3. Структурная схема процесса.

Обозначения материальных потоков.

1. Исходная углеводородная смесь, сырье: Р=2,4 ати, Т=15^оС;

2. Углеводородная смесь после охлаждения: Р=2,2 ати, Т=(-8)°С;

3. жидкая ББФ с первой ступени компримирования с Т=15ºС и Р=6,9 ати;

4. жидкая фракция С₃+ со второй ступени компримирования с Т=15ºС и Р=15,4 ати;

5. жидкая фракция С₂+ с третьей ступени компримирования с Т=15ºС и Р=27,4 ати;

6. газовая углеводородная смесь со стадии компримирования с Т=15ºС и Р=42,5 ати;

7. жидкая смесь после предварительного охлаждения с Т=-50ºС и Р=41 ати;

8. МВФ со стадии деметанизации с Т=-89ºС и Р=39 ати;

9. МВФ после дросселирования с Т=-110ºС и Р=8 ати;

10. углеводородная смесь со стадии деметанизации с Т=-18ºС и Р=38 ати;

11. этан со стадии деэтанизации с Т=-4ºС и Р=31,4 ати;

12. углеводородная смесь со стадии деэтанизации с Т=60ºС и Р=25 ати;

13. ППФ со стадии депропанизации с Т=35ºС и Р=24,4 ати;

14. пропан после разделения ППФ с Т=35ºС и Р=16 ати;

15. пропилен после разделения ППФ с Т=15ºС и Р=18 ати;

16. ББФ + бенз. фр. со стадии депропанизации с Т=40ºС и Р=24 ати.

17. ББФ со стадии дебутанизации с Т = и Р = 15 ати.

18. Бензиновая фракция со стадии дебутанизации с Т = и Р = 15,5 ати

4. Разработка и обоснование технологической схемы.

Выбор схемы и технологии переработки газа является сложной задачей требующей выполнения большого объёма предпроэктных переработок. Это связано с тем, что для получения заданной продукции из известного сырья можно использовать разные технологические процессы, которые, в свою очередь могут иметь множество вариантов схемного и аппаратурного оформления [6].

Для разработки и обоснования технологической схемы процесса оттолкнемся от описаний в разделе, посвященном разработке и обоснованию структурной схемы процесса и учтём требования основных принципов проектирования: процесс проводится при возможно высокой движущей силе и наилучшем использовании разностей потенциалов на каждом этапе процесса; наилучшее использование сырья; наилучшее использование энергии; получение на выходе целевой продукции заданного качества с минимальными затратами, а также экономическая целесообразность разрабатываемого процесса.

Смесь заданного состава с начальной температурой 12^оС и давлением 2.5 ати, поступает в холодильник ХК-01, где охлаждается до (-8)^оС с целью снижения нагрузки на компрессор. Далее углеводородная смесь поступает в компрессор М -1 для сжатия. После первой ступени сжатия газ с давлением 7,5 ати и температурой 105^о С сначала поступает в водяной холодильник ХК-1, где охлаждается водой с температурой 25 ^оС, а затем в пропиленовый холодильник ХК-2. Газожидкостная смесь с температурой 12^о С поступает в сепаратор С-1, где конденсат отделяется от газа и направляется в колонну К-3. Газ с верха сепаратора С-1 поступает на всасывание в к компрессор М-2, где сжимается до 16 ати и далее проходит через водяной холодильник ХК-3 и пропиленовый ХК-4, где охлаждается от 105^оС до 12^оС. Далее газожидкостная смесь направляется в сепаратор С-2, где разделяется на 2 фазы. Жидкость с низа С-2 подается в колонну К-3, а газ с верха сепаратора С-2 поступает на прием компрессора М-3.

Из компрессора М-3 выходит газ с давлением 28 ати и температурой 105^оС, который направляется сначала в водяной холодильник ХК-5, а затем в пропиленовый холодильник ХК-6, в которых охлаждается до 12^оС. Газожидкостная смесь после холодильника ХК-6 направляется в сепаратор С-3, с низа которого выходит отделившаяся жидкость, поступающая в колонну К-2. Верхний (газовый) отбор сепаратора С-3 подается в компрессор М-4.

Из компрессора М-4 выходит газ с давлением 42,5 ати и температурой 105^оС, который направляется сначала в водяной холодильник ХК-7, затем в пропиленовый холодильник ХК-8, затем в пропиленовый холодильник ХК-9с параметром холода (-18)^оС. В результате углеводородная смесь охлаждается до (-11)^оС и далее поступает в пропиленовый холодильник ХК-10 с параметром холода (-37)^оС, где охлаждается до (-30)^оС. После чего смесь направляется в пропиленовый холодильник ХК-11 с параметром холода (-56)^оС, в котором охлаждается до (-50)^оС. Давление в результате прохода через пять холодильников падает до 41 ати.

После холодильника ХК-11 газожидкостная смесь поступает в сепаратор С-4, в котором разделяется на два потока, которые идут в колонну К-1 (газовый поток в верхнюю часть колонны, жидкий – в нижнюю).

Из верхней части К-1 (температура вверху минус -89⁰С) отбираются пары МВФ, проходящие через холодильник ХК-12, охлаждаемый этиленом, кипящим при средней температуре (-99)^о С. Газожидкостная смесь после холодильника ХК-12 поступает в сепаратор С-5, откуда жидкость самотёком стекает в К-1 в качестве флегмы. Газ после ХК-12 дросселируется с давления 37 ати до давления 8 ати и понижает температуру до минус 110^оС, после чего направляется в блок теплообменников-подогревателей ТП-01, где нагревается до 20^оС и с Р=6,8 ати поступает на конверсию водяным паром, для получения водорода. – снова грубая ошибка.

