Модернизация блока выделения товарного этилена методом ректификации Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 665.753.4

И. И. Галеева, И. Н. Гончарова МОДЕРНИЗАЦИЯ БЛОКА ВЫДЕЛЕНИЯ ТОВАРНОГО ЭТИЛЕНА МЕТОДОМ РЕКТИФИКАЦИИ

Ключевые слова: этилен, ректификация, реконструкция, газоразделение.

Предложена реконструкция установки выделения товарного этилена I очереди цеха 201-203 ОАО «Казаньоргсинтез». За основу реконструкции был взят процесс компании Linde, на основе которой была спроектирована технологическая схема установки и 3D модель с помощью программ: MathCad, Hysys.

Keywords: ethylene, rectification, upgrade, gas separation.

A selection of commercial installation rekonchtruktsiya ethylene I Stage workshop 201-203 "Kazanorgsintez". The basis of the reconstruction process of the company was taken Linde, on which was designed technological scheme of installation and a 3D model with a program: MathCad, Hysys.

Этилен является основным сырьем нефтехимической промышленности. Основные потребители этилена это производители полиэтилена [1]. По масштабам производства и области применения этилен занимает первое место среди всех синтетических полимеров [2]. Из этилена получают материал для производства плёнок, труб, деталей технической аппаратуры, предметов домашнего обихода; электроизоляционный материал и т.д. [3]. Рассмотрим традиционное производство этилена, на основе которой планируется создать проект реконструкции.

Технология получения этилена основана на процессе разделения газов пиролиза методом низкотемпературной ректификации [4]. На схеме выделения товарного этилена ОАО «Казаньоргсинтез» (рисунок 1) пирогаз с цеха 204 подается на абсорбцию, в качестве абсорбента выступает бутановая фракция. Поглощенный газ поступает в колонну десорбции, где происходит разделение фракций С1-С2 от С3-С4. Фракции С3-С4 разделяются на пропан-пропиленовую фракцию и бутановую фракцию, которая возвращается обратно на абсорбцию. Фракция С1-С2 из десорбера смешивается с метан-водородной смесью и подается на узел гидрирования. Далее смесь поступает на отгонку легких углеводородов. В последней колонне происходит выделение товарного этилена.

Рис. 1 - Блок-схема выделения товарного этилена ОАО «Казаньоргсинтез»

За основу реконструкции был взят процесс компании Linde [5]. Компания является одним из ведущих мировых производителей газов промышленного назначения. Linde обслуживает более 1.5 млн потребителей более чем в 50 странах.

Схема получения товарного этилена, разработанная компанией Linde, показана на рисунке 2. Охлажденный и сжатый пирогаз подается в колонну для отделения фракций С3 и выше. Далее дистиллят колонны подается в реактор гидрирования, где ацетилен реагирует с частью водорода, который присутствует в пирогазе. Затем газ охлаждается и поступает в колонну деметанизации, где отгоняются МВФ. Куб колонны (фракция С2) подается на ректификацию для выделения товарного этилена.

Рис. 2 - Блок-схема процесса выделения этилена разработанная компанией Linde

Сравнительный анализ показал, что процесс, предложенный компанией Linde, позволяет убрать блок абсорбции и десорбции, тем самым можно пренебречь дополнительной подачей МВФ. Были произведены расчеты материальных балансов, основного и вспомогательного оборудования с использованием программы Hysis и Mathcad. Произведено сравнение материального баланса по аналогу и по проекту. Выход этилена в обоих случаях составляет 99,97%, что говорит о целесообразности данного проекта.

Экономическое обоснование проекта также свидетельствует о положительном результате, а именно: увеличение значений рентабельности, уменьшение себестоимости продукта и увеличение валовой выручки, а срок окупаемости составил 1 год. Технологическая схема реакционного узла составлена с использованием программного пакета CadWorxP&IDи приведена на рисунке 3. 3D модель установки изображена на рисунке 4.

Рис. 3 - Технологическая схема узла

Литература

1. Т. Н. Качалова, Л. И. Хайруллина, Вестник КНИТУ, 15, 10, 230-231 (2012)

2. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Альянс, Москва, 2005. - 753 с.

3. Гарифзянова Г.Г, Вестник КНИТУ, 6, 54-57 (2006)

4. Н. В. Абульханова, Р. Р. Мусин, Вестник КНИТУ, 15, 11, 182-183 (2012)

5. Linde AG. Separation. - 2015. [Электронный ресурс]. URL: http://www.lindeus-engineering.com/en/process_plants/chemical_and_petroche mical_plants/steam_cracking_technology/separation/index. print&out=index (дата обращения 25.02.2015)

Рис. 4 - 3Б-модели основного оборудования

© И. И. Галеева - магистр каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ, [email protected]; И. Н. Гончарова - канд. техн. наук, доц. той же кафедры, [email protected].

© I. I. Galeeva - MA Department of Technology of basic organic and petrochemical synthesis, KNRTU, [email protected]; I. N. Goncharova - Associate Professor of Technology of basic organic and petrochemical synthesis, KNRTU, [email protected].