Газофракционные установки
Для разделения попутного газа можно использовать способы ад- и абсорбции, конденсации и ректификации.
Наиболее распространен ректификационный метод, в кот. при отделении трудноконденсирующихся газов используют не только повышенное давление от 2 до 4 Мпа, но и достаточно глубокий холод, например пропановый холодильный цикл.
При отделении от других УВ этана и особенно метана нередко используют низкотемпературную ректификацию, комбинированную с абсорбцией, дабы избежать использование глубокого холода.
На комбинатах используют специальные установки, кот. называются ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩИМИ (ГФУ) (или ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ (ЦГФУ)).
Эти установки работают по разным схемам с числом колонн от 6 до 10 и суммарным количеством тарелок от 400 до 700.
При этом предусмотрено извлечение достаточно чистых фракций н- и изобутана и н- и изопентана.
[Касаткин, стр. 471-472] Ректификация — процесс разделения гомогенных смесей летучих жидкостей путем двустороннего массо- и теплообмена между неравновесными жидкой и паровой фазами, имеющими различную температуру и движущимися относительно друг друга.
Разделение осуществляется обычно в колонных аппаратах при многократном или непрерывном контакте фаз. При каждом контакте из жидкости испаряется преимущественно НК (низкокипящий компонент), которым обогащаются пары, а из паровой фазы конденсируется преимущественно ВК (высококипящий компонент), переходящий в жидкость.
Обмен компонентами между фазами позволяет получить в конечном счете пары, представляющие собой почти чистый НК. Эти пары, выходящие из верхней части колонны, после их конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят, или ректификат (верхний продукт) и флегму — жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с поднимающимися по колонне парами. Снизу колонны удаляется жидкость, представляющая собой почти чистый ВК, — остаток (нижний продукт). Часть остатка испаряют в нижней части колонны для получения восходящего потока пара.
Одна из эффективных схем разделения углеводородов С1-С5 (кроме стадий очистки от механических и кислых примесей) изображена на рис. 2. Попутный газ сжимают в компрессоре 1 и после охлаждения водой направляют в ректификационную колонну 2, в которой углеводороды С1-С3 отделяют от высших.
В зависимости от применяемого давления и содержания в газе фракций С1 и С2 для создания флегмы в дефлегматоре 3 используют в качестве хладагента воду или кипящий пропан из холодильного цикла. Легкая фракция подвергается ректификации в колонне 5, в которой флегма получается за счет охлаждения кипящим пропаном из холодильного цикла. Верхним продуктом этой колонны является сухой газ, а в кубе остается жидкий пропан.
Тяжелая фракция углеводородов С4—С6 из куба колонны 2 дросселируется до давления 0,8 МПа, и в ректификационной колонне 6 из нее отгоняют фракцию С4, которую подвергают ректификации в колонне 7, получая фракции н- и изобутана с содержанием основных продуктов 98 % (масс.).
Кубовая жидкость колонны 6 дросселируется до давления 9,3 МПа и поступает на дальнейшую ректификацию в колонну 8, где углеводороды С5 отделяются от высших, остающихся в кубе. В ректификационной колонне 9 фракция С5 делится на изопептан и н-пентан, которые содержат 97—98 % основного вещества. Ввиду малой разности температур кипения изомеров пентана и бутана колонны для их разделения имеют по 100—180 тарелок и работают при большом флегмовом числе.
Метан и этан, содержащаяся в сухом газе, можно разделить низкотемпературной ректификацией, при которой флегма создается путем охлаждения жидким пропаном и этаном при давлении 4,0—4,5 МПа. Кроме того, природный газ, содержащий 96—97 % СН4, может непосредственно применяться в качестве технического метана.
Практика №2 (14 фев. 2023)