УСТАНОВКА ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ НАСЫЩЕННОГО ГАЗА

Газы, образующиеся в большинстве процессов, содержат только насыщенные соединения: метан, этан, пропан,бутаны (н-бутан и изобутан) и иногда водород. Слово насыщенные означает углеводороды, не содержащие двойных связей. Это значит, что все атомы углерода в их молекулах насыщены атомами водорода. Такие газы направляются наГФУ насыщенного газа. Другой тип газовой смеси содержит также олефины (этилен, пропилен л бутилены). Такая смесь направляется на ГФУ крекинг-газа.

Разделение газов на компоненты представляет собой значительно более трудную задачу, чем разделение сырой нефти. Вспомните, что каждый из этих газов является индивидуальным химическим соединением и имеет свою температуру кипения (табл. 7.1). Таким образом, никаких хвостов или нечеткого разделения на этот разбыть не должно. Поэтому ректификационные колонны для разделения газов содержат огромное число тарелок,а орошение и повторное испарение производятся многократно.

Другая сложность связана с зависимостью температуры кипения от давления. Здесь ситуация противоположна ситуации при вакуумной перегонке. Чтобы часть газовой смеси превратилась в жидкость — что принципиально для разгонки — нужно либо сильно охладить смесь (см.табл. 7.1), либо значительно увеличить давление. Обычно делают и то, и другое. Насыщенный газ, выходящий с установок и поступающий на фракционирование, проходит следующие стандартные операции:

1. Сжатие. Газы, находящиеся при низком давлении,сжимают до давления 14,06 атм.

2. Разделение фаз. При высоком давлении некоторыегазы сжижаются, и их можно отделить в сепараторе.

3. Абсорбция (поглощение). Оставшиеся газы под высоким давлением направляются в разделительный абсорбер (поглотитель). На верхнюю тарелку абсорбера подают нафту, которая просачивается вниз по колонне. По дороге она собирает (абсорбирует) большую часть пропана и бутана, оставшихся в газовой фазе. Нафту, собравшую эти газы, называют насыщенным абсорбционным маслом. Соответственно нафта, которую подают в верхнюю часть колонны для абсорбции пропана и бутана, называют отбензиненным абсорбционным маслом

4. Дебутанизация (отделение бутана). Обогащенное (жирное) масло поступает в следующую колонну, которую называют дебутанизатором. В этой колонне пропан и бутан отделяются от нафты. Поскольку нафта начинает кипеть при температуре около 80°С (180°F), а бутан кипит приблизительно при 0°С (32°F), то они довольно легко разделяются (рис. 7.3), гораздо легче, чем бутан и пропан отделяются от этана в ректификационной колонне. Жидкая фракция из сепаратора также направляется в дебутанизатор.

5. Депропанизация (отделение пропана). Смесь углеводородов Сз~С4 разделяют в высокой колонне, где пропан уходит как верхняя фракция.

6. Деизобутанизация (отделение изобутана). В этой колонне разделяют бутаны. Так как точки кипения н-бутана и изобутана очень близки, то эффективное разделение требует большого количества тарелок Деизобутанизатор обычно — самая высокая колонна на ГФУ

7 Губчатая абсорбция Когда отбензиненное масло (тощий абсорбент) подается во фракционирующий абсорбер, возникает дополнительная проблема Некоторые компоненты этого масла, обычно гептан (С7Н1 6) и октан (C8H158), испаряются и поднимаются вверх вместе с более легкими компонентами (C1—C2) Чтобы извлечь эти вещества, верхний погон подается в нижнюю часть дополнительной абсорбционной колонны, а очередное более тяжелое «тощее» масло, которое на этот раз называется губчатое масло, подается сверху Головной погон в этом случае — в основном сухой газ, состоящий из углеводородов C1—C2, а остаток — это, в основном, тощее масло, как показано на рисунке 7.4.

Фракцию C1—С 2 обычно не разделяют, а используют на нефтеперерабатывающем заводе как топливо. Однако иногда этан может потребоваться как сырье на химическом заводе, и тогда проводят деэтанизацию смеси С1— С2 в дополнительной колонне. На рисунке 7.5 показаны все стадии разделения насыщенного углеводородного газа.