Газофракционирующие установки

Нестабильный и стабильный газовый бензин газоперерабатывающих заводов (ГПЗ), широкая фракция легких углеводородов стабилизации нефти или газовые конденсаты, рефлюксы нефтеперерабатывающих заводов не яв­ляются товарными продуктами. Для использования в нефтехимии их подвер­гают фракционированию с выделением индивидуальных углеводородных фракций, содержащих в основном ключевой компонент и примеси других углеводородов. Кроме индивидуальных углеводородных фракций на ГФУ получают технические смеси пропана и бутана, которые используют как бытовое топливо.

Газофракционирующие установки эксплуатируются в составе НПЗ и ГПЗ, на нефтехимических предприятиях и самостоятельно как сырьевые бло­ки для получения мономеров в промышленности синтетического каучука.

При наличии в поступающем на газофракционирование сырье значи­тельного количества этана и этилена, как правило, на НПЗ используют уста­новки, в которых предварительное разделение газов на легкую и тяжелую части абсорбционным методом сочетается с ректификацией полученных по­токов. Абсорбционно-газофракционирующие установки (АГФУ) используют на ГПЗ, НПЗ и нефтехимических предприятиях. В ряде случаев их комбини­руют с установкой стабилизации нефти.

Рис. 5.7. Промышленная установка газофракционирования с фракцио­нирующим абсорбером: 1-каплеотбойник; 2-емкости; 3-насосы; 4-сис-тема защелачивания; 5-блок очистки моноэтаноламином; 6-комприми-рование; 7-холодильники абсорбента; 8-фракционирующий абсорбер; 9-холодильники рефлюкса; 10-трубчатая печь; 11-газосепаратор; 12-теплообменники; 13-пропановая колонна; 14-холодильники-конденса-торы; 15-блок очистки и сушки; 16-пропановая колонна; 17-кипятиль-ники;18-бутановая колонна; I-жирный газ; П-нестабильный бензин; Ш-бутан-бутиленовая фракция; IV-стабильный бензин; V-пропан-пропи-леновая фракция; VI-сухой газ; VII-конденсат

Схема промышленной установки газофракционирования с фракциони­рующим абсорбером приведена на рис. 5.7. На этой установке перерабатыва­ются газ НПЗ и нестабильный бензин. Установка состоит из следующих уз­лов: собственно фракционирования, компримирования, очистки жирного газа и широкой фракции легких углеводородов раствором моноэтаноламина, а также с доочисткой последней 10%-м раствором щелочи и осушкой водным раствором диэтиленгликоля затем растворы моноэтаноламина и дизтиленг-ликоля регенерируется.

Жирный газ НПЗ после очистки и компримирования подается во фрак­ционирующий абсорбер 8. Абсорбцию проводят при температуре 45°С и дав­лении 1,35 МПа. В качестве абсорбента используют нестабильный бензин. В верхнюю часть абсорбера подается орошение - стабильный бензин из куба бутановой колонны 18. Режим абсорбции поддерживается с помощью трех контуров орошения и за счет охлаждения стабильного бензина циркуляцион­ной водой с температурой 22°С в холодильнике 7. Температура куба в абсор­бере 8 и в пропановой колонне 13 поддерживается за счет нагрева части про­дукта в трубчатой печи 10.

Верхний продукт колонны 13 поступает на орошение и в пропановую колонну 16, с верха которой отбирается пропан-пропиленовая фракция. Ку­бовый продукт колонны 16 поступает в колонну 18, где разделяется на бутан-бутиленовую фракцию и стабильный бензин.

На описанной установке отбирается 82% пропан-пропиленовой фрак­ции и до 95% бутан-бутиленовой фракции от теоретически возможного.

Газофракционирующие установки, на которых используют конденса-ционно-ректификационные методы выделения отдельных углеводородных фракций и получают в качестве товарных продуктов пропановую, изобутано-вую, н-бутановую фракции и фракцию С₅ и выше, эксплуатируются для раз­деления сжиженных газов на многих НПЗ и ГПЗ. По принятой в России ус­ловной терминологии крупные ГФУ, в составе которых имеется полный на­бор колонн для выделения углеводородных фракций Сз, изо-С4, н-С4, изо-Сб и н-Сб, носят название центральных газофракционирующих установок (ЦГФУ).

ГФУ могут быть запроектированы по двум принципиально разным схемам: с нисходящим или восходящим режимом давления.

По схеме с нисходящим режимом давления первой по пути сырья яв­ляется этановая колонна, с верха которой отделяется этановая фракция. Ку­бовый продукт этой колонны поступает во вторую колонну, с верха которой отбирается пропановая фракция, и так далее. Наивысшее давление поддер­живается в первой колонне (3,0-3,5 МПа), затем оно снижается и в пропано­вой колонне равно 1,3-1,6 МПа, а в бутановой колонне 0,5-0,7 МПа.

Схема с восходящим режимом давления предусматривает в первой ко­лонне разделение сырьевого потока на этан-бутановую фракцию (сверху) и стабильный газовый бензин (снизу). Верхний продукт первой колонны поступает во вторую колонну, где сверху отгоняется пропан-этановая фракция, а снизу - бутановая. В третьей колонне пропан-этановая фракция разделяется на этановую и пропановую фракции.

Схема с нисходящим режимом давления требует меньшего числа насо­сов, так как кубовый продукт самотеком переходит из колонны в колонну. Если же в поступающем сырье содержится немного пропана и бутана, то экономические преимущества оказываются на стороне схемы с восходящим режимом давления. В промышленной практике используют комбинации двух схем. Выбор схемы ГФУ определяется составом сырья и технико-экономическими показателями различных вариантов схем.

На рис. 5.8 показана схема промышленной центральной газофракцио-нирующей установки(ЦГФУ).

РИС. 5.8. Промышленная центральная газофракционирующая установ­ка (ЦГФУ): 1-пропановая колонна; 2-холодильники-конденсаторы; 3 емкости; 4- насосы; 5-кипятильники; 6-этановая колонна; 7-бутановая колонна; 8-изобутановые колонны; 9-петановая колонна; 10-изопента-новые колонны; I-сырье; П-этан-пропановая фракция; Ш-этановая фракция; IV-пропановая фракция; V-бутан-гексановая фракция; VI-бу-тановая фракция; VII-пентан-гексановая фракция; VIII-изобутановая фракция; IX-н-бутан; Х-пентановая фракция; XI-гексановая фракция; ХП-изопентановая фракция; ХШ-н-пентан

Сырье - смесь углеводородов С-^-С^ поступает в пропановую колонну 1. С верха колонны 1 отбирается пропан-этановая фракция, которая разделяется в колонне 6 на этановую (сверху) и товарную пропановую (снизу). Из куба колонны 1 бутан-гексановая фракция поступает на питание бутановой ко­лонны 7. С верха колонны 7 отбирается суммарная бутановая фракция, а с низа - пентан-гексановая. В следующих колоннах 8 (их две) происходит раз­деление бутановой фракции на изобутановую (сверху) и фракцию н-бутана (снизу), являющиеся товарными продуктами.

Пентан-гексановая фракция в колонне 9 делится на пентановую (свер­ху) и гексановую (снизу). Последняя выводится как товарная. Суммарная пентановая фракция разделяется в колоннах 10 на изопентановую фракцию и фракцию н-пентана.

Дальнейшее совершенствование установок фракционирования направ­лено в основном на увеличение их мощности и улучшение качества продук­ции.