ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ. Бензин гфу


ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ

Переработка Нефти

.. и отделит одних от других, как пастырь отделяет овец от козлов Евангелие от Матфея, 25:32

Почти все установки на заводе производят в некото­ром количестве бутан и более легкие углеводородные газы. Переработка газа — не особенно красочная операция, возможно, поэтому в этой области используются такие экзотические названия, как, например, «тощее» масло, «жирное» масло,[3] «губчатое» масло, разделительный аб­сорбер и т. д. Вся система называется газофракционирую - щей установкой (ГФУ).

На современном заводе, располагающем комплексом раз­нообразных процессов, потоки углеводородных газов со всех установок направляются предварительно на газофракцио­нирование. Каждый из выходных потоков имеет свое на­значение. Газофракционированию обычно предшествуют про­цессы очистки (в основном, от сернистых соединений) и осушки газов. — Прим. ред.

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 двойныхсвязей. Это значит, что все атомы углерода в их молекулах насыщены атомами водорода. Такие газы направляются на ГФУнасыщенного газа. Другой тип газовой смеси содержит также олефины (этилен, пропилен бутилены). Такая смесь направляется на ГФУкрекинг-газа. Переработка во­дорода и сероводорода требует специфических операций, которым посвящена отдельная глава (глава XV).

Соединение Брутто - Т. кипения[4] Плотность[5]

Формула °С (°F) lbs/gal. (г/см3)

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 раз быть не должно. Поэтому ректификационные колонны для разделения газов содержат огромное число тарелок, а орошение и повторное испарение производятся много­кратно.

Таблица 7.1. Некоторые свойства низкокипящих фракций

Водород

Н2

-253 (-423)

Метан

Сн4

-161 (-258)

2,5 (0,3)

Этан

С2н6

-88 (-127)

2,97 (0,35)

Этилен

С2н4

-103 (-155)

3,11 (0,37)

Пропан

СзН8

-42 (-44)

4,23 (0,5)

Пропилен

С3Н6

-48 (-54)

4,37 (0,52)

Изобутан

С4Н10

-11,7 (11)

4,69 (0,56)

Н-Бутан

С4Н10

-0,5 (31)

4,87 (0,58)

Изобутилен

С4Н8

-6,7 (20)

5,01 (0,6)

Н-Бутилены

Бутен-1

С4Н8***

-6,1 (21)

5,01 (0,6)

Транс-Бутен-2

С4Н8

1,1 (34)

5,09 (0,61)

Цис-Бутен-2

С4Н8

3,9 (39)

5,23 (0,63)

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:

Сжатие. Газы, находящиеся при низком давлении, сжимают до давления 200 psi (14,06 атм).

Разделение фаз. При высоком давлении некоторые газы сжижаются, и их можно отделить в сепараторе.

Газообразный насыщенный газ

Газ с установок

Сжиженный насыщенный газ

Рис. 7.1. Сжатие и разделение фаз.

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 от - бензиненным абсорбционным маслом (Вы помните, что аме­риканцы называют их «жирное» масло и «тощее» масло) (рис. 7.2).

(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.

Депропанизация (отделение пропана). Смесь углево­дородов С3—С4 разделяют в высокой колонне, где про­пан уходит как верхняя фракция.

Деизобутанизация (отделение изобутана). В этой ко­лонне разделяют бутаны. Так как точки кипения н-бутана

Рис. 7.3. Отделение бутана, пропана и изобутана

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 и октан (CgHig), испаряются и поднимаются вверх вместе с бо­лее легкими компонентами (Сі—С2) 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 С j—С2, а остаток — это, в основном, тощее масло, как показано на рисунке 7.4.

Фракцию С^—С2 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 С] —С2 в дополнительной колонне.

На рисунке 7.5 показаны все стадии разделения насы­щенного углеводородного газа.

Назначение

Зачем нужно разделять все эти газы? Дело в том, что каждый из них нашел свою собственную область приме-

Нения в нефтеперерабатывающей промышленности. По­этому наибольшая эффективность переработки нефти может быть достигнута, только если все компоненты ис­пользуются по назначению.

Изобутан. Практически полностью применяется как сырье для алкилирования и изредка — как компонент при получении компаундированного автомобильного бен­зина.

