Разработка технологического процесса для разделения углеводородной смеси заданного состава

2. Разработка и обоснование структурной схемы процесса
углеводородный газовой смесь деметанизация
Схема разделения углеводородной газовой смеси состоит из следующих блоков:
подготовка сырья, включающая охлаждение газовой смеси; выделение необходимых компонентов (процесс ректификации).
Исходная смесь уже имеет высокое давление, поэтому её не стоит более сжимать.
Охлаждение газа.
Назначение: создание низкой температуры, необходимой для выделения МВФ.
Для охлаждения газовой смеси используется внешний холодильный цикл (охлаждают хладагентом, который циркулирует в замкнутом цикле, не смешиваясь с разделяемой газовой смесью). Такие системы удобнее в эксплуатации. Во внешних холодильных циклах используют хладагенты, которые должны иметь:
§ высокую критическую температуру, обеспечивающую конденсацию паров хладагента водой или воздухом при умеренных давлении и температуре;
§ большую теплоту испарения для снижения расходы хладагента;
§ невысокую стоимость, быть доступными, неагрессивными и нетоксичными.
В качестве хладагента чаще всего применяют углеводородные компоненты, полученные на ГФУ: метан, этан, этилен, пропан и пропилен,
Для получения температур от (-50) до (-100)°С используют этилен; пропан применяют для охлаждения до (-35)°С и выше, пропилен от (-45)°С и выше. При низкотемпературном разделении углеводородных газовых смесей обычно используют ступенчатое охлаждение потоков.
Предварительное охлаждение углеводородных смесей сопровождается значительным температурным перепадом (до 50¸70°С). При большой разности температур на входе и выходе технологического потока охлаждение газов хладагентом, кипящим при постоянной температуре, ведет к повышенному в 2-3 раза расходу энергии.
Поэтому значительно экономичнее каскадное, многоступенчатое охлаждение/
Вначале газовую смесь охлаждают до 25¸36 °С оборотной водой, затем в зависимости от необходимой температуры используют одно- или многоступенчатое охлаждение хладагентами.
При прохождении через холодильник существует небольшая потеря давления ≈ 0,3 ати [5].
Таким образом, на стадию охлаждения подан материальный поток, мат.граф, с параметрами: Р = 42,4 ати; t = 16 °C.
А со стадии охлаждения отправляется ПЖС с параметрами: Р = 41 ати; t = (-50)°C на стадию деметанизации, для выделения метано-водородной фракции.