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.