Практическая часть. Для составления схем по описанию студентам предлагаются следующие варианты

Для составления схем по описанию студентам предлагаются следующие варианты:

1Составить технологическую схему выделения бутадиена-1,3 из фракции С₄ хемосорбцией с применением ЕСКД:

Охлажденный сорбент поступает и верхнюю часть первого экстрактора Э1 и движется сверху вниз через все три аппарата. Исходную фракцию С₄ подают в середину третьего экстрактора Э3, и она, как более легкая, поднимается вверх; из одной колонны в другую ее перекачивают насосами Н1 и Н2, Н3 соответственно. Освобожденная от бутадиена-1,3 фракция С₄ (С₄Н₁₀ – С₄Н₈) выводится из верхней части экстрактора Э1, выполняющей роль сепаратора. Насыщенный раствор с низа экстрактора Э3 перетекает в отпарную колонну К1, где при 40°С верхом отгоняются захваченные олефины. Так как они содержат много бутадиена-1,3, их возвращают на сорбцию в нижнюю часть колонны Э3. Раствор из куба колонны К1 подают в отпарную колонну К2, где за счет нагревания бутадиен-1,3 десорбируется, а регенерированный сорбент охлаждают в холодильнике Х3 и возвращают в экстрактор Э1. Бутадиен-1,3 из верха К2 отправляется на переработку. Для поддержания температурного режима верхние части К1 и К2 снабжены соответственно холодильниками Х1 и Х2, а нижние – водными теплообменниками Т1 и Т2 соответственно.

2 Составить технологическую схему разделения газов, получаемых при пиролизе бензина, с применением ЕСКД:

Газ с установки пиролиза последовательно сжимается в пяти ступенях турбокомпрессора Кт1-Кт3 (на схеме изображены только три ступени), проходит после каждой из них водяной холодильник Х1-Х3 и сепаратор С1-С3, где он отделяется от конденсата (вода и органические вещества). Для лучшего отделения более тяжелых углеводородов конденсат с последующей ступени сжатия дросселируют и возвращают в сепаратор предыдущей ступени (на схеме показано только для 1 и II ступеней сжатия). Благодаря этому создается ректификационный эффект, и в конденсате после 1 ступени компрессора собираются в основном углеводороды, жидкие при обычных условиях. Они отделяются от растворенных газов отпарной колонне К1. Полученный пароконденсат выводят на переработку, а газы возвращают во всасывающую линию 1 ступени компрессора.

После III ступени сжатия газ проходит очистку от примесей кислотного характера. Очистку ведут водным раствором щелочи, циркулирующим через насадочный скруббер Ск1. Затем газ сжимают до конечного давления 3,5—4,0 МПа. Образовавшийся при этом конденсат отделяется от газа и после сепаратора С3 IV ступени сжатия направляется в отпарную колонну К2. Там растворившийся газ отгоняется, и его возвращают для сжатия в IV ступень компрессора Кт3. Кубовая жидкость колонны К2 состоит основном из углеводородов С₄ + С₅, и для их разделения легкий пароконденсат поступает в ректификационную колонну РК1. Сюда же для переработки направляется фракция, выделенная при глубоком охлаждении.

После отделения высших углеводородов газ проходит осушитель О1, заполненный А1₂О₃ или цеолитом, и поступает в блок глубокого охлаждения и разделения газа.

С целью экономии холода предварительное охлаждение газа проводят ступенчато, при помощи хладагентов с разным градиентом температур. Газ проходит последовательно холодильники Х4 и Х5, работающие на пропилене из холодильного цикла. В первом из них пропилен испаряется под давлением при минус 5 –

минус 150С и только во втором при атмосферном давлении и температуре —45°С, что позволяет сэкономить энергию на сжатие хладагента. Дальнейшее охлаждение ведут в холодильнике Х6, где утилизируется холод испарением этановой фракции, полученной при разделении газа, и в холодильнике Х7, в котором хладагентом является метановодородная фракция. Поскольку выходящие из этих холодильников Газообразные этановая и метановодородная фракции имеют низкие температуры, их холод дополнительно используется (на схеме не показывать).

В блоке предварительного охлаждения часть компонентов газа конденсируется. Газ отделяется от жидкости в сепараторе С4, потоки направляются на соответствующие по составу пара и жидкости тарелки ректификационной колонны РК2, называемой деметанизатором. Ее назначение — отделить метановодородную фракцию от более тяжелых углеводородов, собирающихся в кубе колонны. Метан — трудно сжижаемый газ, кроме того, он разбавлен водородом, что еще сильнее понижает температуру его конденсации. Поэтому для создания флегмы в деметанизаторе требуется наиболее глубокий холод, вследствие чего охлаждение в дефлегматоре проводят главным образом при помощи испарения жидкого этилена из холодильного цикла при атмосферном давлении и температуре —100°С. Для частичной замены этого холода полученную метановодородную фракцию дросселируют до 0,5—0,6 МПа и используют ее холод в верхнем дефлегматоре деметанизатора.

Кубовая жидкость деметанизатора РК2 состоит в основном из углеводородов С₂—С₄. Дальнейшая задача заключается в разделении углеводородов С₂ и С₃, что осуществляется в ректификационной колонне РК3, называемой деэтанизатором. Обычное давление в ней 2,5 МПа, а температура верха около —I0°С, поэтому для создания флегмы требуется охлаждение за счет пропиленового холодильного цикла (пропилен испаряется под давлением, способным обеспечить нужную температуру его кипения). С верха колонны РК3 отводят смесь этилена и этана с примесями ацетилена и незначительных количеств метана и пропилена. Эта фракция поступает в блок гидроочистки от ацетилена. Ее подогревают в теплообменнике АТ1 за счет тепла обратного потока и затем в паровом подогревателе АТ2, после чего добавляют небольшое количество водорода и гидрируют в аппарате гидроочистки ГО1 на гетерогенном катализаторе.

Очищенную фракцию охлаждают водой в холодильнике Х8 и затем холодной фракцией в теплообменнике АТ1, после чего она поступает в ректификационную колонну РК4, называемую этиленовой. Ее назначение — разделение этилена и этана с одновременной очисткой этилена от метана и введенного при гидроочистке водорода. Колонна РК4 обычно работает при давлении 2,0—2,3 МПа и температуре верха минус 30—минус 35°С, что достигается охлаждением дефлегматора за счет испарения жидкого пропилена из холодильного цикла. Водород с примесью метана и этилена отводится с верха колонны и возвращается на соответствующую ступень сжатия исходного газа. Жидкий этилен отбирают с одной из верхних тарелок колонны РК4. Иногда его хранят в жидком состоянии и тогда направляют непосредственно в хранилища или транспортные цистерны. Чаще он требуется в газообразном виде и может потребляться при разном давлении. В зависимости от этого холод этиленовой фракции утилизируют тем или иным образом (например, подобно этановой фракции). В кубе колонны РК4 собирается жидкая этановая фракция, которую дросселируют и используют ее холод, как описано выше. Кубовую жидкость деэтанизатора РК3 направляют для ректификации в депропанизатор РК5. В депропанизаторе под давлением 2 МПа отгоняют пропан-пропиленовую фракцию, для чего достаточно охлаждать дефлегматор водой. Эту фракцию получают и хранят в жидком виде, но в зависимости от требуемого давления при последующих синтезах ее можно дросселировать и использовать ее холод для тех или иных нужд. Фракцию С₄+ С₅ собирают в кубе депропанизатора и подвергают дополнительному разделению на бутеновую и пентеновую фракции в колонне РК1.