Разработка технологического процесса для разделения углеводородной смеси заданного состава

3. Структурная схема процесса





Где цифрами обозначены материальные графы и их параметры:
- Исходное сырьё, поданное на стадию предварительного охлаждения с температурой +18 °C, давлением 37 ати;
- Углеводородная смесь после предварительного охлаждения, подаваемая на стадию деметанизации с температурой (-30)°C, давлением 36,1 ати;
3 - Метановодородная фракция (МВФ) с параметрами: Р = 8 ати; t = -105 °C;
4 - Углеводородная смесь после деметанизации с температурой 50 °C, давлением 34 ати [7]
5 - Этан-этиленовая фракция с температурой (-8)°C; давлением 33,5 ати [7];
6 - Этиленовая фракция направляемая для производства полиэтилена (процесс полимеризации) с температурой (-10) °C и давлением 32 ати [8].
7 - Этановая фракция направляемая для производства этилена (процесс пиролиза) с температурой 30 °C и давлением 31,5 ати [8].
- Углеводородная смесь после деэтанизации с температурой 63 °C, давление 30 ати [7];
9 - Пропан-пропиленовая фракция с температурой +35 °C, давлением 27,5 ати [7];
10 - Пропиленовая фракция направляемая в качестве сырья для синтеза изопропилбензола (процесс полимеризации) с температурой 30 °C и давлением 27ати [8].
11 - Пропановая фракция направляемая для производства пропилена (процесс пиролиза) с температурой 70 °C и давлением 26,5 ати [8].
12 - Бутановая фракция с температурой 38 °C, давлением 20,5 ати [7];
4. Разработка и обоснование технологической схемы


1. Первая стадия технологической схемы - предварительное охлаждение. Углеводородная смесь охлаждается до (-50 °C).
Материальный поток 1 после с температурой 14 °C и давлением 37 ати подаётся на стадию предварительного охлаждения. При охлаждении будут использованы хладагенты: жидкий пропилен с температурой (-18) °C, жидкий пропилен с температурой (-37) °C и жидкий этилен с температурой (-56) °C. После прохождения холодильника Т1 смесь охладится до температуры (-12) °C и будет иметь давление 36,7 ати (поток 2); после прохождения холодильника ХТ2 смесь охладится до температуры (-30) °C и будет иметь давление 36,4 ати (поток 3); после прохождения холодильника Т3 смесь охладится до температуры (-50) °C и будет иметь давление 36,1 ати (поток 4). Далее УВС подаётся на стадию деметанизации.
2. Вторая стадия технологической схемы - деметанизация - выделение из углеводородной смеси метано-водородной фракции.
Углеводородная смесь с температурой (-50) °C и давлением 36 ати направляется в ректификационную колонну деметанизации К1. В колонне деметанизации К1 происходит выделение метановодородной фракции, которая уходит с верха колонны и направляется в холодильник Т4 (используется жидкий этилен (-99) °C) для конденсации. После холодильника Т4 с температурой (-89) °C и давлением 40,4 ати МВФ направляется в сепаратор С1 для разделения, где с низа выходит жидкая МВФ и направляется в ректификационную колонну К1 в качестве флегмы для орошения, а с верха выходит газообразная МВФ, которая направляется через трубчатый теплообменник Т5 на дросселирование, чтобы снизить давление МВФ. После прохождения дросселирующего клапана Д1 МВФ с температурой (-120) °C и давлением 8 ати направляется в сепаратор С2 для разделения, жидкий поток идёт на орошение в колонну К1, а газовый поток выводится через трубчатый теплообменник в сеть (поток 8). С низа колонны деметанизации часть жидкости направляется в кипятильник Т6, а остальная жидкая углеводородная смесь направляется в ректификационную колонну К2 для разделения.
3. Третья стадия технологической схемы - деэтанизация - выделение из углеводородной смеси этан-этиленовой фракции.
Углеводородная смесь с температурой 50 °C и давлением 32 ати поступает в ректификационную колонну деэтанизации К2, где с верха газовая ЭЭФ направляется в холодильник Т6 (с параметром холода (-18) °C) для конденсации. Из холодильника T6 ЭЭФ с температурой (-8) °C и давлением 31,5 ати поступает в ёмкость для сбора флегмы Е1, откуда посредством насоса Н1 часть жидкости возвращается в колонну для орошения, а остальная ЭЭФ поступает на дальнейшее разделение в ректификационную колонну К3 (поток 12). С верха ректификационной колонны К3 газовая этиленовая фракция направляется в холодильник T9 (с параметром холода (-18) °C) для конденсации. Из холодильника T9 этиленовая фракция с температурой (-10) °C и давлением 31 ати поступает в ёмкость для сбора флегмы Е2, откуда посредством насоса Н2 часть жидкости возвращается в колонну К3 для орошения, а остальная этиленовая фракция поступает на производство полиэтилена (поток 16). С низа ректификационной колонны К3 часть жидкой этановой фракции направляется в теплообменник-подогреватель T10, где нагревается до 30 °C и возвращается в колонну К3 для дополнительного извлечения этиленовой фракции. Этановая фракция с низа колонны направляется на производство этилена (поток 17).
С низа ректификационной колонны К2 часть жидкой углеводородной смеси направляется в теплообменник-подогреватель T8, где нагревается до 63 °C и возвращается в колонну для дополнительного извлечения ЭЭФ. Жидкая углеводородная смесь с низа колонны направляется для выделения ППФ в колонну депропанизации.
4. Четвёртая стадия технологической схемы - депропанизация - выделение из углеводородной смеси пропан-пропиленовой фракции.
Углеводородная смесь с температурой 63 °C и давлением 25 ати поступает в ректификационную колонну депропанизации К4, где с верха газовая ППФ направляется в холодильник T11 (в качестве хладагента используется оборотная вода из системы с температурой 25 °C) для конденсации. Из холодильника T11 ППФ с температурой 35 °C и давлением 24,5 ати поток поступает в ёмкость для сбора флегмы Е3, откуда посредством насоса Н3 часть жидкости возвращается в колонну К4 для орошения, а остальная ППФ поступает на дальнейшее разделение в ректификационную колонну К5 (поток 19). С верха ректификационной колонны К5 газовая пропиленовая фракция направляется в холодильник T13 (с параметром холода 25 °C) для конденсации. Из холодильника T13 пропиленовая фракция с температурой 30 °C и давлением 24 ати поступает в ёмкость для сбора флегмы Е4, откуда посредством насоса Н4 часть жидкости возвращается в колонну К5 для орошения, а остальная пропиленовая фракция поступает на производство изопропилбензола (поток 22). С низа ректификационной колонны К5 часть жидкой пропановой фракции направляется в теплообменник-подогреватель T14, где нагревается до 70 °C и возвращается в колонну К5 для дополнительного извлечения пропиленовой фракции. Пропановая фракция с низа колонны направляется на производство пропилена (поток 23).
С низа ректификационной колонны К4 часть жидкой углеводородной смеси направляется в теплообменник-подогреватель Т11, где нагревается до 70 °C и возвращается в колонну для дополнительного извлечения ППФ а остальная бутановая фракция поступает на дальнейшую переработку (поток 20).





