Способ получения этилена или богатых этиленом концентратов

 

"i - кхъ№ 29165;

Класс 12о, 19

/

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа получения этилена или богатых этиленом . концентратов.

К авторскому свидетельству М. Б. Марковича и В. В. Пигулевскогв, заявленному 12 июня. 1929 года (заяв. свид. № 49029).

О выдаче авторского свидетельства опуоликовано 28 февраля 1933 года.

Известны способы получения этилена или богатых этиленом концентратов из газообразных продуктов пиролиза оргаческих веществ путем очистки серной кислотой, обработки органическими растворителями, компрессии, охлаждения и ректификации под давлением.

Согласно предлагаемому способу, после очистки серной кислотой от высших углеводородов, к содержащему этилен газу до, во время или после компрессии, но до охлаждения, добавляют органические растворители. В означенных растворителях олефины растворимы более других углеводородов и газов либо путем испарения растворителей при нормальном давлении до компрессии, либо через лубрикатор компрессора, в виде смазки цилиндров последнего, либо путем впрыскивания, в выкидную трубу компрессора. После ожижения охлаждением и отделения воды всю смесь подвергают ректификации в одной или нескольких последовательно включенных лютерных колоннах.

Для добавления к газу в парообразном состоянии применяют легко конденсирующиеся, углеводородные газы или крэкинг-бензин, бензол, легкие нефтяные погоны, скипидар, спирты, или смеси их, которые при температуре и давлении компрессоров переходят в жидкое состояние.

Согласно приему осуществления предлагаемого способа,i помянутые выше три способа введения растворителей комбинируют попарно в любых сочетаниях.

На чертеже изображена схема аппарата для осуществления предлагаемого способа.

Предлагаемый способ ставит себе целью освобождение, вообще говоря, от более легких, чем этилен, газов, при чем концентрация этилена повышается от 40% до 60 ),, а в случае бедных газов относительно еще больше, например, в случае, так называемых, постоянных газов, блаугазового производства — от 17",о до

32 — 35% и т. д. Предварительное удаление пропилена и высших. непредельных углеводородов имеет большое значение, так как, в их присутствии процесс ректификзции идет весьма нечетко.

Работа ведется следующим образом: газ, прошедший кислотную обработку 1 . и освобожденный от главной массы пропилена и высших олефинов, поступает, если это необходимо, на доочистку от обычно остающихся 0,3 — 1,0. /, пропилена. Доочистка ведется посредством возможно более крепкой серной кислоты (не крепче 97 — 99%) в промывной колонке †скруббе 2 или подобном ему устройстве. Газ проходит брызгоуловитель 3 и устройства 4 для очистки от

S0, и SO и поступает в небольшой газгольдер — поплавок, 5, предназначаемый, с одной стороны для создания независимости работы первой стадии установки, т. ° е. очистки (кислотной) от второй стадии — компрессии и ректификации и, с другой стороны, для амортизирования непрерывных толчков в давлениях, вызываемых работой компрессора, последовательно расположенного за газгольдером. Из газгольдера газ засасывается компрессором и сжимается им для случая концентрации этилена 30 вЂ

40% до давления порядка 125 атм,, а в случае меньших концентраций, до больших давлений, величина которых обратно пропорциональна указанным цифрам. Величина потребного давлеййя существенным образом зависит, с одной стороны, от содержания более легко конденсирующихся компонентов, а с другой стороны, в еще большей степени, от содержания метана, водорода и азота, а также других более трудно ожижаемых газов. Смазка цилиндров компрессора производится предпочтительно . водой. Кроме того, на выбор давления влияет та степень охлаждения, которая может быть осуществлена в дайных условиях наверху ректификационной колонны. Разогретый до 120 †1 газ, вследствие сжатия в компрессоре, охлаждается в холодильнике 7, приблизительно, до 30 — 50 и поступает в водоотделитель 8, в котором, кроме воды, могут при указанных температурах и давлении перейти в жидкое состояние более тяжелые углеводороды, наприщер, пропан и бутаны. Вода оседает. вниз и спускается или с помощью автомата 9 или вручную. Спуск регулируется таким образом, чтобы сходила только одна вода, что легко заметно, так как, когда выходит углеводородная жидкОсть, она резко вскипает. После отделения воды углеводородная система,, частично полужидкая, частично газообразная, направляется через систему холодильников 10, где, путем возможнр глубокого охлаждения, переводится сполна

