Водная промывка циркуляционного газа газофазной гидронизации
Б едный газ, получаемый на каждой ступени гидрогенизации, имеет свою систему циркуляции, а выводимая из цикла часть газа может быть использована в качестве топлива или для производства водорода.
С
РИС. I.12.
Схема водной промывки газа: 1-промыватели;
2-градирня; 3-сепаратор;
I-газ;
II-промытый
газ; III-углводородные
газы; IV-бензин;
V-вода.
Схема водной промывки циркуляционного газа показана на рис. I.12. Чистый водный конденсат, пройдя закрытую градирню 2 насосом высокого давления подается на орошение промывателей 1, работающих под давлением. Циркуляционный газ из коллектора поступает в промыватели снизу и возвращается в цикл очищенного газа. Отработанная вода, содержащая наряду с аммиаком некоторое количество углеводородных газов и бензин поступает в сепаратор 3. В сепараторе происходит расслаивание, бензин отделяется от воды и поглощенных газов.
Газы деструктивной гидрогенизации и пути их переработки
Заводы гидрогенизации производят значительные количества газов, содержащих в основном парафиновые углеводороды - метан, этан, пропан, бутаны, а также пентаны. Кроме того, в газах содержатся оксиды углерода, сероводород и аммиак. Некоторое количество этих примесей (оксиды углерода, азот) поступает в систему с техническим водородом.
Все перечисленные газы при повышенном давлении хорошо растворяются в жидких продуктах гидрогенизации, поэтому при сепарации газожидкостной смеси, выходящей из реактора, только часть из них остается в газе вместе с водородом и поступает в цикл циркуляционного газа, предварительно подвергаясь масляной промывке под давлением. Масляная промывка, необходимая при жидкофазной гидрогенизации, когда образуется максимальное количество газа, дает возможность удалить углеводородные газы, накапливающиеся в циркуляционном газе, и за счет этого поддерживать необходимое парциальное давление водорода. Очищенный водород поступает на циркуляцию, а газы, растворенные в масле, выделяются при дросселировании. При 22,5 МПа парциальное давление водорода поддерживают на уровне 17-18 МПа, а при 70 МПа - от 57 до 60 МПа. Снижение парциального давления водорода приводит к серьезному нарушению нормального хода всего процесса.
В продуктах гидрогенизации и промывочном масле растворяется также значительное количество водорода - 30-35% от его расхода. При сбросе давления до 2,5-4 МПа выделяются преимущественно газы, обладающие меньшей растворимостью (водород, азот, оксид углерода, метан), бедный газ, а затем при давлении до 0,1-0,3 МПа газы, обладающие большей растворимостью (этан, пропан, бутаны, сероводород, диоксид углерода), богатый газ. Составы бедных и богатых газов представлены в табл. I.5. В газы гидрогенизации попадает также некоторое количество легких жидких углеводородов, которые при дальнейшей переработке выделяются в виде газового бензина.
Поточная схема переработки газов гидрогенизации приведена на рис. I.13. Схема переработки бедного и богатого газов включает узел очистки от органических соединений серы. Очистка от сероводорода осуществляется в специальных абсорберах, в которых поток газа, вводимый снизу, орошается алкацидными растворами. В качестве последних могут быть использованы калиевая соль метилаланина или калиевая соль диметилгликоля.
Таблица I.5. Состав богатых и бедных газов в % масс., образующихся на разных стадиях гидрогенизации.
Компонент |
Жидкофазная гидрогенизация |
Предварительное гидрирование |
Бензинирование |
||||||
Бедный газ |
Богатый газ |
Бедный газ |
Богатый газ |
Бедный газ |
Богатый газ |
||||
Из угля |
После промывки газа |
Из угля |
Из шлама |
После промыв-ки газа |
|||||
СО2 Н2S NH3 СО H2 N2 CH4 C2H6 С2Н4 C3H8 C3H6 изо-С4Н10 н-С4Н10 С4Н8 С5Н12 изо-С4Н10+ н-С4Н8 изо-С4Н10+ изо-С4Н8
|
3,30 0,10 0,40 2,20 52,70 5,60
34,80
-
-
|
0,96 0,10 - 2,50 53,00 8,20 22,40 9,20 - 2,60 - 0,70 - - 0,40 -
- |
10,40 0,80 14,40 0,30 8,30 1,30 8,70 9,30 0,10 16,20 0,30 3,30 9,40 0,80 16,30 -
-
|
0,40 - 0,30 2,20 70,00 8,40
18,30
0,40 -
- |
0,70 0,50 - 2,50 7,60 1,70 16,30 26,50 - 28,00
4,20 |
0,10 - 0,20 0,30 68,30 16,90
13,90
-
-
|
0,10 0,30 0,60 0,20 23,70 9,80 16,50 11,60 - 17,20 10,40 5,40 - 3,70 - -
- |
0,10 0,50 - 0,80 72,40 14,10
12,00
-
- |
0,10 0,90 - 0,10 11,20 4,30 3,90 4,30 - - 21,70 33,70 8,90 - - -
- |
Первая служит для абсорбции сероводорода, а вторая для абсорбции сероводорода и диоксида углерода. Для этих процессов также могут быть использованы этаноламины. Поглощение происходит при 20-30 0С, а регенерация алкацидного раствора при 105-110 0С. При этом выделяются сероводород и диоксид углерода, которые, пройдя систему охлаждения, частично растворяются в воде и направляются на переработку совместно со сточными водами. Нерастворившуюся основную часть газа, содержащую Н2S и СО2, направляют на установки получения свободной серы. Один объем алкацидного раствора может абсорбировать до 50 объемов сероводорода. Расход алкацидного раствора на 1000 нм3 газа в среднем равен 1,2 м3, причем в конечном газе содержание сероводорода составляет 0,001 г/нм3.
Из богатого газа перед очисткой от сероводорода выделяют газовый бензин при 0,25 МПа и охлаждении. Полученный газовый бензин, в свою очередь, очищают от сероводорода и смешивают с бензином, получаемым на стадии предварительного гидрирования.
После перечисленных операций богатый газ первой ступени, если в этом имеется необходимость, подвергают каталитической очистке от органических соединений серы, а выделяемый при этом сероводород отмывают алкацидными растворами совместно с поступающими на установку богатыми газами газофазной гидрогенизации. Затем смесь богатых газов со всех ступеней гидрогенизации направляют на доочистку щелочью, компримирование, охлаждение и на выделение газового бензина.
После этого богатый газ поступает на установки разделения методом глубокого охлаждения. В этом случае при ректификации отбирают фракции С2, С3, C4 и остаточный газ, состоящий в основном из метана и некоторого количества примесей С2 и С3. Фракция С4, и пропан используются как топливо (жидкий газ) или как сырье для химической промышленности, а этан в производстве этилена.
На заводах гидрогенизации остаточный газ может быть использован как отопительный или вместе с бедным газом служит источником сырья для производства водорода методами конверсии или глубокого охлаждения.
РИС. I.13.
Принципиальная схема переработки газов
гидрогенизации.