Поточная схема очистки и разделения газа пиролиза. Концентрирование этилена и пропилена

Разделение газа пиролиза возможно только при низких тем­пературах и повышенных давлениях, поскольку основные компоненты газа пиролиза имеют очень низкие температуры кипения.

В современных схемах перед разделением газ подвергают глубо­кому охлаждению и выделяют водород и метан. Остаточный метан отделяют на стадии разделения. Этан-этиленовая фракция под­вергается очистке от ацетилена методом селективного гидрирования или абсорбции и разделяется на этилен чистотой 99,9% и этан. Последний возвращается на пиролиз.

Пропан-пропиленовая фракция подвергается разделению на пропан и пропилен, когда имеется потребность в концентрирован­ном пропилене, например для процессов производства полипро­пилена, пропиленоксида, акрилонитрила и др. Для алкилирования чаще используют суммарную пропан-пропиленовую фракцию. Фракция С₄ направляется на специальные установки для выделения бутадиена.

Для разделения газа пиро­лиза применяются следующие методы:

• Конденсационно-ректификационный метод (низкотемператур­ная ректификация), когда разделение газовой смеси—деметанизация, выделение и разделение этан-этиленовой фракции - дости­гается конденсацией с последующей ректификацией под давлением с применением аммиачного, метанового, этиленового (или пропанового) холодильных циклов.

• Абсорбционно-ректификационный метод, при котором все компоненты тяжелее метана извлекают из газа абсорбцией при низких температурах и затем разделяют низкотемпературной рек­тификацией. Однако этот метод разделения газа пиролиза менее экономичен, чем конденсационный.

Необходимо отметить, что при разделении газа пиролиза основные затраты приходятся на создание низких температур.

• Концентрирование этилена.

Выделение концентрированного этилена из этан-этиленовой фракции сопряжено с трудностями, обусловлен­ными сравнительно близкими температурами кипения этилена и этана (—103,9 и —88,6 °С при атмосферном давлении). В связи с этим для разделения этан-этиленовой фракции при высоком дав­лении требуется много тарелок (около 75) и высокое флегмовое число (4,5—5). Поэтому в процессе выделения этилена расходуется значительное количество энергии, в частности холода, необходи­мого для конденсации орошения. Для снижения расхода энергии используют внешние и внутренние холодильные циклы с макси­мальным использованием холода и тепла отходящих потоков.

• Концентрирование пропилена.

Концентрация пропилена в пропан-пропилено­вой фракции газа пиролиза составляет до 80%. При давлениях выше 2 МПа для конденсации пропилена можно использовать водяное охлаждение. Вместе с тем при по­вышении давления увеличивается кратность орошения и число та­релок ректификационной колонны. Оптимальным является давление около 1,4 МПа.

Применяют также две разновидности схем концентриро­вания пропилена с тепловым насосом (пропиленовым и пропановым). В обеих схемах исключены кипятильники, и пропан подводится в низ колонны непосредствен­но, что значительно сокращает поверхность нагрева.