Ф ., или пластично в жидкое состояние и подается на средину высоты ректификационной колонны11, выполненной предпочтительно в йиде стальной цельно натянутой трубы, наполненной в рабочей своей части насадкой,"тарелками. и т. п. обычными устройствами. В месте входа происходит разделение жидкой фазы от газовой, при чем последняя поднимается вверх и встречает там дефлегмационный участок колонны, охлаждаемый возможно более глубоко. Охлаждение верха колонны, предпочтительно, ведется посредством двух змеевиков 16, g7. В первом из них циркулирует подаваемое со стороны охлаждающее средство, например, рассол хлористого кальция от холодильной машины и т. п. Скопляющиеся в реЗультате ректификации в верхней части колонны легкие газы, предварительно подвергшиеся расйирению в дроссельйом клапане йли каком-либо другом йрактикуемом в технике ожижения газов устройстве 18 и охладившиеся здесь, йримерно, до 60, направляются в змеерик 17. Отдельные легкие газы возможно исйользовать непосредственно в сжатом виде., В качестве флегмы в колЬнне скопляется жидкость, представляющая собой смесь жидкого этилена с более тяжелыми компонентами: бутаном, пропайом и т. д. Эта смесь при господствующих давлениях в температурах растворяет большое количество более легких газов, поэтому необходимо „отпарить" эти растворенные газы путем подогрева йиза колонны. Температура внизу должна быть достаточна для того; чтобы испарялись, по - возможности, все газы и часть этилена; последнее необходимо для правильного ведения ректификационного процесса, при чем может быть рекомендовано соотношение между испаряемыми легкими газами и этиленом, -как 7:3 или 6:4. Испаренный в лютерйой части колонны этилен отшибается в подавляющей частй обратно; величина: его потери с отходящими легкими газами задается давлением и температурой в верхнем (дефлегмационном) участке колонны. Для регулировки работы колонны необходимо иметь возможность легко менять температуру внизу колонны..

Потребная здесь температура зависят от целого ряда факторов и; прежде всего, от состава обрабатываемого и получаемого продукта, от давления, интенсивности охлаждения наверху колонны и в холодильнике 10 и проч. и должна быть определена экспериментально для каждой данной установки;

Для приводимого выше примера ра. боты с помещением 50% С2Н4 вуК левой продукт, и при работе на 40%!Валье и при 25 атм., с заданием на получение

55А ппррооддууккттаа, температура внизу колонны определяется в интервале между

0 до +10 . Приток тепла удобнее всего осуществить током теплой воды по змеевику 13, например, теплой водой, получающейся при охлаждении компрессора б. Для регулировки этого притока тепла, и, тем более, при необходимости работать при более низких температурйх, полезен змеевик 12, по которому циркулирует охладитель, например, отработанный холодный рассол из холодильников 16 и 10, Получаемый в виде флегмы жидкий продукт в приведенном выше случае работы с фракциями ректификации газов крэкинга в паровой фазе может быть без особого труда доведен до концентрации СН4 в 55 — 60О, и через линию и кран 74 и распределительную гребенку направлен ияи в баллоны 15, в качестве

: готового пр"дукта„ или, если использование его ведется рядом и этилен не требуетси под высоким, .давлением,— через понижающее давление устройство в сеть потребления. Выделяющийся:в последнем случае хдлод может быть использован или для углубления охлаждения наверху колонны 11 или 19, или для охлаждения холодильного рассола, или для других потребностей в искусственном холоде.

При подобном испарении в результате охлаждения может быть отделен конденсат, состоящий из тяжелых газов (пропана и т. н.).

Для возможно более глубокого повышения концентрации этилена; за счет удаления более тяжелых компонентов из полученного в колонне 11 проекта, последний направляется во вторую ректификациоиную колонну 2!. Температура наверху ее должна быть достаточной для возможро полной конденсации этана, не говоря уже о более тяжело кипящих

- компонентах, при чем для более полной ректификации, необходимо предусмотреть здесь и конденсацию части этилена. Источником холода может служить, помимо охладителя доставляемого со стороны, 1) теплота выкипания этилена, при чем .,для осуществления этого в колонне 27 "держат несколько более низкое давление, чем в колонне 11 и

Йрбводя флегму последней через редуцирующее устройство 23 и змеевик 20, расположенный внутри колонны 21 и открывающийся внутри ее, а также

2) теплота расширения скопляющегося наверху газа, выпускаемого через вен тиль 24 и змеевик 19.