Н-Бутан. Почти полностью используется как компо­нент автомобильного бензина. Благодаря высокой лету­чести, он полезен для запуска двигателей в холодную погоду, при этом он остается в бензине в растворенном виде и почти не испаряется. Некоторое количество н-бутана используется как химическое сырье или как топливо.

Пропан В США пропан является основным компонен­том сжиженного нефтяного газа (LPG). Примерно 10% LPG, поступающего в продажу, состоит из бутана или является пропан-бутановой смесью. Пропан как топливо обладает некоторыми уникальными свойствами, полез­ными для многих областей применения. Он может быть сжижен при разумных температурах и давлениях, что де­лает удобной его транспортировку, особенно в автоцис­тернах. При обычных температурах пропан легко испаря­ется, поэтому его удобно сжигать в газовых плитах, до­машних печах и т. д. Пропан также часто используется как химическое сырье.

Этан. Единственная область применения этана, ради которой его и отделяют при нефтепереработке, — это использование в качестве химического сырья (см. гла­ву XVIII «Производство этилена»). Во многих случаях этан оставляют вместе с метаном.

Метан. Нефтепереработчики ненасытны в отношении топлива. Метан с удовольствием сжигают в печах на всех установках нефтеперерабатывающего завода, а также в заводских печах для получения перегретого водяного пара.

Установка фракционирования крекинг-газа

Газовые смеси, выходящие с установки каталитичес­кого крекинга или других видов крекинга, содержат оле - фины: этилен, пропилен и бутилены. Этилен обычно не отделяют от общей фракции которую отправля­

Ют в топливную систему завода. Его можно отделить, если он требуется как химическое сырье.

На нефтеперерабатывающем заводе пропилен и бути - лены обычно подают на установку алкилирования. Для удобства туда же направляются парафины — пропан и бутан, и уже там их отделяют (глава VIII). Возможно также полное разделение компонентов таким же обра­зом, как разделяют компоненты насыщенного газа.

Водород

На нефтеперерабатывающем заводе имеется несколь­ко процессов, потребляющих водород: гидрокрекинг и несколько вариантов гидроочистки. Некоторые газовые смеси, в частности смесь, поступающая с установки ри - форминга, содержат большое количество водорода. Часто риформинг-газ подвергают сжатию после разделения, и на этой стадии получают водородный концентрат, кото­рый является смесью Н2 и СН4 и может использоваться в качестве водородного сырья.

Дополнительные количества водорода при необходи­мости можно получить специально, если на заводе есть установка для получения водорода, которую иначе называ­ют установкой для конверсии метана с водяным паром и которая будет обсуждаться в главе XV

Складское оборудование

Пришло время поговорить о довольно специфическом оборудовании, которое требуется для хранения нефтеза - водских газов Вследствие летучести и низких температур кипения этих продуктов, их приходится хранить в сжи­женном виде в специальных контейнерах под давлением.

Метан (и этан, который не направлен для использо­вания как химическое сырье) обычно не хранят на неф­теперерабатывающем заводе, а направляют в топливную систему сразу после получения. Система снабжена урав­нительными баками, которые могут накапливать некото - рое количество газообразного метана на короткие перио­ды во время смены технологического режима. Кроме того, все эти высокие факелы, которые являются типичной при­надлежностью нефтеперерабатывающего завода, помога­ют избавиться от кратковременного перепроизводства

Пропан и бутаны (и иногда этан) можно хранить в стальных емкостях или подземных резервуарах.

Резервуары для хранения пропана и бутана имеют сфе­рическую форму. Стальные емкости либо имеют форму пули (цилиндр с закругленными краями, лежащий на боку), либо также шарообразные. Закругленная форма выбрана для достижения оптимальной прочности (чтобы

Резервуар выдерживал высокие давления) и минималь­ных финансовых затрат.

Подземное хранение обычно осуществляется одним из следующих двух способов: либо в полости в скальной, сланцевой или известковой породе, либо в кувшине, об­разовавшемся за счет вымывания соли в подземных соля­ных линзах, как показано на рисунке 7.6.

В первом случае, при хранении в полостях, пропан или бутан закачивается внутрь или выкачивается в сжи­женном виде, а различие в объемах продукта компенси­руется различным количеством паров, находящихся над жидкостью.

