Переработка нефтяных газов

Характеристика, очистка и осушка. Использование газа зависит от его состава. Газ каталитического крекинга, богатый бутиленами и изобутаном, – лучшее сырьё для каталитического алкилирования. Из газов риформинга выделяют водород (водородосодержащий газ с объемной долей водорода 75-90%.). Газ используется для проведения гидрогенизационных процессов.

При переработке предельных углеводородов получаются продукты для фракций:

• этановая фракция – сырьё для пиролиза, хладагент при депарафинизации масел и др;

• пропановая фракция – сырье для пиролиза, хладагент для технологических установок, бытовой сжиженный газ, растворитель в процессе деасфальтизации остаточных продуктов;

• изобутановая фракция – сырьё для производства синтетического каучука (изопренового, бутилкаучука); на установках алкилирования;

• бутановая фракция – сырьё производства синтетического каучука, сырьё пиролиза и компонент сжиженного бытового газа, добавка к автомобильному бензину для придания ему требуемого давления паров;

• изопентановая фракция – производство изопренового каучука, компонент высокооктановых бензинов;

• пентановая фракция – сырьё для процессов изомеризации и пиролиза.

Из газов, содержащих непредельные углеводороды, выделяются фракции:

• пропан-пропиленовая – производство полимер-бензина, фенола, ацетона, синтетических моющих средств, бутиловых спиртов;

• бутан-бутиленовая – сырьё установок алкилирования и полимеризации, производство синтетических каучуков, присадок к маслам, метилэтилекекона, метил-третил-бутилового эфира (МТБЭ).

Очистка газов. Газы, полученные при переработке сернистых нефтей, содержат сероводород и другие серосодержащие соединения, особенно в газах установок, перерабатывающих тяжелое сырьё. Поэтому углеводородные газы, содержащие сероводород и низшие меркаптаны, подвергают очистке. Часто очищают также от оксида и диоксида углерода.

Методы очистки делятся на сухие и мокрые.

К сухим методам относится очистка с применением оксидов цинка и железа, активного угля и цеолитов (молекулярных сит). Твердые поглотители используются для очистки газов с низким содержанием H₂S.

Для газов, содержащих большое количество кислых компонентов (сероводорода, диоксида углерода) применяют обычно мокрые методы с использованием методов абсорбции. При невысоких температурах происходит поглощение сероводорода с образованием нестойкого химического соединения, а при повышении температуры это соединение разлагается. Абсорбент при этом регенерирует (десорбция).

Распространена очистка при помощи растворов моно- и диэтаноламинов (МЭА и ДЭА).

При 25-35^оС сероводород реагирует с этаноламинами, образуя кислую соль сероводорода и замещенного аммониевого основания. При 100^оС и выше реакция почти полностью протекает в обратном направлении: сероводород выделяется, а этаноламин возвращается в цикл. Поглотительная способность этаноламинов возрастает при снижении температуры абсорбции, повышении давления или кратности циркуляции раствора. Достоинство процесса с применением МЭА – высокая активность абсорбента, его низкая стоимость, устойчивость и легкость регенерации. Однако для МЭА характерен повышенный расход топлива, неустойчивость к действию CS₂, COS и О₂, с которыми МЭА вступает в необратимые реакции, повышая коррозионную активность. Для ДЭА характерны меньшая химическая активность, более низкая поглотительная способность, он менее активен при удалении меркаптанов.

Блоки моноэтаноламиновой очистки включены в состав каталитического риформинга и крекинга, гидроочистки дистиллятов, газофракционирования. Очистка проводится при 35-40^оС и давлении основного процесса. Очистке от сероводорода подвергаются не только газа, но и товарные сжиженные углеводородные фракции. Они также проводятся моноэтаноламином и щелочью. Применение щелочи гарантирует полное удаление сероводорода и низших меркаптанов, но связано с появлением неутилизируемых отходов. Полученный сероводород направляется на установки производства серы или серной кислоты.

Осушка газа. Осушка необходима в тех случаях, когда газ направляется для каталитической переработки с использованием чувствительного к воде катализатора или когда фракционирование и дальнейшая переработка газа проводятся при низких температурах. Если неосушенный газ охлаждать ниже 0^оС, то это может привести к забиванию аппаратуры и трубопроводов льдом. Следует принимать во внимание способность углеводородов и некоторых других газов образовывать с водой кристаллогидраты, которые представляют собой нестойкие комплексные соединения молекул газа и воды. Чем меньше молекулярная масса углеводорода, тем выше температура и давление, при которых он способен образовывать кристаллогидраты.

Гидраты существуют, если парциальное давление паров воды выше давления паров гидратов. Поэтому при осушке снижают содержание влаги настолько, чтобы парциальное давление водяного пара стало ниже давления насыщенных паров гидратов.

Показателем влагосодержания является точка росы: при охлаждении ниже точки росы водяной пар в газах конденсируется (выпадает в виде «росы»). Для осушки применяют твердые и жидкие поглотители, обладающие свойствами высокой влагоемкости. Хорошая регенерируемость, большой срок службы, невысокая стоимость и простота получения. Наилучшими свойствами обладает активный оксид алюминия, силикагель, синтетические цеолиты, ди- и триэтиленгликоли. Необходимо иметь в виду, что адсорбенты могут способствовать полимеризации непредельных углеводородов, – особенно газы пиролиза.