В результате получается богатый этиленом газ в виде газового погона и флегма, состоящая из жидких этана, пропана и проч. углеводородов.

В случае газов с малым содержанием этиленов, например, газов крэкинга вжидкой фазе и т. п. или при газах, богатых этиленом и более тяжелыми предельными углеводородами, или при желании работать при менее высоких давлениях или температурах применяется прием, основанный на том, что этилен очень сильно растворяется в более тяжелых углеводородах (бензин, бензол и проч.), или каких-либо иных растворителях, например, скипидарных продуктах, спиртах и проч., при чем в ряде растворителей эта растворимость значительно больше растворимости предельных газов. Растворителями могут явиться те же более тяжелые углеводороды (этан, пропав, бутан и проч.), которые присутствуют и без того в газе.

Растворитель (если в самом газе не хватает указанных только что тяжелых углеводородов, например, в.случае продуктов ректификации газов) вводится в газ или путем испарения растворителя в каком-либо скруббере, хотя бы в том же скруббере 4, который служит для улавливания О, и т. п,, или может вводиться также непосредственно в компрессор, вместе со смазывающей водой, или же вводится растворитель, сам по себе могущий служить смазкой цилиндров. Если окажется, что при компрессии данного газа образуется в цилиндрах количество жидкости, вызывающее стук в них или преждевременный износ клапанов и т. п., этот растворитель приходится вводить принудительно, за компрессором. Весьма удобно работать на растворителе, вводимом в качеатве смазки компрессора 6, добавляя, если нужно, в исходный газ легко летучего компонента. Полученная после сжатия и охлаждения газо-жидкая система вводится в колонну 11, в которой наверху поддерживается давление и температура, при которых главная часть этилена проходит не конденсируясь и внизу температура достаточна для испарения ваего этилена, также части этана и проч., при чем змеевик для охлаждения низа,ко- лонны отработанным холодильным рассолом становится излишним. При особо бедных газах жидкий раствор этилена и проч. отделяют от непоглощенных газов, по возможности вовсе не содержащих этилена, в отдельном устройстве и в колонну вводят только жидкость.

Газовая фаза с верхней части колонны 11 направляется во вторую колонну 21, в которой держится режим, позволяющий получить легкие газы (Н), СН,, N, и проч.) в качестве отгона, этилен, с прошедшей через первую колонну примесью этана, в качестве флегмы, представляющей целевой продукт.

При желании получить более чистый продукт можно поставить ряд колони для вторичной, третнчной и т. д. ректификации продукта.

Предмет изобретения.

1. Способ получения этилена или богатых этиленом концентратов из газо) образных продуктов пиролиза органических веществ путем очистки серной кислотой, обработки органическими растворителями, компрессии, охлаждения и ректификации под давлением, отличающийся тем, что после известной очистки серной кислотой от высших углеводородов, к содержащему этилен газу до, во время или после компрессии, но де охлаждения, добавляют органические растворители, в которых олефины растворимы больше других углеводородов и газов, либо путем испарения этих растворителей при нормальном давлении до компрессии, либо через лубрикатор компрессора в виде смазки цилиндров последнего, либо путем впрыскивания, в выкидную трубу компрессора, а после полного или частичного ожижения охлаждением и отделения воды, всю смесь подвергают ректификации в одной, двух или нескольких последовательно включенных лютерных колоннах.

2. Прием осуществления способа, означенного в и. 1, отиичающийся тем, что для. добавления к газу в парообразном состоянии применяют легко конденсирующиеся углеводородные газы или крэкинг -;бензин, или 6ензол, или легкие нефтяные погОны, или скипидар или спирты и т. п., или смеси их, которые при температуре и давлении компрессоров не переходят в жидкое состояние.

3. Прием осуществления способа по п.п. 1 и 2, отиичающийся тем, что упомянутые в п,. 1 три способа введения растворителей комбинируют попарно в любых сочетаниях.

)