В случае соляной линзы подача внутрь и наружу осу­ществляется более необычным образом. В кувшине нахо­дится смесь пропана и соленой воды (рассола). Эти две жидкости, как и любая пара не смешива­

Ются. Чтобы выкачать пропан наружу, внутрь закачивают дополнительное количество рассола, и он выталкивает пропан. Когда нужно наполнить кувшин, пропан закачи­вают внутрь, и он выталкивает рассол — обычно в спе­циальный бассейн.

Преимуществом такого способа хранения является воз­можность расширить резервуар. Если вместо раствора соли в кувшин закачать чистую воду, то дополнительное ко­личество соли из стенок линзы перейдет в раствор, и таким образом размер резервуара увеличится без допол­нительных затрат. Конечно, эту операцию можно произ­водить лишь до определенных пределов, чтобы не выз­вать разрушения резервуара.

Другим преимуществом этого способа является сто­имость самой конструкции. Кувшины в соляных линзах обходятся значительно дешевле, чем сооружение полос­тей в горной породе, а это в свою очередь дешевле, чем возведение стальных резервуаров. К сожалению, в США природа создала доступные соляные линзы и подходя­щие скальные, сланцевые и известковые породы только в нескольких регионах.

УПРАЖНЕНИЯ 1. Заполните пропуски:

А. Два типа газофракционирующих установок называют­ся установка фракционирования и уста­новка фракционирования.

Б. Нафта, которая используется для захвата более тяже­лых газов во фракционирующем абсорбере, называет­ся. Тощее масло, набрав­шее жидкость, называется.

В. Смесь, которая может использоваться для поглощения значительной доли некоторых компонентов из другой смеси, называется.

Укажите обычные области применения для каждого из перечисленных нефтепродуктов

Метан Этан Пропан н-Бутан Изобутан Пропилен Бутилен Этилен Водород

Нарисуйте систему ректификационных колонн, кото­рые могут быть использованы для разделения крекинг - газа на С2 и более легкие газы, пропан, пропилен, н-бутан, изобутан и бутилен. Используйте таблицу 7.1, в которой приведены точки кипения каждого компо­нента. Предполагается, что в каждой колонне один погон отделяется от остатка, и никаких боковых вы­ходов нет. Какая специфическая проблема возникнет при разделении бутана и бутилена?

Гидроочистка

Компаундирование автомобильного бензина Топливо для нефтеперерабатывающего завода Сырье для алкилирования Химическое сырье Топливо, поступающее в продажу

Изобразите технологическую схему входящих и выхо­дящих потоков для установок, которые были рассмот­рены до сих пор: ректификационная колонна для сы­рой нефти, колонна вакуумной перегонки, установка каталитического крекинга и установка газофракцио­нирования.

Если вы хотя бы раз в своей жизни анализировали варианты топлива для автономной системы газоснабжения, то наверняка встречались с такой разновидностью, как пропан-бутановая смесь. У пытливого ума тут же возникает …

Если Вам слишком жарко, уходите из кухни Гарри С Трумэн Многие экономические соображения, влияющие на производство различных нефтепродуктов, связаны с ко­личеством теплоты, которое выделяется при их сжига­нии. Действительно, чтобы выбрать, …

Уильям Д. Леффлер Начало—самая важная часть работы Платон «Республика» Если Вы открыли эту книгу, Вам уже не требуется введение в ее предмет — Вы и так им занимаетесь. Вряд ли …

msd.com.ua

Газофракционирующая установка - это... Что такое Газофракционирующая установка?

 Газофракционирующая установка

        служит для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные, или технически чистые, вещества.

         Г. у. входит в состав газобензиновых, газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов. Мощность Г. у. достигает 750 тыс. т сырья в год. Для переработки на Г. у. поступает сырьё — газовые бензины, получаемые из природных и нефтезаводских газов, продукты стабилизации нефтей, газы Пиролиза и Крекинга. В состав сырья входят в основном углеводороды, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в молекуле. Разделение смесей углеводородов осуществляется ректификацией в колонных аппаратах.

