Гидрирование пропадиена в пропан-пропиленовой фракции.

Пропан-пропиленовая фракция после осушки в осушителях поз. С-1 с содержанием пропилена до 94% об. метилацетилена и пропадиена до 6% об. подается в секцию гидрирования пропадиена.

Подаваемая на гидрирование фракция предварительно нагревается в теплообменнике поз. Т-1 за счет тепла продуктов реакции гидрирования и далее испаряется в теплообменнике поз. Т-2 за счет тепла закалочной воды, подаваемой на установки первичного фракционирования пирогаза.

Испаренная пропан-пропиленовая смесь после теплообменника поз. Т-2 подогревается в теплообменнике поз. Т-3 до температуры не более 100⁰С за счет тепла технологического пара давлением 0,25 МПа (2,5 кгс/см²), подаваемого в теплообменник поз. Т-3 через клапан поз. 3-5, регулирующий температуру фракции, подаваемой на первую стадию гидрирования конвертора поз. Р-1.

Гидрирование метилацетилена и пропадиена в составе пропан-пропиленовой фракции производится на трех слоях палладиевого катализатора в конверторах поз. Р-1,2, которые состоят из двух изолированных частей-стадий. Конверторы поз. Р-1,2 загружены катализатором марки G 55B (импортный).

Переключение стадий производится по мере потери активности катализатора, путем параллельного подключения резервной стадии к отработанному слою (стадии).

Температура исходной пропан-пропиленовой смеси, поступающей на первый слой катализатора, поддерживается 50-90⁰С. Так как процесс гидрирования метилацетилена и пропадиена экзотермичен, то продукт реакции после первого и второго слоя проходит промежуточное охлаждение в теплообменниках поз. Т-4, Т-5, Т-6, охлаждаемых оборотной водой.

Температура продуктов, поступающих на второй и третий слой катализатора поддерживается в пределах 50-95⁰С.

Процесс гидрирования метилацетилена и пропадиена протекает при температуре не более 190⁰С и давлении 1,5-1,75 МПа(15-17,5 кгс/см²) по следующим химическим реакциям:

Н₃С-С= СН+Н₂→Н₃С₆ +Q ккал.

Н₂С=С= СН₂+Н₂→Н₃С₆+Q ккал.

Водород вводится в исходную реакционную смесь через регулирующие клапаны, регулирующие соотношения расходов пропан-пропиленовой фракции и водорода. На первый слой водород вводится перед теплообменником поз Т-3. На второй слой водород вводится перед теплообменником поз. Т-4. На третий слой водород вводится перед теплообменником поз. Т-5 (поз Т-6).

При завышении температуры по слоям катализатора до 235⁰С срабатывает блокировка, которая отсекает клапан на линии подачи водорода на 1, 2, 3 стадию гидрирования.

Продукты реакции гидрирования, выходящие из конвертора поз. Р-1,2, через теплообменник поз. Т-1 подаются в струйный смеситель, где смешиваются с чистой пропан-пропиленовой фракцией, подаваемой из куба емкости поз. Е-1 насосом поз. Н-1 и далее в отстойную емкость отбивки «зеленого» масла поз. О-1.

Газообразная пропан-пропиленовая фракция с верха емкости поз. О-1, объединившись с парами верхнего продукта отпарной колонны фракции С₂ поз. Кн-1 поступает в водяной холодильник поз. Т-8, где конденсируется и поступает в емкость поз. Е-1.

Жидкость из куба емкости поз. Е-1 насосом поз. Н-1 подается:

- на орошение отпарной колонны поз. Кн-1,

- на отмывку «зеленого» масла в струйный смеситель.

Кубовый продукт отпарной колонны поз. Кн-1, подогретый в подогревателе поз. Т-7 до температуры 39-42⁰С, для отпарки легких углеводородов (метан, водород, фракция С₂), подается насосом поз. Н-2 в качестве питания в колонну выделения пропилена поз. Кт-2. Давление в колонне поз. Кн-1 регулируется регулятором.

Верхний продукт из емкости поз. Е-1 (пропан-пропиленовая фракция с примесями водорода, метана, фракции С₂) направляется в холодильник поз. Т-9, охлаждаемый пропиленом с изотермой 18⁰С, где пары пропан-пропиленовой фракции конденсируются и самотеком поступают в емкость поз. Е-1. Несконденсированная часть метана, водорода, фракции С₂ через клапан-регулятор давления сбрасывается в секцию компримирования пирогаза, и в топливную сеть завода.

Выделение товарного пропилена

Прогидрированная пропан-пропиленовая фракция подается в качестве питания на тарелку № 94 колонны фракционирования пропилена поз.Кт-2. Осушка производится в осушителях поз.С-1, загруженных молекулярными ситами. При работе одного из осушителей другой находится на регенерации или в резерве. Кубовый продукт колонны нагревается двумя выносными кипятильниками поз. Т-10, в качестве теплоносителя в которых используется закалочная вода с температурой 78-85⁰С.

