49529

Разработка процесса разделения углеводородной смеси

Курсовая

Химия и фармакология

В результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НК. Часть конденсата возвращаемая на орошение аппарата называется флегмой другая часть отводится в качестве дистиллята. Она заключается в конденсации газов и последующей ректификации полученного конденсата. В промышленных установках для охлаждения газов используют дросселирование сжатого газа эффект Джоуля Томсона; адиабатическое и политропное расширение газа с совершением внешней работы в специальных аппаратах детандерах; применяют также различные...

Русский

2013-12-30

183 KB

11 чел.

Министерство образования и науки РФ

Омский Государственный Технический Университет

НХИ

Кафедра: «Химическая технология органических веществ»

Дисциплина: «Основы проектирования и оборудование предприятий органического синтеза»

Пояснительная записка

 к  курсовому проекту

Тема: «Разработка процесса разделения углеводородной смеси»

Руководитель:

Нелин А.Г.

Разработал: ст. гр. ЗХТ-611

Торпов С.П.

                                                                                     

Омск- 2006 г.

Задание

на курсовое проектирование

Дисциплина:

«Основы проектирования и оборудование предприятий органического синтеза»

 Студент: Торпов Сергей Петрович

Тема:  Разработка технологического процесса для разделения углеводородной смеси заданного состава

Исходные данные:

  1.  Состав углеводородной смеси             
  2.   Таблица 1

п/п

НАИМЕНОВАНИЕ

%

вес.

кг/час

кМ/час

%

мол

1.

СН4

8,1

2.

С2 Н4

10,2

3.

С2 Н6

2,4

4.

С3 Н6

58,1

5.

С3 Н8

4,8

6.

н4 Н10

15,1

7.

С5, в пересчёте на н-пентан

1,2

8.

Бензол

0,1

ИТОГО

2. Годовая производительность, тн     - 165000

3. Число часов непрерывной работы в году    -     8520

4. Начальное давление, ати      –          1,6

5. Начальная температура, 0С:      -          26

6. Хладагенты:
оборотная вода с начальной температурой,
оС……..…….25
жидкий пропилен, параметр,
оС …………………………...…...6
жидкий пропилен, параметр,
оС ……………………………..(-18)
жидкий пропилен, параметр,
оС ……………………………..(-37)
жидкий этилен, параметр,
оС ………………………….……..(-56)
жидкий этилен, параметр,
оС ………………………….……..(-99)

 Задание выдал:     Нелин А.Г.

Получил 10.11.06 в 13-00


Содержание

Введение………………………………………………………………………………...…….

а) краткая характеристика способов разделения углеводородных смесей;

б) выбор и обоснование технологии проектируемого процесса.
1
.  Разработка и обоснование номенклатуры готовой продукции…….....……..…....
2.  Разработка и обоснование структурной схемы процесса…….……….…………..

3. Структурная схема процесса……………………………………………………………
4.  Разработка и обоснование технологической схемы..…….....................................

5. Принципиальная технологическая схема основных материальных потоков…….
6.  Расчет материального баланса…………………………………………………………
6.1 Расчет производительности;
6.2 Расчет таблиц материальных графов «Количество и состав»;

6.3 Сводный баланс установки;

6.4 Расчёт коэффициента извлечения основного продукта

7.  Библиографический список……….……..……………….…………..…..……......…

Введение

Краткая характеристика способов разделения углеводородных смесей.

В химической технологии обычно используются не индивидуальные вещества, а их смеси. Такие смеси могут встречаться в природе, но могут быть созданы и искусственно, или получены в результате обработки природных смесей. Природными источниками углеводородов являются нефти, нефтяные газы, природные газа, продукты пиролиза углей и некоторые другие, менее распространённые. Иногда смеси нужно создать, например, в процессе получения технического углерода, но гораздо чаще требуется их разделить на составляющие (получение из нефти топлив, масел и др.). Для разделения углеводородной смеси создаются специальные установки, в основе которых могут лежать различные типовые процессы и их комбинации. Приведём краткую характеристику отдельных типовых технологических процессов разделения углеводородных смесей.[1]

Абсорбция. Это процесс поглощения газа или пара жидким поглотителем (абсорбентом). Обратный процесс - выделение поглощённого газа из поглотителя - называется десорбцией. В промышленности абсорбция с последующей десорбцией широко применяется для выделения из газовых смесей ценных компонентов (например, для извлечения из коксового газа бензола), для очистки технологических и горючих газов от вредных примесей (например, при очистке их от сероводорода), для санитарной очистки газов. В некоторых случаях десорбцию не проводят, если извлекаемый компонент и поглотитель являются дешёвыми или отбросными продуктами или, если в результате абсорбции получается готовый продукт.[2]