         Схема разделения газового бензина в Г. у. включает предварительный нагрев в теплообменнике газового бензина и подачу его в пропановую колонну (рис.). Из верхней части колонны отводятся пары пропана, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике и поступают в ёмкость орошения. Часть пропана возвращается на верх колонны как орошение, а избыток отводится в виде готового продукта. Жидкость с низа колонны после подогрева поступает для дальнейшего разделения по такой же схеме в следующую колонну, где из неё выделяется в виде верхнего продукта смесь бутанов, а из нижней части отводится бензин. Аналогичным образом производится разделение бутанов на изобутан и нормальный бутан, а бензина — на изопентан, нормальный пентан, гексаны и т. д. Примерное содержание чистого вещества (в %) в товарном продукте того же наименования при переработке газового бензина: пропан 96; изобутан 95; нормальный бутан 96; изопентан 95; стабильный бензин 74.

         Совершенствование технологической схемы Г. у. направлено на снижение энергетических и капитальных затрат, автоматизацию контроля и управления процессом путём установки хроматографических анализаторов качества продуктов на потоках и электронных вычислительных машин.

         Лит.: Переработка и использование газа, М., 1962; Черный И. Р., Подготовка сырья для нефтехимии, М., 1966.

         А. Л. Халиф.

        

        Схема газофракционирующей установки: 1 — пропановая колонна; 2 — стабилизационная колонна; 3 — изобутановая колонна; 4 — конденсаторы-холодильники; 5 — подогреватели низа колонны; 6 — теплообменники; 7— холодильники.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Газоубежище
  • Газы (агрегатное состояние вещества)

Смотреть что такое "Газофракционирующая установка" в других словарях:

  • ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА — комплекс аппаратов газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов для разделения смеси легких углеводородов на индивидуальные вещества …   Большой Энциклопедический словарь

  • Газофракционирующая установка —         (a. gas fractional plant; н. Gasabscheider; ф. installation de fractionnement de gaz; и. instalacion de fraccionamiento de gas) комплекс устройств для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные или технически чистые вещества …   Геологическая энциклопедия

  • газофракционирующая установка — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN gas plantgas fractionation plant …   Справочник технического переводчика

  • газофракционирующая установка — комплекс аппаратов газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные вещества. * * * ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА, комплекс аппаратов… …   Энциклопедический словарь

  • ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА — комплекс устройств для стабилизации газового бензина и извлечения из него этана, пропана и бутана. Состоит из неск. газофракционирующих колонн. В них поддерживаются давление и температурный режим, при к рых в верх. части колонн конденсируется… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ГФУ — газофракционирующая установка Главное финансовое управление …   Словарь сокращений русского языка

  • Уралоргсинтез — Предположительно, эта страница или раздел нарушает авторские права. Её содержимое, вероятно, скопировано с http://www.kstu.ru/article.jsp?id=205 id e=26185#2 практически без изменений …   Википедия

  • Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез — ООО «Лукойл Нижегороднефтеоргсинтез» Тип Общество с ограниченной ответственностью Год основания 1958 год Расположение …   Википедия

  • Лукойл — (Lukoil) Компания Лукойл, история компании, добыча и продажи Компания Лукойл, история компании, добыча и продажи, акционеры и руководство Содержание Содержание Общая о ОАО «» История основание фирмы ОАО «Лукойл» Акционеры и руководство… …   Энциклопедия инвестора

  • ЦГФУ — центральная газофракционирующая установка центральная газофракционная установка Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с …   Словарь сокращений и аббревиатур

dic.academic.ru

Газофракционирующие установки — МегаЛекции

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.

megalektsii.ru

courses:refining:гфу [ЮниТех]

Почти все установки на заводе производят в некотором количестве бутан и более лёгкие углеводородные газы. На современном заводе потоки углеводородных газов со всех установок направляются предварительно на газофракционирование.

ГФУ ООО «СИБУР»

Установка фракционирования насыщенного газа

Газы, образующиеся в большинстве процессов, содержат только насыщенные соединения: метан, этан, пропан, бутаны (н-бутан и изобутан) и иногда h3. Такие газы направляются на ГФУ насыщенного газа. Другой тип газовой смеси содержит также олефины (этилен, пропилен и бутилены). Такая смесь направляется на ГФУ крекинг-газа.1)

Насыщенный газ, выходящий с установок и поступающий на фракционирование, проходит следующие стандартные операции:

  • Сжатие. Газы, находящиеся при низком давлении, сжимают до давления 200 psi (14,06 атм).

