ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение газовых смесей из "Общая химическая технология органических веществ" Ацетилен, получаемый разложением карбида кальция, и сухой природный газ, содержащий в основном метан, могут быть непосредственно использованы для дальнейшей переработки. Углеводородные газы крекинга и пиролиза нефтяных дистиллятов, коксовый газ, а также жирные природные газы являются сложными смесями веществ различного состава. Они могут использоваться в качестве химического сырья только после предварительного разделения на компоненты. В зависимости от требований, предъявляемых к сырью при дальнейшей переработке, газы разделяют на индивидуальные углеводороды четкое разделение) или на группы (фракции) углеводородов с близкими свойствами грубое разделение). [c.155] Разделение газовых смесей в промышленности осуществляется тремя методами абсорбцией, адсорбцией и охлаждением компри-мированной (сжатой) газовой смеси. [c.155] Адсорбция основана на поглощении газов твердыми мелкопористыми телами (активный уголь, силикагель и др.) с последующей отгонкой и ректификацией поглощенных углеводородов. [c.155] Таким образом, адсорберы с непо-отходяшнс движным слоем поглотителя работают периодически. Ввиду малой производительности таких аппаратов и значительного расхода пара описываемый процесс разделения углеводородных газов адсорбцией получил сравнительно ограниченное распространение. [c.156] В промышленности все больше находит применение гиперсорбция— непрерывное разделение газовых смесей избирательным поглощением отдельных компонентов газа медленно движущимся слоем активного угля. [c.156] Гиперсорбер (рис. 52) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат (высота 30 jii и более), в котором непрерывно движется сверху вниз зернистый активный уголь. В верхней части аппарата уголь, проходя вертикальные трубки, сушится и охлаждается (зона охлаждения I). Ниже находится зона адсорбции II. Поступающая в нее газовая смесь движется противотоком углю, который адсорбирует более тяжелые компоненты смеси. Непоглощенные легкие углеводороды отводятся из верхней части аппарата. В нижней трубчатой части—в зоне десорбции III уголь продувается паром, при этом из адсорбента выделяются поглощенные углеводороды. Чтобы продукты десорбции не смешивались с поступающим в гиперсорбер исходным газом, разделяемую газовую смесь вводят на 5—6 м выше точки вывода десорбированного газа. [c.156] При таком размещении входного и выходного патрубков гидравлическое сопротивление слоя взвешенного угля достаточно, чтобы исключалась возможность проникания десорбированного газа в зону адсорбции. [c.156] Регенерированный адсорбент удаляется из нижней части аппарата с помощью специального регулирующего механизма и пневматически подается в верхнюю часть гиперсорбера. [c.157] Компримирование с одновременным охлаждением применяется для грубого разделения паро-газовых смесей углеводородов. Разделяемую смесь сжимают до давления 15—20 ат и затем охлаждают водой (реже рассолом) парообразные углеводороды при этом конденсируются и отделяются от газов, не конденсирующихся в этих условиях. Такой метод используется для выделения газового бензина из жирных природных газов (стр. 27). [c.157] Для более четкого разделения газовых смесей применяют конденсационно-ректификационный метод. Смесь сжимают и охлаждают до очень низкой температуры (порядка —100 °С). При этом углеводороды С —Сд сжижаются, а метан и водород остаются в газовой фазе. Сжиженные углеводороды затем подвергают ректификации под давлением при низких температурах. Для достижения низких температур используют испарение сжиженных газов (аммиак, этилен и т. д.), а также способ дросселирования, основанный на свойстве газов сильно охлаждаться при быстром понижении давления. [c.157] На рис. 53 изображена схема разделения газов пиролиза керосина конденсационно-ректификационным методом. Исходный газ, очищенный от сероводорода и двуокиси углерода, поступает в трехступенчатый компрессор 1, где сжимается в первых двух ступенях до давления 15 ат. Из второй ступени компрессора газ через теплообменник 2 поступает в конденсационно-отпарную колонну 3, верхняя часть которой охлаждается испаряющимся в вакууме жидким аммиаком. При температуре до —40 С конденсируются углеводороды С4—Сд, а также вода и бензол, выпадающие в виде кристаллов. Растворяющиеся в конденсате этилен, этан и пропилен отпариваются в кубе колонны глухим паром. Жидкие углеводороды С4—Сд из нижней части колонны 3 направляются на ректификацию. Колонну периодически очищают от кристаллов льда и бензола. [c.157] ЛОННЫ 7. Секция 1 охлаждается испаряющимся этиленом (темп. кип. —104,0 °С), поступающим из ректификационной колонны 6. В секцию III со специальной компрессорной установки (на схеме не показана) подается под давлением 20—25 ат жидкий этилен, который дросселируется и испаряется в этой секции, дополнительно охлаждая разделяемую смесь. [c.158] Испарившийся этилен из секции III возвращается на компрессорную установку для сжижения и вновь поступает в эту же секцию аппарата на испарение, совершая замкнутый цикл. [c.158] Самая верхняя секция IV колонны 5 предназначена для отделения газа, дросселированного с помощью вентиля с 30 до 1 ат и не сжижающегося в колонне (метан и водород). Этот газ по выходе из колонны имеет температуру —100 °С. [c.158] В колонне 5 конденсируются этилен, этан, пропилен и пропан в отпарной части аппарата отгоняется от смеси метан, а сжиженные углеводороды Са—Сз направляются в ректификационную колонну 6. В колонне, обогреваемой в нижней части парсм, а в верхней—охлаждаемой кипящим аммиаком, под давлением 20—25 ат производится ректификация поступившей сжиженной смеси. Этилен из верхней части колонны 6 направляется на испарение в секцию II колонны 5, кубовая жидкость, содержащая этан. [c.158] Описанный способ разделения газов на компоненты может быть осуществлен в различных вариантах. Выбор той или иной схемы с использованием различных сочетаний температур и давлений и применением соответствующей аппаратуры определяется составом исходной газовой смеси, целевым назначением продуктов разделения, заданным числом фракций и требуемой чистотой индивидуальных углеводородов. [c.159] В табл. 13 приведен примерный состав фракций, получаемых при разделении газа пиролиза керосина конденсационно-ректификационным методом. [c.159] Вернуться к основной статье