Конденсация. При переработке газового сырья используют метод парциальной конденсации, который основан на различной способности углеводородов к конденсации, то есть переходу из газообразного в жидкое состояние. Из многокомпонентной смеси в первую очередь конденсируются высококипящие углеводороды. Конденсационным разделением может быть решён ряд технологических задач, в том числе частичная конденсация газовой смеси с последующим выделением из неё тяжёлых углеводородов С5 - С6 и выше.[2]

Перегонка. Для разделения смеси жидкостей обычно прибегают к перегонке. Разделение путём перегонки основано на различной температуре кипения отдельных веществ, входящих в состав смеси. Так, если смесь состоит из двух компонентов, то при испарении компонент с более низкой температурой кипения (низкокипящий компонент, НК) переходит в пары, а компонент с более высокой температурой кипения (высококипящий компонент, ВК) остаётся в жидком состоянии. Полученные пары конденсируются, образуя так называемый дистиллят; неиспарённая жидкость называется остатком. Таким образом, в результате перегонки НК переходит в дистиллят, а ВК - в остаток.

Описанный процесс, называемый простой перегонкой, не даёт, однако, возможности произвести полное разделение компонентов смеси и получить их в чистом виде. Оба компонента являются летучими и потому оба переходят в пары, хотя и в различной степени. Поэтому образующиеся при перегонке пары не представляют собой чистого НК. Поскольку он вследствие большей летучести испаряется в большей степени, чем ВК, то пары обогащены НК по сравнению с содержанием его в исходной смеси. Таким образом, в дистилляте содержание НК выше, чем в исходной смеси, а в остатке, наоборот, содержание НК ниже, чем в исходной смеси.[2]

Для достижения наиболее полного разделения компонентов применяют более сложный вид перегонки - ректификацию.

Ректификация заключается в противоточном взаимодействии паров, образующихся при перегонке, с жидкостью, получающейся при конденсации паров.

Представим себе аппарат, в котором снизу вверх движутся пары, а сверху (навстречу парам) подаётся жидкость, представляющая собой почти чистый НК. При соприкосновении поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно ВК, а из жидкости испаряется преимущественно НК. Таким образом, стекающая жидкость обогащается ВК, а поднимающиеся пары обогащаются НК. В результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НК. Эти пары поступают в конденсатор (дефлегматор), где и конденсируются. Часть конденсата, возвращаемая на орошение аппарата, называется флегмой, другая часть - отводится в качестве дистиллята.

В настоящее время перегонка и ректификация широко распространены в химической технологии и применяются для получения разнообразных продуктов в чистом виде, а также для разделения газовых смесей после их сжижения (разделение углеводородных газов).[2]

Низкотемпературная ректификация используется для разделения газов, широких по фракционному составу и содержащих лёгкие компоненты: метан, азот, водород, этан и этилен. Она заключается в конденсации газов и последующей ректификации полученного конденсата.

Конденсация сопровождается выделением тепла, которое отводят обычно путём искусственного охлаждения. В промышленных установках для охлаждения газов используют дросселирование сжатого газа (эффект Джоуля - Томсона); адиабатическое и политропное расширение газа с совершением внешней работы в специальных аппаратах - детандерах; применяют также различные хладагенты.

Для снижения энергетических затрат в холодильном цикле стремятся провести конденсацию при возможно более высокой температуре, чему способствует повышение давления. Практически давление повышают до 3 - 4 МПа. Достижение более высоких давлений связано с трудностями компримирования и становится невозможным при температурах выше критических для данного давления, при которых вещество не переходит из газообразного в жидкое состояние.[2]

Чёткая ректификация предназначена для разделения близкокипящих углеводородов с целью получения индивидуальных компонентов, со степенью чистоты 95 % и выше (до 99,99 %). В зависимости от температуры и давления изменяется относительная летучесть компонентов смеси: она уменьшается при повышении общего давления и увеличении температуры. Поэтому для лучшего разделения необходимо понижать давление и температуру, но целесообразность этих мер зависит от экономических показателей процесса. При глубоком вакууме и низких температурах легко разделяются углеводороды С1 - С5, однако это экономически рационально лишь для выделения микроколичеств углеводородов.