  • Абсорбция. Оставшиеся газы под высоким давлением направляются в разделительный абсорбер. 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. Нафта, собравшая эти газы, называется насыщенным абсорбционным маслом (жирным маслом). Нафта, которую подают в верхнюю часть колонны для абсорбции пропана и бутана, называется отбензиненным абсорбционным маслом (тощим маслом).

Абсорбция — обратимый процесс, и на этом основано выделение поглощенного газа из жидкости — десорбция. Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно применять поглотитель и выделять из него поглощенный компонент. 2)

  • Ректификация является завершающей стадией разделения углеводородных газов. Особенность ректификации сжиженных газов, по сравнению с ректификацией нефтяных фракций, – необходимость разделения очень близких по температуре кипения компонентов или фракций сырья при высокой четкости фракционирования. Так, разница между температурами кипения этана и этилена составляет 15 °С. Наиболее трудно разделить бутан-бутиленовую фракцию: температура кипения изобутана при нормальном давлении составляет 11,7 °С, изобутилена — 6,9, бутена — 1…6,29, а н-бутана — 0,5.

Ректификацию сжиженных газов приходится проводить при повышенных давлениях в колоннах, поскольку для создания жидкостного орошения необходимо сконденсировать верхние продукты колонн в обычных воздушных и водяных холодильниках, не прибегая к искусственному холоду.

Конкретный выбор схемы (последовательности) разделения, температуры, давления и числа тарелок в колоннах определяется составом исходной газовой смеси, требуемой чистотой и заданным ассортиментом получаемых продуктов. 3)

а) Дебутанизация (отделение бутана). Обогащенное (жирное) масло поступает в следующую колонну (дебутанизатор). В ней пропан и бутан отделяются от нафты. Поскольку нафта начинает кипеть при температуре около 80 °С, а бутан кипит приблизительно при 0 °С, то они довольно легко разделяются (см. рисунок выше). Жидкая фракция из сепаратора также направляется в дебутанизатор.

б) Депропанизация (отделение пропана). Смесь углеводородов С3~С4 разделяют в высокой колонне, где пропан уходит как верхняя фракция.

в) 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.4)

  • Губчатая абсорбция. Когда отбензиненное масло (тощий абсорбент) подается во фракционирующий абсорбер, возникает дополнительная проблема. Некоторые компоненты этого масла, обычно гептан (С7Н16) и октан (C8h28), испаряются и поднимаются вверх вместе с более лёгкими компонентами (C1-C2). Чтобы извлечь эти вещества, верхний погон подается в нижнюю часть дополнительной абсорбционной колонны, а очередное более тяжёлое «тощее» масло, которое называется губчатое масло, подаётся сверху.

Головной погон в этом случае в основном сухой газ, состоящий из углеводородов C1-C2, а остаток в основном тощее масло.

Фракцию C1-С2 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 ниже показаны все стадии разделения насыщенного углеводородного газа.

Назначение

Разделение вышеуказанных газов обусловлено тем, что каждый из них имеет свою собственную область применения в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изопентан. Служит сырьем для производства изопренового каучука и высокооктановым компонентом автобензинов.

н-Пентан. Применяется как сырье для процессов пиролиза, изомеризации и т. д. Иногда смесь пентанов и более тяжелых углеводородов не разделяют на фракции, а используют как газовый бензин.5)

Изобутан. Практически полностью применяется как сырьё для алкилирования и изредка как компонент при получении компаундированного автомобильного бензина.

н-Бутан. Почти полностью используется как компонент автомобильного бензина. Благодаря высокой летучести, он полезен для запуска двигателей в холодную погоду, при этом он остаётся в бензине в растворённом виде и почти не испаряется. Некоторое количество н-бутана используется как химическое сырьё или как топливо.

