20,197 13,84

18,43 17,19

24,4!!

2,81 39,01 26,02

26,5

37,47

27,38

8 2S9

30,28

34,8

42,684 34,04

35,03

7,866

6,053

9, 38

7,23

9,87

10,578 7rSIIS 9,4366

8, 551

26,65

31,35!

9,16 23,82 20 ° 15 23 ° 58

2l ° !04 24,51 24,77

21,098

Пропаняметилацетнпеньаллен

4,67

2,65

3,74

3,03

3,227

6 ° 495 4 72

2,214

2,642

4,275

12,255

19,354

I 847 I I 394 4,1

I1,8)8 5,1

l4,321 0,0

26,139 5,1

13 ° 209

2 ° 7518

0,07

0,0

9,56

6,053

2,548

8,60

С.

Сумма - С 1

Степень навлечения, 2

0,0

17,214 0,0

3,606

13,206

31,599 1,847 28,608!

5,9608 0 ° 07

99 ° S

Водород не тан

77ИЛЕИ

Этан Пропилеи

Водород

Метан

Этилен

Этан

Пропилеи

0,00022 0,00541 0,081

0,445

1,477

0,362! 5956 39,078 28,0289

1595877 таолица 6

Состав пирогааа, мол.X

Среда

Пример 3

t М

Пример 5

Пример 4

Пример 2

Пример

1 (мол X 1 мас X

° Т мол Ф нас* 1 мол»

{ т

4,29-10 s0,084 0 005

5,4 ° 10 0,091 0,006

lI 6

0,065

18,884 9,912 20,563 10,817

33,5

12,51

38,21

34,29 36,434 33,51

29,1

7,9

17,1

I I,08 9,038

8,912

Il,37

28,02 39,078 4,098 5,905

39,08 29,498 40,7

Пропал+метнлапети лен+аллеи

12,14 31 86 3,933 5,409 4,368 6,021 . 0,6

3 518 4,901

0,02

Оэ175 Оэ01

0,042 0,0768 0 073 0 136

0,1

О,l

Сумма Се

Сумма С - С9

Этилбеиаол

100

100

100

100 100

100

Итого

Таблица 7

Показатели

Пример

1 2 3 4

Статья расхода

Электроэнергия, кВт-ч

Пар, 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 энергоемкость

1 т олефинов, тонны условного топлива

0,3327 0,3689 0,4

0,5246 0,71

Водород

Натек

Этнлен

Этан

Пропилеи

0,081

20 ° 51

38,92

8,889

10 ° 9

26,176

8,856

l2,76

39,77

11,05

37,36

III269

28,388

0,889 1,1345 1,2939

0,475 0,631 1,271

)595877

Составитель Н. Кириллова

Техред А.Кравчук Корректор Т. Малец

Редактор M. Петрова

Заказ 2888 Тираж 445 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101