В промышленности для разделения близкокипящих компонентов газов используют аппараты с большим числом контактных устройств и высокой кратностью орошения. Такой метод и называют чёткой ректификацией. По мере уменьшения относительной летучести разделяемых компонентов (особенно при малых её значениях, когда α = 1,05-1,30) число теоретических тарелок для достижения определённой степени разделения увеличивается. Например, при α = 1,05 требуется примерно вдвое больше теоретических тарелок, чем при α = 1,10.[2]

Азеотропная ректификация с использованием сравнительно низкокипящих растворителей, таких как метанол, ацетон, ацетонитрил, применяется для выделения аренов (бензола, толуола, ксилолов) и смесей с насыщенными углеводородами, а так же для очистки аренов.

Азеотропная ректификация находит ограниченное применение при выделении углеводородов вследствие присущих ей недостатков – узкого выбора растворителей, сравнительно низкой селективности азеотропобразующих компонентов и дополнительного расхода теплоты на их испарение. Азеотропная ректификация остается экономически выгодным процессом разделения при очистке целевого продукта от примесей, которые могут быть отогнаны при добавлении небольшого количества азеотропобразующего компонента.[2]

Экстрактивная ректификация отличается использованием сравнительно высококипящих растворителей, которые, как правило, не образуют азеотропов с разделяемыми компонентами. Для этого температура кипения растворителя должна на 500 С и более превышать температуры кипения компонентов смеси.

Одно из преимуществ экстрактивной ректификации по сравнению с азеотропной состоит в возможности создания высокой концентрации растворителя в колонне (75-90%), что повышает селективность и эффективность разделения. При азеотропной же ректификации содержание  растворителя в системе определяется составом азеотропов и часто недостаточно велико, что снижает эффективность разделения. Кроме того, растворители, применяемые при экстрактивной ректификации, характеризуются более высокой селективностью, чем азеотропобразующие компоненты.

Важнейшее требование к растворителям для экстрактивной ректификации – сочетание высокой селективности с достаточно большой растворяющей способностью: на тарелках колонны не должно происходить расслаивания жидкой фазы.[2]

Ректификация, абсорбция, конденсация, экстракция являются типовыми процесса-ми, на которых основываются способы разделения природных газов.

В настоящее время в промышленности применяются следующие способы разделения природных газов:

1) компрессионный,

2) абсорбционный,

3) адсорбционный,

4) комбинированные методы:

  а) абсорбционно-ректификационный,

  б) конденсационно-ректификационный.

1. Компрессионный способ применяется в сочетании с другими способами. Самостоятельное значение он имеет лишь для газобензиновых заводов, на которых из попутного газа компримированием и охлаждением выделяют конденсат (сырой газовый бензин).[3]

2. Абсорбционный способ широко применяется для извлечения бензина и сжижения газов из природных и попутных газов. При этом методе газы орошают абсорбентом (соляровые, керосиновые и лигроиновые дистилляты), который извлекает из них тяжёлые углеводороды. Последние отгоняются в десорбере.

Углеводороды разделяют двумя путями: либо последовательно, по мере уменьшения их летучести, либо выделяют смесь углеводородов и в дальнейшем фракционируют их в отдельных колоннах. Глубина извлечения углеводородов возрастает с увеличением давления. Одновременно увеличивается в абсорбенте и содержание несконденсированных углеводородов - метана и этана, что вызывает затруднения при регенерации растворителя.[3]

3. Адсорбционный способ применяется для разделения природных и попутных газов, а также нефтезаводских газов. Метод основан на различной поглощаемости углеводородов твёрдыми поверхностями. Преимущества адсорбции заключаются в высокой степени извлечения отдельных компонентов из тощего сырья. В качестве адсорбента чаще всего применяется активированный уголь, обладающий высокой способностью к поглощению лёгких углеводородов.[3]

4. Комбинированные способы.

а) абсорбционно-ректификационный способ. Для разделения используют непрерывно действующие адсорберы с движущимся сверху вниз слоем активированного угля. Для десорбции углеводородов обрабатывают уголь водяным паром и затем осушают горячим газом. Высшие парафины поглощаются углем в первую очередь, что позволяет выделить фракции углеводородов С5, С4, С3 и даже С2. Из – за больших капитальных вложений и трудностей при транспортировании адсорбента и обслуживании этот метод широко не распространился, но он считается наиболее эффективным для разделения газов с низким содержанием углеводородов С3 - С5 .[3]

б) конденсационно-ректификационный способ. Сущность заключается в охлаждении газа под давлением. Тяжёлые углеводороды С2 и выше конденсируются, а метан и водород остаются в газовой фазе. Этот способ отличается от абсорбционно-конденсационного способом перевода углеводородов в жидкую фазу - при абсорбции это достигается поглощением их жидкими растворителями, при конденсационном методе - охлаждением. Основной аппарат - конденсационно-ректификационная колонна. При этом методе требуется более глубокое охлаждение - применение этанового, а иногда и метанового цикла.[3]

Выбор и обоснование технологии проектируемого процесса.