Пропан. Пропан – основной компонент сжиженного нефтяного газа (LPG). Пропан как топливо обладает некоторыми уникальными свойствами, полезными для многих областей применения. Он может быть сжижен при разумных температурах и давлениях, что делает удобной его транспортировку, особенно в автоцистернах. При обычных температурах пропан легко испаряется, поэтому его удобно сжигать в газовых плитах, домашних печах и т. д. Пропан также часто используется как химическое сырьё.

Этан. Единственная область применения этана, ради которой его и отделяют при нефтепереработке – использование в качестве химического сырья. Во многих случаях этан оставляют вместе с метаном.

Метан. Метан сжигают в печах на всех установках НПЗ, а также в заводских печах для получения перегретого водяного пара.6)

Установка фракционирования крекинг-газа

Газовые смеси, выходящие с установки каталитического крекинга или других видов крекинга, содержат олефины: этилен, пропилен и бутилены. Этилен обычно не отделяют от общей фракции C1—С2, которую отправляют в топливную систему завода. Его можно отделить, если он требуется как химическое сырье.

На нефтеперерабатывающем заводе пропилен и бутилены обычно подают на установку алкилирования. Для удобства туда же направляются парафины — пропан и бутан, и уже там их отделяют. Возможно также полное разделение компонентов таким же образом, как разделяют компоненты насыщенного газа.

В книге С.А. Ахметова «Технология и оборудование процессов» приводится следующая схема абсорбционно-газофракционирующей установки для крекинг-газа.

Принципиальная схема абсорбционно-газофракционирующей установки (АГФУ): 1 — фракционирующий абсорбер; 2 — стабилизационная колонна; 3 — пропановая колонна; 4 — бутановая колонна; I — очищенный жирный газ; II — нестабильный бензин; III — сухой газ; IV — пропан-пропиленовая фракция; V — бутан-бутиленовая фракция; VI — стабильный бензин

Для деэтанизации газов каталитического крекинга на установках АГФУ используется фракционирующий абсорбер 1. Он представляет собой комбинированную колонну абсорбер–десорбер. В верхней части фракционирующего абсорбера происходит абсорбция, то есть поглощение из газов целевых компонентов (С3 и выше), а в нижней — частичная регенерация абсорбента за счет подводимого тепла.7)

Фракционирующий абсорбер (деэтанизатор): 1 - колонна; 2, 4 - холодильники абсорбента; 3 - насосы; 5 - кипятильник

В верхнюю часть фракционирующего абсорбера поступает холодный абсорбент, а в нижней сообщается тепло. Жирный газ подают в среднюю часть аппарата. Обычно в аппарате имеется 40-50 тарелок, распределенных поровну между абсорбционной и десорбционной секциями. В результате многоступенчатого контакта газовой и жидкой фаз в верхней части аппарата поглощается наиболее тяжелая часть газа; стекая вниз, насыщенный абсорбент встречается со все более горячими парами, десорбированными из жидкости, стекающей в нижнюю часть колонны.8)

В результате с верха фракционирующего абсорбера 1 выводится сухой газ (С1–С2), а с низа вместе с тощим абсорбентом выводятся углеводороды С3 и выше.9)

Деэтанизированный бензин, насыщенный углеводородами С3 и выше, после подогрева в теплообменнике подается в стабилизационную колонну 2, нижним продуктом которого является стабильный бензин, а верхним — головка стабилизации. Из нее (иногда после сероочистки) в пропановой колонне 3 выделяют пропан-пропиленовую фракцию. Кубовый продукт пропановой колонны разделяется в бутановой колонне 4 на бутан-бутиленовую фракцию и остаток (С5 и выше), который объединяется со стабильным бензином.

Назначение

На ГФУ непредельных газов из олефинсодержащих потоков выделяются следующие фракции:

  • пропан-пропиленовая — сырье процессов полимеризации и алкилирования, нефтехимических производств;

  • бутан-бутиленовая – сырье установок алкилирования для производств метилэтилкетона, полиизобутилена, синтетического каучука и др.;

  • этан-этиленовая и пентан-амиленовая фракции, используемые как нефтехимическое сырье.10)