Где цифрами обозначены материальные потоки и их параметры:
- Исходное сырьё, поданное на стадию компримирования с температурой 14 °C, давлением 37 ати;
- ПЖС после прохождения холодильника T1, направляемая в холодильник T2, с температурой -10 °C, давлением 36.7 ати;
- ПЖС после прохождения холодильника T2, направляемая в холодильник T3, с температурой -30 °C, давлением 36.4 ати;
- ПЖС после прохождения холодильника T3, направляемая в направляемая в ректификационную колонну К1 для разделения, с температурой -50 °C, давлением 36.1 ати;
- ПЖС с верха колонны К1, направляемая в дефлегматор Т4 для конденсации , с температурой -80 °C, давлением 36.4 ати;
- Жидкость с сепаратора C1, направляемая в качестве флегмы в колонну К1 с температурой -85 °C, давлением 35.1 ати
- Газовая смесь с сепаратора С1, направляемая в трубчатый теплообменник Т5, с температурой -85 °C, давлением 36 ати;
- МВФ, выходящая из трубчатого теплообменника, направляемая сначала на теплообмен, затем в сеть с температурой (-100) °C, давлением 8 ати.
- Жидкость с сепаратора С2, напаравляемая в колонну К1 в качестве флегмы с температурой -120 °C, давлением 8 ати;
- Жидкость с низа колонны К1, направляемая в колонну К2 для дальнейшего разделения с температурой 30 °C, давлением 25,5 ати;
- ПЖС с верха колонны К2, направляемая в дефлегматор Т6 для конденсации с температурой 12 °C, давлением 24 ати;
- Выделенная ЭЭФ, направляемая в колонну выделения этилена для разделения ЭЭФ на этановую и этиленовую, с температурой 10 °C, давлением 31,5 ати;
- Газовая смесь после кипятильника Т8, направляемая в низ колонны К2 с температурой 64 °C, давлением 31,5 ати;
- Жидкая углеводородная смесь направляемая с низа ректификационной колонны К2 в колонну К4 с температурой 63 °C, давлением 32 ати;
- ПЖС с верха колонны К3 направляемая в дефлегматор Т9 для конденсации с температурой 30C, давлением 22ати;
- Выделенная этиленовая фракция, направляемая на производство полиэтилена, с температурой (-10) °C, давлением 31 ати;
- Выделенная этановая фракция, выходящая с низа ректификационной колонны К4, направляемая на производство этилена, с температурой 30 °C, давлением 31,5 ати;
- ПЖС с верха колонны К4 направляемая в дефлегматор Т11 для конденсации с температурой 20°C, давлением 30ати;
- Выделенная ППФ, направляемая в колонну выделения пропилена для разделения ППФ на пропановую и пропиленовую, с температурой 19 °C, давлением 29 ати;
- Выделенная бутановая фракция, направляемая на производство, с температурой 35 °C, давлением 25,5 ати;
- ПЖС с верха колонны К5 направляемая в дефлегматор Т13 для конденсации с температурой 40°C, давлением 24 ати;
- Выделенная пропиленовая фракция, направляемая на производство изопропилбензола, с температурой 30 °C, давлением 24 ати;
- Выделенная пропановая фракция, выходящая с низа ректификационной колонны К6, направляемая на производство пропилена, с температурой 70 °C, давлением 24,5 ати;