В качестве основного способа для разделения газожидкостной смеси я буду использовать комбинированную конденсационно-ректификационную схему. Метод в настоящее время считается наиболее распространенным и заключается в сжатии газовой смеси до 30 – 35 ати. и охлаждении смеси до очень низких температур (до -110 оС). При этом происходит фракционированная конденсация углеводородов С2 – С4, далее подвергаемых ректификации. К достоинствам метода следует отнести возможность получения высококонцентрированных углеводородных фракций при высокой степени их извлечения. Аппаратурные варианты разделения этим методом различны. Выбор той или иной схемы с использованием разных температур и давлений определяется составом исходной газовой смеси, назначением продуктов разделения, заданным числом фракций и требуемой чистотой индивидуальных углеводородов.

Кроме того, применение этого способа позволит нам использовать получаемые углеводороды сначала как хладагенты, а затем вывести их из системы с целью дальнейшей переработки и использования в промышленности. [1,2,3]

1.  Разработка и обоснование номенклатуры готовой продукции

Для разделения углеводородной смеси сразу на отдельные компоненты потребуются большие затраты, поэтому будем проводить разделение на фракции – группы углеводородов со сходными температурами кипения при заданном давлении. В связи с этим  мы получим следующие фракции:

  •  метановую,
  •  этан-этиленовую (ЭЭФ),
  •  пропан-пропиленовую (ППФ),
  •  бутановую,
  •  пентановую,
  •  бензольную.

Для нефтехимических синтезов обычно необходимы индивидуальные углеводороды, поэтому получаемые фракции, состоящие из двух и более основных компонентов, дополнительно разделяют на составляющие: ЭЭФ на этановую и этиленовую, а ППФ - на пропановую и пропиленовую. [2]

Приведём состав получаемых углеводородных фракций:

1) Метановая фракция:

Присутствие этилена не должно превышть 1 % вес (так как этилен является товарным продуктом).[2]

Метан является превосходным сырьем для получения синтез-газа путем каталитической конверсии с водяным паром при высоких температурах. Синтез-газ - это сырье для производства метанола.[5]

2) Этан-этиленовая фракция:

Примеси пропилена не более 0,5 % вес.[2]

ЭЭФ разделяем на компоненты:

а) Этиленовую фракцию с примесью этана  не более 0,1% вес., которая будет использована в качестве сырья для производства полиэтилена;[2]

б) Этановую фракцию с примесью пропилена около 0,6%, которая в процессе пиролиза будет переработана в этилен. При пиролизе содержание основного вещества должно быть около 95 % по массе.[2]

3) Пропан-пропиленовая фракция (ППФ):

Примеси бутана  ограничиваются 0,1 % вес.[2]

ППФ целесообразно разделить на следующие фракции:

а) Пропиленовую фракцию, которая будет использован в качестве сырья для синтеза изопропилбензола, на основе которого получают фенол и ацетон. Пропилен должен содержать пропана не более 0,1 % весовых.[2]

б) Пропановую фракцию, которая далее отправляется на пиролиз, и в процессе которого будет переработана в пропилен. При пиролизе содержание основного вещества должно быть около 95 % по массе, содержание бутана  не должно превышать 1 % по массе.

4) Бутановая  фракция, где примесь  пентана  ≤ 0,1 % вес.[2]

В процессе дегидрирования будет переработана в бутадиен который используется в больших масштабах для получения синтетических каучуков.[2]

5) Пентановая фракция, где примесь - бензола  ≤ 0,1 % вес.[2]

Основным компонентом является н-пентан, который служит для получения изопентана, пентенов, а также в качестве растворителя.

6) Бензольная фракция с примесью пентана  около 0.1% вес.[2]

Основной компонент -  бензол является товарным продуктом и реализуется потребителю для дальнейшей переработки.