Куб К-1 подогревается при помощи теплообменника ТП-1.

Технологический режим К-1 [7]:

Давление верха, ати	37,0
Давление куба, ати	38,0
Температура верха, 0С	- 89
Температура питания,0С	- 50
Температура в кубе, 0С	-18

Кубовая жидкость К-1 с температурой (-18)^оС и давлением 38 ати самотеком поступает на питание деэтанизатора К-2.

Пары с верха К-2 поступают в холодильник ХК-13, охлаждаемый пропиленом (-18 ⁰С).

Газожидкостная смесь после холодильника ХК-13 поступает в емкость Е-1, откуда жидкость насосом Н-1 подается в колонну в виде флегмы, а этан с температурой (-4)^оС и давлением 31,4 ати отправляется на производство этилена.

Куб колонны К-2 обогревается при помощи теплообменника ТП-2. Кубовая жидкость К-2 при температуре 60 ⁰С подается на питание депропанизатора К-3.

Технологический режим К-2 [7]:

Давление верха, ати	31,5
Давление куба, ати	32,0
Температура верха, 0С	- 4
Температура питания,0С	- 5
Температура в кубе, 0С	60

Сверху ректификационной колоны К-3 выходит с параметрами: температура +38⁰С и давление 24,7 ати. Поток этой газовой смеси охлаждается в холодильнике ХК-15, охлаждение производится оборотной водой параметра (25⁰С), и с температурой 35^оС и давлением 24,4ати (с учетом гидравлического сопротивления) поступает во флегмовый сборник Е-3, из которого большая часть конденсата с помощью насоса Н-3 подается наверх колонны в виде флегмы. Избыток направляется в ректификационную колонну К-4, для разделения на пропан-пропиленовой фракции на индивидуальные углеводороды.

Снизу колонны К-3 выходит кубовый продукт, представляющий собой ББФ и бензиновую фракцию и с температурой 60⁰С и давлением 24 ати. Большая часть поступает в теплообменник ТП-4 и возвращается в колонну в виде парожидкостной смеси. Оставшаяся часть кубового продукта направляется в колонну К-5.

Технологический режим колонны К-3 [7]:

Давление верха, ати	24,5
Давление куба, ати	25
Температура верха, 0С	38
Температура питания, 0С	50
Температура в кубе, 0С	60

В ректификационную колонну К-4 поступает пропан-пропиленовая фракция с верху колонны К-3. Перед входом в колонну К-3, смесь охлаждают в холодильниках ХК-18 и ХК-19, охлаждение производится водой с температурой 25⁰С, жидким пропиленом с температурой (6)⁰С.

Газовый поток с параметрами: давление 23,8 ати и температура 5⁰С поступает на питание ректификационной колонны К–3. Сверху ректификационной колоны выходит пропилен с температурой (20)⁰С и давлением 15 ати. Газ после холодильника ХК-14 с температурой 15⁰С (охлаждение производили жидким пропиленом 6⁰С) поступает в флегмовый сборник Е-2, из которого большая часть конденсата с помощью насоса Н-2 возвращается на верх колонны в виде флегмы. Избыток направляется на производство полипропилена.

Снизу колонны К-4 выходит кубовый продукт – пропан, с температурой 35⁰С и давлением 18 ати. Большая часть поступает в теплообменник ТП-3 и возвращается в колонну. Остальная часть кубового продукта направляется на полимеризацию.

Технологический режим колонны К-4 [7]:

Давление верха, ати	24
Давление куба, ати	35
Температура верха, 0С	-15,0
Температура в кубе, 0С	-18,0

Технологический режим колонны К-5 [7]:

Давление верха, ати	6,5
Давление куба, ати	6,8
Температура верха, 0С	54
Температура питания, 0С	86
Температура в кубе, 0С	118

. Сверху ректификационной колоны выходит ББФ с температурой ⁰С и давлением ати. Газ после холодильника ХК-15 с температурой 15⁰С (охлаждение производили жидким пропиленом 6⁰С) поступает в флегмовый сборник Е-3, из которого большая часть конденсата с помощью насоса Н-3 возвращается на верх колонны в виде флегмы. Избыток направляется на производство бытового газа.

Снизу колонны К-5 выходит кубовый продукт – бензиновая фракция, с температурой ⁰С и давлением ати. Большая часть поступает в теплообменник ТП-4 и возвращается в колонну. Остальная часть кубового продукта направляется на компаундирование бензинов.

Обозначения основных материальных потоков.

Таблица 4.1.

№ потока		Температура, 0С	Давление, ати
1	Исходная смесь	15	2,4
2	верхний отбор сепаратора С-1	15	7,0
3	нижний отбор сепаратора С– 1	15	7,0
4	верхний отбор сепаратора С - 2	15	16
5	нижний отбор сепаратора С – 2	15	16
6	верхний отбор сепаратора С - 3	15	28
7	нижний отбор сепаратора С – 3	15	28
8	верхний отбор сепаратора С – 4	-50	42
9	нижний отбор сепаратора С –4	-50	42
10	верхний отбор колонны К-1	20	6,8
11	нижний отбор колонны К-1	-18	38
12	верхний отбор колонны К-2	-4	31,4
13	нижний отбор колонны К-2	60	25
14	верхний отбор колонны К -4	15	15
15	нижний отбор колонны К -4	35	18
16	верхний отбор колонны К-3	35	24,4
17	нижний отбор колонны К-3	60	25
18	верхний отбор колонны К-5	54	6,5
19	нижний отбор колонны К-5	119	6,8