Разделение изобутан-бутановой фракции

Для разделения изобутан-бутановой фракции предназначены колонны К-3/1 и К-3/2. Эти колонны являются частями одной ректификационной колонны, так называемой «разрезной колонны». Изобутан-бутановая фракция от насосов Н-3 поступает в трубное пространство теплообменника Т-11а, где нагревается кубовым продуктом колонны К-3/1 и далее поступает на 68-ю тарелку (средний ввод) колонны

К-3/1 в качестве питания. В зависимости от соотношения в дистилляте К-2 изобутана и бутана, возможно подать питание на 62-ю тарелку (нижний ввод) или на 71-ю тарелку (верхний ввод).

Обогрев К-3/1 осуществляется паром низкого давления (до 3,0 кгс/см²) через один из испарителей Т-8/1,2. При нагрузках питания на колонну 60 т/ч и более, требуется подключение обоих испарителей.

Паровой конденсат из Т-8/1,2 самотёком поступает в сепаратор Е-22, откуда, за счёт перепада давлений, выводится в коллектор конденсата пара низкого давления, а затем - в сборник Е‑18. Для свободного стекания конденсата из Т-8/1,2 в Е-22 предусмотрены уравнительные линии.

Бутановая фракция с куба К-3/1, отдавая тепло в межтрубном пространстве Т-11а, за счёт давления в колонне поступает в межтрубные пространства холодильников Т‑11/1,2, где дополнительно охлаждается промышленной водой, подаваемой в трубное пространство, и выводится на склад Б-2 ТСП. При недостаточном перепаде давлений, используется насос Н-4/1,2.

Пары изобутановой фракции с верха К-3/2 поступают в межтрубное пространство Т-9/1,2,3, где конденсируются промышленной водой, подаваемой в трубное пространство.

Сконденсированная в Т-9/1,2,3 изобутановая фракция поступает во флегмовую ёмкость Е-3. Для выравнивания давления в Т-9/1,2,3 и Е-3 предусмотрены уравнительные линии. Часть фракции из Е-3 насосами Н‑5 подается на верхнюю тарелку колонны К‑3/2 в качестве флегмы, а балансовый избыток откачивается из цеха через межтрубное пространство холодильника Т-10, охлаждаемого промышленной водой. Из Т-10 изобутановая фракция направляется в резервуары Е-1/1-8 отделения Б-14 ТСП. При наличии метанола в изобутановой фракции, имеется возможность её отмывки на установке № 6.

Вывод некондиционной бутановой фракции осуществляется через электрозадвижку М-22, а некондиционной изобутановой фракции - через электрозадвижку М-21, по линии некондиции на отделение Б-7 ТСП.

Для предотвращения завышения давления в К‑3/1,2 возможно ручное стравливание со шлемовых линий на факел с помощью электрозадвижек М-3 (К‑3/1) и М-4 (К‑3/2), управляемых "по месту" или дистанционно.

Аварийное опорожнение К-3/1 и К-3/2 от жидкости производится по линии аварийного опорожнения, за счёт перепада давлений, при открытии электрозадвижек М-51 и М-37, соответственно. Имеется возможность откачки фракции из К-3/1 насосом Н-4/1,2 на склад Б-7/1 ТСП по линии некондиционного бутана, без использования линии аварийного опорожнения.

 

8. Выделение изопентановой фракции и пентан-гексановой фракции (БГС)

Для выделения изопентановой фракции предназначена колонна К-4. Кубовый продукт колонны К-2, за счёт перепада давлений, поступает на тарелку № 26 колонны К-4.

Обогрев К-4 осуществляется паром 5 кгс/см², через испарители Т-12/1,2. При нагрузке К-4 по питанию 20 т/ч и более, требуется подключение обоих испарителей.

Паровой конденсат, из Т-12 самотёком поступает в сепаратор Е-24, откуда, за счёт перепада давлений, выводится в коллектор конденсата пара 5 кгс/см². Имеется возможность вывода конденсата из Е-24 непосредственно в сборник Е-18, по отдельной линии. Для свободного вывода конденсата из межтрубного пространства Т-12/1,2 в Е-24 предусмотрены уравнительные линии.

