1.10 Принципиальные схемы разделения предельных и непредельных углеводородных газов.

Назначение. Получение индивидуальных легких углеводородов или угле­водородных фракций высокой чистоты из нефтезаводских газов. Газсфракцио-нирующие установки (ГФУ) подразделяются по типу перерабатываемого сырья на ГФУ предельных и ГФУ непредельных газов. Установки состоят из блоков:

1) выделения углеводородов С₃ и выше из газообразного сырья конденсационно-компрессионным или абсорбционным методом; 2) деэтанизации сырья; 3) ректификации жидких углеводородов;

4) очистки сырья и готовой продукции.

Сырье и продукция. Сырье поступает на ГФУ в газообразном и жидком (го­ловки стабилизации) виде. На ГФУ предельных газов подаются газы с уста­новок первичной пёрехонки, каталитического риформинга, гидрокрекинга, на ГФУ Непредельных газов — с установок термического и каталитического кре­кинга, пиролиза, коксования.

Технологическая схема: РИС 2.18 технологическая схема ГФУ предельных газов, на которой для выделения целевых компонентов из газового сырья используется конденсационно-компрессионный метод. На установку поступает газ прямой перегонки, который через сепаратор С-1 подается на сжатие компрессором ЦК-1. Сжатый и нагретый при этом газ охлаж­дается и конденсируется в водяном — ХК-1 — и аммиачном — ХК-2 — кон­денсаторах-холодильниках. После каждой ступени конденсации газожидкостная смесь разделяется на газ и жидкость в сепараторах С-2 и С-3. Газовые конден­саты из С-1, С-2 и С-3 смешиваются с головками стабилизации установок пер­вичной перегонки и каталитического риформинга и подаются на блок ректи­фикации. В блоке ректификации из сырья в колонне К-1 удаляются метан и этан. Верхний продукт колонны — метан и этан с примесью пропана — частично конденсируется в аммиачном конденсаторе-холодильнике ХК-3, причем жидкая фаза используется в качестве орошений, а газовая выводится с установки. Ниж­ний продукт К-1—деэтанизированная фракция—поступает в депропаниза-тор К-2, где делится на пропановую фракцию и смесь углеводородов С₄ и выше. Пропановая фракция подвергается очистке от сернистых соединений и выводится а нижний продукт К-2 подается на дальнейшую расфракционировку в дебутанизатор К-3. Ректификатом колонны К-3 является смесь бутана и изобутана, остатком — дебутанизированный легкий бензин. Смесь изомеров С₄ в колонне К-4 делится на изобутан и м-бутан, которые после очистки выводятся с установок, а остаток дебутанизатора К-3 подается в депентанизатор К-5. Ректификатом К-5 является смесь пентанов, остатком — фракция С_в и выше. Смесь пентанов в К-6 разде­ляется на к-пентан и изопентан.

Для разделения непредельных газов применяются следующие ме­тоды.

1. 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.

2. Абсорбционно-ректификационный метод, при котором все ком­поненты тяжелее метана извлекают из газа абсорбцией при низ­ких температурах и затем выделяют низкотемпературной ректифи­кацией.

Оба метода требуют затрат холода и применения специальных хладоагентов, поскольку критическая температура этилена равна +9,7 °С и ожижение его водой невозможно.

3. Разделение газа пиролиза при высоком давлении. При высоком давлении разделение может производиться абсорбциоино-ректификационным или конденсационно-ректификационным методами. При использовании конденсационно-ректификационного метода метано-водородная фракция выделяется при температурах от -90 до —100 °С, при абсорбционно-ректификационном — от -20 до —30°С с использованием легкого абсорбента типа фракции С4.

Принципиальная схема разделения газа пиролиза при высоком давлении приведена на рис. 14. Компримированный, осушенный и охлажденный газ поступает в метановую колонну 1, где из него выделяются газообразные метан и водород, которые отводятся с верха колонны. Углеводороды С₂—С₄ конденсируются в колонне 1 и на-правляются в этан-этиленовую колонну 2. С верха этой колонны отбирается этан-этиленовая фракция, направляемая в этиле­новую колонну 3, где этилен и этан разделяются: сверху отби­рается концентрированный эти* лен, а снизу — этан. Остаток из колонны 2, представляющий со­бой смесь углеводородов С₃—С₄, направляется в пропан-пропиле-новую колонну 4. Сверху из этой колонны отбирается пропан-про-пиленовая фракция, а снизу — бутан-бутеновая.

При разделении газа пироли­за при высоком давлении конденсационно-ректификационный и абсорбционно - ректификационный методы различаются в основном лишь схемой и режимом работы метановой колонны.