Словарь

абсорбция absorption
абсорбционное масло absorption oil
газофракционирующая установка gas fractionation unit
дебутанизация debutanization
деизобутанизация deisobutanization
депропанизация depropanization
десорбция desorption
деэтанизация deethanization
жирный газ rich gas
колонна дебутанизации debutanizer
колонна депропанизации depropanizer
компаундированный бензин blended gasoline
насос pump
насыщенный газ rich gas
пиролиз pyrolysis
ректификация fractionation
сжиженный углеводородный газ liquefied petrol gas
стабилизационная колонна stabilizer
сухой газ dry gas
топливная система fuel system
тощее масло lean oil
установка алкилирования alkylation unit
установка фракционирования газа gas fractionation unit

Назад в блог

courses/refining/гфу.txt · Последние изменения: 19.05.2016 10:49 — wikicat

wiki.unitechbase.com

Газофракционирование

Газофракционирование

Назначение – получение индивидуальных легких углеводородов или углеводородных фракций высокой чистоты из нефтезаводских газов. Газофракционирующие установки (ГФУ) подразделяются по типу перерабатываемого сырья на ГФУ предельных и ГФУ непредельных газов.

Сырье и продукция. Сырье поступает на ГФУ в газообразном и жидком (головки стабилизации) виде. На ГФУ предельных газов подаются газы с установок первичной перегонки, каталитического риформинга, гидрокрекинга, на ГФУ непредельных газов – с установок термического и каталитического крекинга, коксования. Характеристика сырья ГФУ приводится в табл.

Продукцией ГФУ предельных газов являются узкие углеводородные фракции:

  • Этановая – применяется как сырье пиролиза, в качестве хладагента, на установках депарафинизации масел, выделения параксилола и др.;
  • Пропановая – используется как сырье пиролиза, бытовой сжиженный газ, хладагент;
  • Изобутановая – служит сырьем установок алкилирования и производства синтетического каучука;
  • Бутановая – применяется как бытовой сжиженный газ, сырье производства синтетического каучука; в зимнее время добавляется к товарным автомобильным бензинам для обеспечения требуемого давления паров;
  • Изопентановая – служит сырьем для производства изопренового каучука, компонентом высокооктановых бензинов;
  • Пентановая – является сырьем для процессов изомеризации и пиролиза.

На ГФУ непредельных газов выделяются следующие фракции:

  • Пропан-пропиленовая – применяется в качестве сырья для установок полимеризации и алкилирования, производства нефтехимических продуктов;
  • Бутан-бутиленовая – используется в качестве сырья установок полимеризации, алкилирования и различных нефтехимических производств.

Технологическая схема. На отечественных НПЗ существуют установки газоразделения следующих типов: абсорбционно-газофракционирующие (АГФУ), конденсационно-ректификационные и газофракционирующие. На АГФУ сочетается предварительное разделение газов на легкую и тяжелую части абсорбционным методом с последующей их ректификацией; конденсационно-ректификационный метод заключается в частичной или полной конденсации газовых смесей с последующей ректификацией конденсатов. При необходимости продукты подвергаются дополнительной очистке от меркаптанов раствором щелочи.

Технологический режим:

Ректификационные колонны:

Температура низа,°С

Температура верха,°С

Давление, кг/см2

К-1

110-115

25-30

26-28

К-2

145-155

62-68

12-14

К-3

110-115

58-65

20-22

К-4

80-85

65-70

10-12

К-5

120-125

75-80

3,0-4,0

К-6

95-100

78-85

3,5-4,5

Нагнетательная линия

-

-

14

Материальный баланс. Материальный баланс установок газофракционирования при переработке предельных (I) и непредельных (II) газов приведен ниже:

                                                                    

 

I

II

Поступило

 

 

 

 

 

Газ и головка стабилизации АТ и АВТ

72,5

-

Головка стабилизации каталитического риформинга

27,5

-

Газ и головка стабилизации термического крекинга

-

25,5

Газ и головка стабилизации коксования

-

28,5

Газ и головка стабилизации каталитического крекинга

-

46,0

Всего

100,0

100,0

 

 

 

Получено

 

 

 

 

 

Сухой газ

4,8

30,5

Пропановая фракция

24,5

-

Пропан-пропиленовая фракция

-

25,5

Изобутановая фракция

14,6

-

Бутановая фракция

36,8

-

Бутан-бутиленовая фракция

-

37,5

Фракция С5 и выше

19,3

6,5

Всего

100,0

100,0

Расходные показатели  для ГФУ предельных газов (на 1 т сырья):

Пар водяной, Гкал

0,7

Электроэнергия, кВт· ч

57

Вода оборотная, м3

20-30

 

 

additive.spb.ru

8.3.5. Газофракционирующие установки

Нестабильный бензин, получаемый на отбензинивающих ус­тановках методами компрессии, абсорбции, адсорбции и охлаждения (НТК, НТР) состоит в общем случае из углеводородов от этана до гептана включительно. Это связано с тем, что при фазовых переходах и сорбции тяжелые углеводороды увлекают за собой легкие.