2. Разработка и обоснование структурной схемы процесса

Процесс разделения исходной сырьевой смеси состоит из нескольких стадий. Так как смесь газообразная (в составе смеси доля компонентов, находящихся в газообразном состоянии превышает 70%, поэтому смесь газообразная [8]), то ее необходимо перевести в жидкую фазу, поскольку процесс ректификации подразумевает использование исходного компонента в жидкой или парожидкостной фазе. Перевод в жидкое состояние возможен двумя путями – это охлаждение смеси до температуры ниже температуры кипения легколетучего компонента (для метана минус 161оС), либо сжатие до образования жидкой фазы при нормальной температуре. По отдельности оба этих способа требуют больших энергетических и экономических затрат, в первом случае – это применение дорогостоящих хладагентов, причем в нашем распоряжении таких нет, а для сжатия требуются большие затраты энергии. Целесообразнее использовать комбинированную схему сжижения, которая включает как стадию сжатия (компримирования), так и охлаждения – это будет более выгодно как энергетически, так и экономически. Необходимое давление и температура определяется критическими параметрами низкокипящего компонента метан Ркр=4,64МПа; Ткр=(-82,5)оС в соответствии с чем смесь нужно сжать до Р=4,0 МПа и охладить до Т=(-91)оС. [4]

Весь процесс разделения заданной смеси углеводородных газов можно разделить на несколько стадий:

2.1 Компримирование газа. 

Назначение: увеличение давления углеводородной смеси путём сжатия, для того чтобы провести конденсацию метановой фракции на стадии деметанизации, так как метан имеет низкую критическую температуру. Сжать смесь до давления 45 ата на одном компрессоре не получится, поэтому следует использовать многоступенчатое сжатие. Наибольшая степень сжатия достигается на поршневых компрессорах, поэтому в данном проекте на стадии компримирования будут использоваться поршневые компрессоры. [2]

Чтобы избежать чрезмерного повышения температуры газа и повысить эффективность работы компрессора, газ охлаждают в промежуточных холодильниках между ступенями до возможно более низкой температуры. Для охлаждения смеси после каждого компрессора будем использовать хладагент жидкий пропилен t = 6 °C.

Итак, на данную стадию направляется один поток – сырьё с параметрами:

Р = 2,6 ата; t = 26 °C

А со стадии отправляются потоки с параметрами:

а) жидкость из сепаратора 1-й ступени, Р = 4,4 ата; t = 16 °C содержит преимущественно фракции С5 и выше, но в её составе могут оказаться углеводороды состава С4, поэтому данный поток отправим на стадию дебутанизации. 

б) жидкость из сепаратора 2-й ступени, Р = 15,4 ата; t = 16 °C содержит преимущественно фракции С4 и выше, но в её составе могут оказаться углеводороды состава С3, поэтому данный поток отправим на стадию депропанизации.

в) жидкость из сепаратора 3-й ступени, Р = 27,8 ата; t = 16 °C содержит преимущественно фракции С3 и выше, но в её составе могут оказаться углеводороды состава С2, поэтому данный поток отправим на стадию деэтанизации.

г) парожидкостная смесь  Р = 44,7 ата; t = 16 °C, направляем на стадию предварительного охлаждения.

 

2.2 Охлаждение газа. 

Назначение: Создание низкой температуры, необходимой для выделения МВФ.

На стадию охлаждения подан материальный поток с параметрами: Р = 44,7 ата; t = 16 °C. Здесь образуется парожидкостная смесь с параметрами: Р = 44,1 ата; t = (-50)°C, которая отправляется на стадию деметанизации. Для получения низкой температуры используем последовательно хладагенты: жидкий пропилен с температурой t = (-37)°C и жидкий этилен  с температурой t = (-56)°C.

2.3 Деметанизация.

Назначение: Выделение метановой фракции из углеводородной смеси, МФ будет отправлена на конверсию.

Для того чтобы выделить метановую фракцию из углеводородной смеси путём конденсационно-ректификационного способа, необходимо использовать в качестве хладагента в дефлегматоре колонны жидкий этилен с параметром t=(-99) °C, так как критическая температура метана (-82,4) °C. [9]

Таким образом, на стадию деметанизации подан материальный поток с параметрами: Р  = 44,1 ата; t = (-50) °C.

А со стадии деметанизации отправляется два потока:

а)  МФ с параметрами: Р = 42,7 ата; t = (-85,2) °C [9], направляется сначала на теплообмен с нагретым жидким этиленом (образующимся после охлаждения газов на стадии компримирования), затем на конверсию.

б) Углеводородная смесь, содержащая углеводороды С2 и выше, с параметрами: Р=42,9 ата t = 12 °C [9] направляется на стадию деэтанизации для выделения этан-этиленовой фракции.

2.4 Деэтанизация. 

Назначение: Выделение этан-этиленовой фракции из углеводородной смеси.

Для того чтобы выделить этан-этиленовую фракцию   необходимо использовать в качестве хладагента жидкий пропилен с параметром (-18)°C, так как критическая температура этилена 9,21 °C, этана 32,28 °С. [9]

Таким образом, на стадию деэтанизации подано 2 материальных потока с параметрами

а) фракция, содержащая углеводороды С2 и выше, с параметрами: Р  = 42,9 ата; t = 12 °C [9].

