Критическая оценка способов разделения углеводородных смесей.

Реферат

Дипломный проект:6 листов чертежей.

Ключевые слова: МЕТИЛТРЕТБУТИЛОВЫЙ ЭФИР (МТБЭ), ИЗОБУТАН ИЗОБУТИЛЕНОВАЯ ФРАКЦИЯ, КОНТАКТНЫЙ ГАЗ, АБСОРБЦИЯ, ДЕСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ.

В дипломном проекте выполняется поверочный расчет установки выделения изобутан изобутиленовой фракции (ИИФ) на базе цеха Д-3-5 ЗАО «ЭКООЙЛ» с повышением производительности на 30%.

Повышение производительности связано с все большим спросом на МТБЭ, использующийся в качестве высоко октановой добавки к бензинам. Повышение производительности позволит повысить экономическую эффективность установки, увеличит производительность труда.

Выделение изобутан изобутиленовой фракции из контактного газа ведется при помощи: частичной конденсации газа в три стадии, абсорбции ИИФ бензином, десорбции и окончательного разделения ректификацией.

Полученные результаты расчета могут быть использованы предприятием для внедрения.

Введение.

а) краткая характеристика технологии производства;

При выделении изобутан-изобутиленовой фракции в цехе Д-3-5 ЗАО «ЭКООЙЛ» используется абсорбционно-ректификационный способ. Применение данного способа обосновано наличием контактном газе поступающем в цех, инертных газов (СО, СО₂,N₂,H₂) которые трудно будет сконденсировать.Получаемая в цехе изобутан-изобутиленовая фракция высокого качества.

б) место цеха Д-3-5 в технологической схеме производства;

В технологической схеме производства метилтретбутилового эфира на базе ЗАО «ЭКООЙЛ» цех Д-3-5 занимает промежуточное место между цехом Д-2 (дегидрирования изобутановой фракции) и цехом Д-4 (синтез МТБЭ из изоутилена и метанола).

в) анализ целесообразности повышения мощности цеха.

Повышение производительности является актуальной проблемой, связанной с загрузкой уже имеющихся мощностей не вкладывая огромные деньги в строительство новых. Также в России наблюдается повышение спроса на экологически чистые высоко октановые кислородосодержащие добавки, такие как метилтретбутиловый эфир. Анализ базового производства позволил заключить, что на предприятии используется перспективная технология.

Аналитический обзор.

Критическая оценка способов разделения углеводородных смесей.

В настоящее время в промышленности применяются следующие способыразделения углеводородных смесей:

а) абсорбционно-ректификационный способ;

б) адсорбционно-ректификационный способ;

в) конденсационно-ректификационный способ;

Все эти способы состоят из комбинаций простейших методов разделения

1) абсорбци­оный метод;

2) адсорбционный метод;

3) компрессионный метод;

4) ректификационный метод;

1. Абсорбционный метод широко применяется в современной промышленности. При этом методе газы пропускают через слой жидкого абсорбента, который извлекает из них требуемые углеводороды. Абсорбцию газов ведут при повышенном давлении и низкой температуре. Дальше выделение поглощённого газа из поглотителя производится - десорбцией. Выделившиеся углеводороды отправляются на следующую стадию или используются как продукт реакции, а отработанный абсорбент после регенерации возвращается в абсорбер.

Недостатком абсорбционного способа является высокое содержание в абсорбенте несконденсированных углеводородов - метана и этана, что вызывает затруднения при регенерации растворителя.

Такой метод целесообразно использовать для выделения одного компонента (фракции) из газовой смеси или очистки газовой смеси от одного из компонентов (фракции).

2. Адсорбционный метод также широко применяется в современной промышленности для разделения газов. При этом методе газы поглощаются твёрдым веществом (адсорбентом). Далее процесс повторяет стадии приведённого выше абсорбционного способа.

Преимущества адсорбции заключаются в высокой степени извлечения отдельных компонентов из сырья. В качестве адсорбента чаще всего применяется активированный уголь, обладающий высокой способностью к поглощению лёгких углеводородов.

Недостатком адсорбционного способа является то, что он применим для разделения малокомпонентных смесей, и в случае многокомпонентной смеси для её разделенья будет необходим свой адсорбент для каждого компонента.

Этот метод так же целесообразно применять для выделения одного компонента (фракции) из газовой смеси или очистки газовой смеси от одного из компонентов (фракции).

3. Компрессионный метод. При переработке газового сырья используют метод конденсации, который основан на различной способности углеводородов к конденсации, то есть переходу из газообразного в жидкое состояние. Из много компонентной 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, полная конденсация углеводородной части газовой смеси для извлечения азотно-гелиевого концентрата.

Конденсация многокомпонентных смесей может быть осуществлена подбором соответствующих температуры и давления. Газ вначале осушают для предотвращения образования гидратов при низких температурах и освобождают от примесей двуокиси углерода и сероводорода, затем сжимают и дросселируют в сепаратор. Здесь при снижении давления температура газа понижается и выделяется конденсат. Если газ обогащён компонентами С₅ и выше, его конденсацию ведут при невысоком давлении и умеренных температурах. При небольшом содержании высококипящих углеводородов смесь разделяют методом низкотемпературной конденсации при 4,0 - 4,5 МПа, и температуре -70 °C и ниже. В промышленности как самостоятельный метод не применяется.

4. Ректификационный метод широко используется в промышленности. Ректификация заключается в противоточном взаимодействии паров, образующихся при перегонке, с жидкостью, получающейся при конденсации паров.

Преимущества позволяет получать вещества высокой чистоты. Целесообразно применяют для разделения сложных смесей. При помощи ректификации можно разделить смесь на индивидуальные вещества (фракции) с любой желаемой концентрацией.

Сочетание различных методов с методом ректификации позволяет получить комбинированные способы разделения сложных углеводородных смесей. Применение ректификационного метода не случайно, так как только этим методом можно разделить смесь на компоненты и фракции требуемой концентрации.

Комбинированные способы:

а) абсорбционно-ректификационный способ. Сущностьсостоит в том, чтобы отделить от смеси легколетучие компоненты (инертные газы и углеводороды С₁-С₃), которые трудно будет сконденсировать во время ректификации, с помощью абсорбции. А за тем окончательно разделить сухой газ ректификацией на индивидуальные компоненты или фракции. Применение такого способа позволяет получить вещества необходимой концентрации, снизить расход тепловой энергии и число контактных устройств. Данный способ оптимально применять для выделения углеводородов С₄+ так как абсорбент полностью их поглощает, а углеводороды С₃ поглощаются лишь частично.

б) адсорбционно-ректификационный способ аналогичен абсорбционно-ректификационному способу, отличие заключается в применении твердого поглотителя. Широкого распространения адсорбционно-ректификационный способ не получил из за технических сложностей. Такой способ наиболее эффективен для разделения газов с низким содержанием углеводородов С₃ - С₅

в) конденсационно-ректификационный способ. 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-ректификационного способом перевода углеводородов в жидкую фазу - при абсорбции это достигается поглощением их жидкими растворителями, при конденсационном методе – охлаждением и повышении давления. При этом методе требуется более глубокое охлаждение - применение этанового, а иногда и метанового цикла. Такой способ примняется в промышленности для выделения этана и этилена [6].

Дата добавления: 2015-11-26