Расход закалочной воды в кипятильники поз. Т-10 регулируется клапаном поз., установленным на выходе закалочной воды из кипятильников с коррекцией по концентрации пропилена на контрольной тарелке № 135 колонны поз.Кт-2. Процесс протекает при температуре куба колонны 44-50⁰С, верха 36-42⁰С и давлении 1,55-1,80 МПа (15,5-18,0 кгс/см²).

Отбираемые с верха колонны пары пропилена поступают в шесть параллельно работающих холодильников-дефлегматоров поз. Т-11, охлаждаемых оборотной водой.

Подача оборотной воды в холодильники поз. Т-11 регулируются клапаном поз.28-5, установленным на линии выхода воды из холодильников.

Газожидкостная смесь пропилена после холодильников поз. Т-11 собирается во флегмовую емкость поз.Е-2. При завышении давления в кубе колонны поз.Кт-2 предусмотрено стравливание газа из флегмовой емкости через клапан поз.28-8 на факел. Жидкий пропилен из флегмовой емкости насосом поз.Н-3 распределяется:

- на орошение колонны;

- откачивается на склад как продуктовый пропилен

Кубовый продукт колонны поз. Кт-2 представляет собой пропан-пропиленовую фракцию с низким содержанием пропилена. Часть данной фракции подается в кипятильник Т-7 и возвращается в колонну, а часть насосом Н-3 выводится:

- в топливную сеть завода,

- в качестве сырья на газовые печи пиролиза

- в качестве сырья на этановые печи пиролиза.

 

3.4 Описание и обоснование принятых в проекте изменений

В данном проекте предполагается заменить существующие четырехпоточные тарелки с подвижными клапанами, на четырехпоточные тарелки с неподвижным клапанами, что в свою очередь приведет к более высокой производительности, это позволяет улучшить разделение, повысить стабильность процесса, снизить инертность колонны т.к. они имеют более высокий коэффициент полезного действия равный 85%.

Использование клапанных тарелок SUPERFRACK в процессах массопередачи обеспечивает высокую возможную гибкость для непрерывных производств. Гибкость процесса достигнута способностью открытой области SUPERFRACK клапана, регулировать непрерывно и удовлетворить газовую нагрузку. Форма и размеры клапана SUPERFRAK обеспечивают хороший контакт паровой и жидкой фазы без придания излишней направленности потоку пены. Выгоды от этой особенности - высокая однородная эффективность тарелки, уменьшенное потребление энергии, и более устойчивые действия процесса. Постоянная эффективность тарелки из-за уникального проекта SUPERFRACK клапана, который гарантирует, что газ однородно распределен поперек тарелки.

Современные клапаны являются полностью открытыми или полностью закрытыми. Это ведет к неравному потоку газа через тарелку.

Так же максимальную производительность обеспечивает использование сливного кармана с «паровым тоннелем» в форме полуконуса, который максимально увеличивает длину пути потока жидкости. «Паровой тоннель» обеспечивает дополнительное пространство для барботажа и сепарации, которое в ином случае находилось бы внутри сливного кармана. Это увеличивает поперечно-точный эффект и следовательно повышает эффективность тарелки.

Снижаются капитальные затраты (см.таблицу 3.2) и затраты на электроэнергию (см.таблицу 3.3), что в конечном итоге уменьшает себестоимость пропилена.

 

Таблица 3.2 Капитальные затраты до и после внедрения новшества:

Наименование оборудования	Базовое производство	Проектируемое производство
Колонна выделения пропилена

 

Таблица 3.3 Энергетические затраты до и после внедрения новшества:

Статьи затрат	Единица измерения	Цена за единицу	Базовое производство	Проектируемое производство
Электроэнергия	кВт/ч	0,84	1,88	1,58	1,88	1,58
Вода оборотная	тм3	608,35	0,27	164,25	0,265	161,21
Вода закалочная	тм3		0,0282	8,2	0,026	7,56
Пар	Гкал	430,35	0,61	262,51	0,59	253,29
Пропилен. холод	т/ч		0,5	310,97	0,48	298,56
Очистка стоков	тм3		0,0023	7,6	0,0022	7,32
Итого:				757,68		732,53

 

Годовой экономический эффект составит:

Э_эф. = [(С + Е_Н · КВ_уд.) – (С* + Е_Н · КВ*_уд.)] · В_нат

Э_эф.= [(13153,54+ 0,15 ·1552,67) – (13124,19+ 0,15 ·1553,96)] · 230000 =

 

= 6705995 руб.

где С – полная себестоимость 1 тн пропилена базового производства, руб;

С*– полная себестоимость 1 тн пропилена проектируемого производства, руб.

В_нат – мощность прозиводства пропилена, тн

КВ_уд., КВ*_уд – удельные капитальные вложения соответственно базового и проектируемого производств, руб./тн.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: