Водная промывка циркуляционного газа газофазной гидронизации

Бедный газ, получаемый на каждой ступени гидрогенизации, имеет свою систему циркуляции, а выводимая из цикла часть газа может быть использована в качестве топлива или для производства водорода.

Специфика очистки газов, циркулирующих в газовой фазе, в отличие от жидкофазной стадии заключается в отсутствии масляной промывки и наличии водной промывки на стадии бензинирования. Отсутствие масляной промывки объясняется тем, что при сравнительно небольшом газообразовании в газовой фазе необходимая концентрация водорода в системе поддерживается за счет растворения получаемых газов в жидких продуктах гидрирования. В случае необходимости не исключена возможность возврата в цикл дополнительного количества гидрюра (для растворения избыточного количества газа) или введения свежего водорода вместо сбрасываемого циркуляционного газа. Наличие водной промывки на стадии бензинирования обусловлено необходимостью поглощения из циркуляционного газа аммиака, который является ядом для применяемых катализаторов.

Схема водной промывки циркуляционного газа показана на рис. I.12. Чистый водный конденсат, пройдя закрытую градирню 2 насосом высокого давления подается на орошение промывателей 1, работающих под давлением. Циркуляционный газ из коллектора поступает в промыватели снизу и возвращается в цикл очищенного газа. Отработанная вода, содержащая наряду с аммиаком некоторое количество углеводородных газов и бензин поступает в сепаратор 3. В сепараторе происходит расслаивание, бензин отделяется от воды и поглощенных газов.

Газы деструктивной гидрогенизации и пути их перера­ботки

Заводы гидрогенизации производят значительные количества газов, содержащих в основном парафиновые углеводороды - метан, этан, пропан, бутаны, а также пентаны. Кроме того, в газах содержатся оксиды углерода, сероводород и аммиак. Некоторое количество этих примесей (оксиды углерода, азот) поступает в систему с техническим водородом.

Все перечисленные газы при повышенном давлении хорошо растворяются в жидких продуктах гидрогенизации, поэтому при сепарации газожидкостной смеси, выходящей из реактора, только часть из них остается в газе вместе с водородом и поступает в цикл циркуляционного газа, предварительно подвергаясь масляной промывке под давлением. Масляная промывка, необходимая при жидкофазной гидрогенизации, когда образуется максимальное количество газа, дает возможность удалить углеводородные газы, накапливающиеся в циркуляционном газе, и за счет этого поддерживать необхо­димое парциальное давление водорода. Очищенный водород поступает на циркуляцию, а газы, растворенные в масле, выделяются при дросселировании. При 22, 5 МПа парциальное давление водорода поддерживают на уровне 17-18 МПа, а при 70 МПа - от 57 до 60 МПа. Снижение парциального давления водорода приводит к серьезному нарушению нормального хода всего процесса.

В продуктах гидрогенизации и промывочном масле растворяется также значительное количество водорода - 30-35% от его расхода. При сбросе давления до 2, 5-4 МПа выделяются преимущественно газы, обладающие меньшей растворимостью (водород, азот, оксид углерода, метан), бедный газ, а затем при давлении до 0, 1-0, 3 МПа газы, обладающие большей растворимостью (этан, пропан, бутаны, сероводород, диоксид углерода), богатый газ. Составы бедных и богатых газов представлены в табл. I.5. В газы гидрогенизации попадает также некоторое количество легких жидких углеводородов, которые при дальнейшей переработке выделяются в виде газового бензина.

Поточная схема переработки газов гидрогенизации приведена на рис. I.13. Схема переработки бедного и богатого газов включает узел очистки от органических соединений серы. Очистка от сероводорода осуществляется в специальных абсорберах, в которых поток газа, вводимый снизу, орошается алкацидными растворами. В качестве последних могут быть использованы калиевая соль метилаланина или калиевая соль диметилгликоля.

Таблица I.5. Состав богатых и бедных газов в % масс., образующихся на разных стадиях гидрогенизации.

Компонент	Жидкофазная гидрогенизация	Предварительное гидрирование	Бензинирование
Бедный газ	Богатый газ	Бедный газ	Богатый газ	Бедный газ	Богатый газ
Из угля	После промывки газа	Из угля	Из шлама	После промыв-ки газа
СО2 Н2S NH3 СО H2 N2 CH4 C2H6 С2Н4 C3H8 C3H6 изо-С4Н10 н-С4Н10 S С4Н8 С5Н12 изо-С4Н10+ н-С4Н8 изо-С4Н10+ изо-С4Н8	3, 30 0, 10 0, 40 2, 20 52, 70 5, 60   34, 80   -   -	0, 96 0, 10 - 2, 50 53, 00 8, 20 22, 40 9, 20 - 2, 60 - 0, 70 - - 0, 40 -   -	10, 40 0, 80 14, 40 0, 30 8, 30 1, 30 8, 70 9, 30 0, 10 16, 20 0, 30 3, 30 9, 40 0, 80 16, 30 -   -	0, 40 - 0, 30 2, 20 70, 00 8, 40     18, 30   0, 40 -   -	0, 70 0, 50 - 2, 50 7, 60 1, 70 16, 30 26, 50 - 28, 00     4, 20	0, 10 - 0, 20 0, 30 68, 30 16, 90     13, 90     -   -	0, 10 0, 30 0, 60 0, 20 23, 70 9, 80 16, 50 11, 60 - 17, 20 10, 40 5, 40 - 3, 70 - -   -	0, 10 0, 50 - 0, 80 72, 40 14, 10     12, 00     -   -	0, 10 0, 90 - 0, 10 11, 20 4, 30 3, 90 4, 30 - - 21, 70 33, 70 8, 90 - - -   -

Первая служит для абсорбции сероводорода, а вторая для абсорбции сероводорода и диоксида углерода. Для этих процессов также могут быть использованы этаноламины. Поглощение происходит при 20-30 ⁰С, а регенерация алкацидного раствора при 105-110 ⁰С. При этом выделяются сероводород и диоксид углерода, которые, пройдя систему охлаждения, частично растворяются в воде и направляются на переработку совместно со сточными водами. Нерастворившуюся основную часть газа, содержащую Н₂S и СО₂, направляют на установки получения свободной серы. Один объем алкацидного раствора может абсорбировать до 50 объемов сероводорода. Расход алкацидного раствора на 1000 нм³ газа в среднем равен 1, 2 м³, причем в конечном газе содержание сероводорода составляет 0, 001 г/нм³.

Из богатого газа перед очисткой от сероводорода выделяют газовый бензин при 0, 25 МПа и охлаждении. Полученный газовый бензин, в свою очередь, очищают от сероводорода и смешивают с бензином, получаемым на стадии предварительного гидрирования.

После перечисленных операций богатый газ первой ступени, если в этом имеется необходимость, подвергают каталитической очистке от органических соединений серы, а выделяемый при этом сероводород отмывают алкацидными растворами совместно с поступающими на установку богатыми газами газофазной гидрогенизации. Затем смесь богатых газов со всех ступеней гидрогенизации направляют на доочистку щелочью, компримирование, охлаждение и на выделение газового бензина.

После этого богатый газ поступает на установки разделения методом глубокого охлаждения. В этом случае при ректификации отбирают фракции С₂, С₃, C₄ и остаточный газ, состоящий в основном из метана и некоторого количества примесей С₂ и С₃. Фракция С₄, и пропан используются как топливо (жидкий газ) или как сырье для химической промышленности, а этан в производстве этилена.

На заводах гидрогенизации остаточный газ может быть использован как отопительный или вместе с бедным газом служит источником сырья для производства водорода методами конверсии или глубокого охлаждения.