Пары изопентановой фракции с верха К-4 поступают в межтрубное пространство дефлегматора Т-17/2, где конденсируются промышленной водой, подаваемой в трубное пространство.

Сконденсированная изопентановая фракция поступает во флегмовую ёмкость Е-5. Для свободного стекания дистиллята из Т-17/2 в Е-5 предусмотрена уравнительная линия.

Часть изопентановой фракции насосом Н-8/1,2,3 подается на верхнюю тарелку колонны К-4 в качестве флегмы, а балансовый избыток выводится из цеха.

Изопентановая фракция выводится на отделение Б-1 ТСП по байпасам Т‑19а, Т-19/1,2 и Н-9/1,2.

Кубовый продукт К-4, представляющий собой смесь углеводородов С₅₊ (БГС), выводится через межтрубное пространство Т-14/1,2, где охлаждается промышленной водой, на всас насоса Н-7 и откачивается в резервуары Е-1/5-12 отделения Б-1 ТСП.

При низком давлении врезервуарах Б-1, вывод БГС из цеха производится за счёт давления в колонне, по байпасу Н-7.

Имеется возможность подачи БГС на установку № 6 по линии изопентановой фракции.

Некондиционные продукты выводят в отделение Б-7 ТСП по линии некондиции: изопентановую фракцию открытием электрозадвижки М-23, БГС - М-25. Предусмотрена возможность откачать некондиционный БГС насосом Н-7/1,2 в отд. Б-7 ТСП не используя линию аварийного опорожнения.

Для предотвращения завышения давления в К-4 выше допустимого возможно произвести стравливание паров со шлемовой линии на факел открытием электрозадвижки М-5, управляемой "по месту" или дистанционно, из операторной.

Аварийное опорожнение К-4 от жидкости проводится по линии аварийного опорожнения за счет перепада давлений, открытием электрозадвижки М-50. [2]

Материальный баланс

По исходным данным [2] материальный баланс колонны составляет:

Компоненты	Куб К-2	Верх К-4	Куб К-4
кг/ч	%	кг/ч	%	кг/ч	%
Бутан		0,19		0,77
Изопентан		38,76		98,83		19,7
Пентан		34,26		0,40		45,0
Гексан		26,8				35,3
Итого			4519,5

Материальный баланс колонны К-4 был рассчитанный в программе DESIGN2 при исходных данных [3]:

Т верха колонны = 48,84 ^ᵒС

Т низа колонны = 70,91 ^ᵒС

Количество практических тарелок: 71 шт.

Питающая тарелка: 32

Расход сырья: 18748 кг/час.

Питание колонны К-4 осуществляется кубовым остатком колонны К-2

Компоненты	Куб К-2	Верх К-4	Куб К-4
кг/ч	%	кг/ч	%	кг/ч	%
Бутан	35,6	0,19	35,6	0,788	7,8·10-13	5·10-15
Изопентан	7266,7	38,76	4460,7	98,79		19,72
Пентан	6423,1	34,26		0,421	6404,1
Гексан	5022,6	26,79	6,1·10-10	1·10-11	5022,6	35,29
Итого			4515,3		14232,7

Рассчитаем изгибающие ветровые моменты [4] и проверим их на прочность

Вывод

В рамках данного курсового проекта рассмотрен процесс получения бензина газового стабильного из углеводородной фракции С₅ и выше на установке ЦГФУ предприятия ОАО «Уралоргсинтез». Описана технологическая схема и определены условия получения БГС. На основании полученных данных выполнен расчет ректификационной колонны и теплообменных аппаратов, представлены чертежи технологической схемы, колонны и деталировки к ней.

 

Список литературы:

1. http://www.sibur.ru/uos/about/ (официальный сайт ОАО «УралОргСинтез»

2. Регламент ОАО «УралОргСинтез»

3. DESIGN 2

4. И.И. Поникаров, С.И. Поникаров С.В. Рачковский/Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки/Учебное пособие. –М.: Альфа-М, 2008. – 720 с.: ил.