Поскольку нестабильный газовый бензин не находит непос­редственного применения в народном хозяйстве из него получают стабильный газовый бензин и технически чистые индивидуальные углеводороды - пропан, бутаны, пентаны, гексан.

Процесс разделения нестабильного газового бензина на от­дельные компоненты называется фракционированием. В основе фракционирования лежит метод ректификации. Поскольку требует­ся обеспечить четкое разделение исходного сырья на компоненты, температура кипения которых различается незначительно, фракцио­нирование осуществляют в несколько ступеней, на каждой из которых сырье разделяется на два компонента: высококипящий и низкокипя­щий.

Процесс разделения двухкомпонентной смеси ректификаци­ей выглядит следующим образом. Сырье, которое надо разделить, подается в среднюю часть колонны на тарелку питания. Введенная в колонну жидкая смесь стекает по контактным устройствам в нижнюю часть колонны, называемую отпарной. Навстречу потоку жидкости поднимаются пары, образовавшиеся в результате кипения жидкости в кубе колонны. В процессе противоточного движения паровая фаза обогащается низкокипящим компонентом, а жидкая - высококипя­щим.

Газофракционирующие установки бывают двух типов: одно­колонные и многоколонные. Одноколонные установки называют стабилизационными. Они предназначены для разделения нестабиль­ного газового бензина на стабильный газовый бензин и сжиженный газ (рис. 2.8.). На многоколонных ГФУ из нестабильного бензина выделяют стабильный бензин и фракции индивидуальных углеводо­родов. Для разделения нестабильного бензина на три компонента требуется две колонны (рис. 2.8.): в первой колонне выделяется один целевой компонент, а в следующей - второй и третий. Рассуждая ана­логично легко показать, что для разделения смеси на n фракций требуется (n-1)-на ректификационная колонна. Таким образом, для получения стабильного газового бензина и всех возможных техничес­ки чистых углеводородов (пропан, бутаны, пентаны, гексан) требуется 6 колонн.

Рис. 2.8. Принципиальные схемы газофракционирования: a) - двухкомпонентная; б) - трехкомпонентная; в) - четырехкомпонентная

9. Химическая переработка углеводородного сырья

Нефтехимической промышленностью принято называть про­изводство химических продуктов на основе нефти и газа. К нефтехимическим производствам относятся:

1) производство сырья - олефинов, диенов, ароматических и на­фтеновых углеводородов;

2) производство полупродуктов - спиртов, альдегидов, кетонов, ангидридов, кислот и др.;

3) производство поверхностно-активных веществ;

4) производство высокомолекулярных соединений - полимеров.

9.1. Производство нефтехимического сырья

Нефтяные фракции и газы не могут быть прямо переработа­ны в товарные химические продукты. Для такой переработки нужно предварительно получить химически активные углеводороды, к ко­торым относятся в первую очередь непредельные углеводороды (олефины): этилен С2Н4, пропилен С3Н6, бутилен С4Н8, и др. Основ­ным промышленным методом получения олефинов является пиролиз различного газообразного и жидкого нефтяного сырья. Кроме того, олефины получают также и на НПЗ в результате вторичной перера­ботки нефтяного сырья на установках термического и каталитического крекинга, в результате коксования тяжелых нефтяных остатков и дру­гих процессов.

Еще одним видом сырья для нефтехимического производства является ацетилен С2Н2, получаемый при высокой температуре пу­тем электрокрекинга (в условиях вольтовой дуги) метана. Ацетилен является одним из исходных материалов для производства синтети­ческих волокон и пластмасс.

studfiles.net


Смотрите также