б) жидкость из сепаратора 3-й ступени компримирования Р = 27,8 ата; t = 16 °C.

Со стадии деэтанизации отправляется два потока:

а) ЭЭФ с параметрами: Р = 41,4 ата; t = 8 °C [9] направляется для разделения на этиленовую и этановую фракции.

б) Углеводородная смесь, содержащая углеводороды С3 и выше, с параметрами: Р = 39,5 ата, t = 83,3 °C [9] направляется на стадию депропанизации для выделения пропан-пропиленовой фракции.

2.5 Разделение ЭЭФ. 

Назначение: разделение этан-этиленовой фракции на составляющие: этиленовую и этановую фракции.

Для того чтобы выделить этиленовую фракцию   необходимо использовать в качестве хладагента жидкий пропилен с параметром (-18)°C, так как критическая температура этилена 9,21 °C. [9]

Таким образом, на стадию разделения ЭЭФ подан материальный поток с параметрами: Р = 41,4 ата; t = 8 °C.

А со стадии выделения этилена отправляется два потока:

а) Этиленовая фракция с параметрами: Р = 39,5 ата; t = 2 °C [9] направляется для производства полиэтилена (на процесс полимеризации).

б) Этановая фракция с параметрами: Р = 38 ата, t = 20 °C [9] направляется на  производство этилена (на процесс пиролиза).

2.6 Депропанизация. 

Назначение: Выделение пропан-пропиленовой фракции из углеводородной смеси.

Для того чтобы выделить пропан-пропиленовую фракцию, необходимо использовать в качестве хладагента оборотную воду из системы с параметром 25 °C, так как критическая температура пропилена 92 °C, а пропана 96,82 °С.[9]

Таким образом, на стадию депропанизации подано 2 материальных потока с параметрами:

а) фракция, содержащая углеводороды С3 и выше, с параметрами: Р  = 39,5 ата; t = 83,3 °C [9].

б) жидкость из сепаратора 2-й ступени компримирования, Р = 15,4 ата; t = 16 °C

А со стадии депропанизации отправляется два потока:

а) ППФ с параметрами: Р = 35,2 ата; t = 80 °C [9] направляется для разделения на пропиленовую фракцию и пропановую фракцию.

б) Углеводородная смесь, содержащая углеводороды С4 и выше, с параметрами: Р = 33,5 ата, t = 148.1 °C [9] направляется на стадию дебутанизации для выделения бутановой фракции.

2.7 Разделение ППФ. 

Назначение: разделение пропан-пропиленовой фракции на составляющие: пропиленовую и пропановую фракции.

Для того чтобы выделить пропиленовую фракцию, необходимо использовать в качестве хладагента оборотную воду из системы с параметром 25 °C, так как критическая температура пропилена 92 °C [9]

Таким образом на стадию выделения пропилена подан материальный поток с параметрами: Р = 35,2 ата; t = 80 °C.

А со стадии выделения пропилена отправляется два потока:

а) Пропиленовая фракция с параметрами: Р = 33,5 ата; t = 74,4 °C [9] направляется в качестве сырья для синтеза изопропилбензола (на процесс полимеризации).

б) Пропановая фракция с параметрами: Р = 35 ата, t = 86 °C [9] направляется на  производство пропилена (на процесс пиролиза).

2.8 Дебутанизация. 

Назначение: Выделение бутановой фракции, состоящей из н-бутана, из углеводородной смеси.

Для того чтобы выделить бутановую фракцию -  необходимо использовать в качестве хладагента оборотную воду из системы с параметром 25 °C, так как критическая температура н-бутана 152,16 °C.[9]

Таким образом на стадию дебутанизации подано 2 материальных потока с параметрами:

а) фракция содержащая углеводороды С4 и выше, с параметрами: Р  = 33,5 ата; t = 148.1 °C.[6]

б) жидкость из сепаратора 1-й ступени компримирования, Р = 4,4 ата; t = 16 °C.

А со стадии дебутанизации отправляется два потока:

а) бутановая фракция с параметрами: Р = 30,5 ата; t = 138.4 °C [9], направляется сначала на охлаждение, затем на производство бутадиена.

б) Углеводородная смесь, содержащая углеводороды С5 и выше, с параметрами: Р = 29 ата, t = 190 °C [9].

2.9 Депентанизация.

Назначение: Выделение пентановой фракции, состоящей из н-пентана, из углеводородной смеси.

Для того чтобы выделить пентановую фракцию -  необходимо использовать в качестве хладагента оборотную воду из системы с параметром 25 °C, так как критическая температура н-пентана 196,9 °C.[9]

Таким образом на стадию депентанизации подан материальныq поток с параметрами: Р = 29 ата, t = 190 °C.

А со стадии депентанизации отправляется два потока:

а) пентановая фракция с параметрами: Р = 27,5 ата; t = 183.5 °C направляется сначала на охлаждение, затем на склад готовой продукции.

б) бензольная фракция с параметрами: Р = 27,7 ата, t = 245 °C направляется сначала на охлаждение, затем на склад готовой продукции.

3. Структурная схема процесса

Где цифрами обозначены материальные графы и их параметры:

1 - Углеводородная смесь после предварительного охлаждения, подаваемая на стадию деметанизации с температурой (-50)°C, давлением 44,1 ата;

2 - Метановодородная фракция (МВФ) с параметрами: Р = 42,7 ата; t = (-85,2) °C;

3 - Газовая смесь после компримирования, подаваемая на стадию предварительного охлаждения с температурой 16 °C, давлением 44,7 ата;

4 - Углеводородная смесь после деметанизации с температурой 12 °C, давлением 42,9 ата.

5 - Исходное сырьё, поданное на стадию компримирования с температурой 26 °C, давлением 2,6 ата;

6 - Этан-этиленовая фракция с температурой 8 °C; давлением 41,4 ата;

7 - Этиленовая фракция направляемая для производства полиэтилена (на процесс полимеризации) с температурой 2 °C и давлением 39,5 ата.

8 - Углеводородная смесь после деэтанизации с температурой 83,3 °C, давлением 39,5 ата;

9 - Этановая фракция направляемая для производства этилена (на процесс пиролиза) с температурой 20 °C и давлением 38 ата.

10 - Жидкая смесь с сепаратора 3 ступени нагнетания, подаваемая на стадию деэтанизации, с температурой 16 °C, давлением 27,8 ата;

11 - Пропан-пропиленовая фракция с температурой 80 °C, давлением 35,2 ата;

12 - Пропиленовая фракция направляемая в качестве сырья для синтеза изопропилбензола (на процесс полимеризации) с температурой 74,4 °C и давлением 33,5 ата.

13 - Углеводородная смесь после депропанизации с температурой 148,1 °C, давлением 33,5 ата;

14 - Пропановая фракция направляемая для производства пропилена (на процесс пиролиза) с температурой 86 °C и давлением 35 ата.

15 - Жидкая смесь с сепаратора 2 ступени нагнетания, подаваемая на стадию депропанизации. с температурой 16 °C, давлением 15,4 ата;

16 - Бутановая фракция (на дегидрирование) с температурой 138,4 °C, давлением 30,5 ата;

17 - Углеводородная смесь после дебутанизации с температурой 190 °C, давлением 29 ата;

18 - Жидкая смесь с сепаратора 1 ступени нагнетания, подаваемая на стадию дебутанизации, с температурой 16 °C, давлением 4,4 ата;

19 - Пентановая фракция с температурой 183,5 °C, давлением 27,5 ата;

20 - Бензольная фракция с температурой 245 °C, давлением 27,7 ата;

Библиографический список

  1.  Юкельсон В.П. Технология основного органического синтеза.- М.,”Химия”,1975.
  2.  Дронин А.П., Пугач И.А. Технология разделения углеводородных газов. - М.,”Химия”, 1975.
  3.  Плановский, А. Н. Процессы и аппараты химической технологии [текст]/ Плановский А. Н., Рамм В. М., Каган С. З. – М.: Химия, 1968. – 847 с.
  4.  Берлин М.А. и др. «Переработка нефтяных и природных азов» -М.: Химия, 1981 г.-472 с., ил.
  5.  Тимофеев В.С., Серафимов Л.А., «Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза».- М.: Высшая школа, 2003. – 536 с.: ил.
  6.  Мозговой, И. В. Технология производства мономеров [текст]/ И. В. Мозговой, А. Г. Нелин – Омск, 2000. – 108 с.
  7.   Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А.- М. «Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии», изд. "Недра", 2000. 677 с.  ил.
  8.  Сарданашвили А. Г. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа [текст]/ А. Г. Сарданашвили, А. И. Львова – Москва.: Химия, 1980. – 260 с.

10. «Основные процессы и аппараты химической технологии», пособие по проектированию под ред. Ю. И. Дытнерского. М., «Химия» 1991 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36449. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ВМС. БИОХИМИЯ 1.78 MB
  Направление реакции определяется распределением электронной плотности в исходных соединениях – статический фактор. Поэтому для них характерен радикальный механизм реакции. Семенова радикальное замещение протекает по цепному механизму включающему 3 стадии: hη 1 стадия инициирование реакцииСl2 → 2 Cl Под действием кванта света 1 электрон со связывающей σ – орбитали молекулы хлора переходят на σ – разрыхляющую орбиталь. Сl∙ R∙ → RCl Cl∙ Cl∙ → Cl2 Практическое применение этой реакции...
36450. ФИЗХИМИЯ 884.51 KB
  Тепловой эффект – это теплота выделяемое или поглощаемое при необратимом течении хим реакции пр след. Тисх=Тпрод Другими словами закон Гесса можно сформулировать так: тепловой эффект реакции зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции но не зависит от пути перехода. Стандартная энтальпия хим реакций равна разности суммы стандартных энтальпий образования продуктов реакции и реагента с учетом стехиометрических коэффициентов. Стандартной энтальпией или теплотой образования вва при заданной температуре называют...
36451. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 252.91 KB
  Реальные потенциалы необходимы при определении хода потенциометрического титрования. Реальные потенциалы необходимы для решения вопроса о направлении окислительновосстановительного процесса и хода потенциометрического титрования. Опредся точка конечная и точка титрования.Алкелидиметрия HCl NOH Окислительновосстановительная аОх1вRed2=Ox2bRed1 Редоксиметрия Перманганометрия Дихроматометрия Иодометрия Вонадатометрия Цериметрия KMnO4 K2Cr2O7 I2 KI NH4xVO3 CuSO42 nMnL=[ML] Комплексонометрия Меркуриметрия комплексонометрия...
36452. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ 475.42 KB
  Удельная геометрическая поверхность Sуд = S V м2 м3 м2 кгВ общем случае: Sуд = kD Размеры частиц дисперсной фазы: Грунты: песчаные больше 50 мкм пылеватые 150 мкм Эритроциты крови человека 7 мкм Кишечная палочка 3 мкм Вирус гриппа 01 мкм – 10 нм Дым древесный уголь 30 – 40 мкм Тонкие поры угля 110 нм...
36453. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 79.4 KB
  Активность возрастает отLi к Сs в данном ряду. растёт радиус атома а притяжение последнего электрона к ядру ослабевает поэтому самый активный в данном ряду Цезий. По отношению к воде: 2R2H2O=2ROHH2 где Rлюбой металл из семейства щелочных только литий растворяется спокойно натрий может загореться на поверхности воды а калий взрывоопасен с водой очень бурно реагирует Объясните кажущуюся аномалию положения Li в ряду электродных потенциалов Eo процесса Э 1е → Э в растворе представленных в таблице по сравнению с положением в...
36454. Сущность, значение и место управления персоналом в организации 171 KB
  Персонал – это постоянные и временные сотрудники предприя представители квалифицированного и неквалифицго труда.цированного и неквалифицго труда в. зависит от: числа элементов разнообразия элов сложности элов числа и харра связей м у ними; в автоматизыция произвва – не только произвва но и управления возрастание интеллектой составляющей персонала и требования к нему; г повсеместное распространение коллективных форм оргции труда – труд людей усложняется → они должны свободно работать → стремление к самостоятельности; д рост...
36455. ТАКТИКО-СПЕЦІАЛЬНА ПІДГОТОВКА 14.51 MB
  Основні завдання зв’язку. Засоби та види зв’язку. Основні вимоги до зв’язку. Основними задачами зв'язку є: забезпечення стійкого зв'язку з вищим штабом та своєчасного приймання сигналів бойового управління; забезпечення управління підлеглими військами в будь яких умовах обстановки; забезпечення передач i сигналів та своєчасне попередження та повідомлення військ про безпосередню загрозу застосування противником ЗМЗ та повітряного противника; забезпечення обміну інформацією між взаємодіючими з’єднаннями частинами підрозділами;...
36456. Основные характеристики и достижения Древнего Рима 38 KB
  переход от патриархального к классическому рабству на территории Италии произошел в греческих городахколониях Южной Италии и Сицилии. Сельское хозяйство Италии переживало подъем. Одним из важных показателей прогресса в сельском хозяйстве Италии является выделение новых отраслей: животноводства и приусадебного птицеводства. Скот и птицу разводили в Италии с незапамятных времен но лишь во III вв.
36457. Основные пути перехода античных обществ к феодализму 34 KB
  Византийский путь. Итальянский путь. ЗФранцузский путь Фр. Самый быстрый путь из которого возникли госва Европы Скандинавскорусский путь.