Способ очистки газов пиролиза от гомологов ацетилена и установка для его осуществления

 

Использование: производство ацетилена. Сущность изобретения: установка содержит два абсорбера, два десорбера, компрессор газов, теплообменники и жидкостные насосы. Охлажденные газы пиролиза подают в первый абсорбер, затем после компрессора во второй абсорбер. В первый абсорбер подают часть растворителя N-метилпирролидона, отработанного во втором абсорбере, и воду. Во второй абсорбер подают регенерированный растворитель. После второго абсорбера растворитель делят на два потока: один подают в первый абсорбер на очистку газов, другой в первый десорбер на регенерацию. После первого абсорбера растворитель поступает во второй десорбер. Десорбированный в верхней части ацетилен вместе с водяным паром подают в нижнюю часть первого десорбера. Второй десорбированный поток, содержащий ацетилен и его гомологи, направляют к вакуум-насосу. Из первого десорбера отдельно выводят ацетилен и возвратный газ и регенерированный растворитель. Степень очистки газов пиролиза от диацетилена 75% , от винилацетилена до 60% , от метилацетилена до 50% . 1 ил.

Изобретение относится к химической технологии а аппаратостроению и может быть использовано в производстве ацетилена.

Известен способ очистки газов пиролиза от гомологов ацетилена двухступенчатой абсорбцией селективным органическим растворителем N-метилпирролидоном и водой с последующей регенерацией насыщенного растворителя при нагревании в двух десорберах, подача регенерированного растворителя на вторую ступень абсорбции и раздельным отводом десорбированных ацетилена, гомологов ацетилена и возвратного газа [1] .

Способ осуществляют в установке, содержащей соединенные линиями подачи газов и растворителя два абсорбера и два десорбера, в которой второй по ходу газов абсорбер соединен линией подачи растворителя с одним из десорберов, газовый компрессор установлен перед вторым по ходу газов абсорбером, теплообменники и насосы установлены на линиях вывода растворителя из десорберов [2] .

Работает установка следующим образом.

Охлажденные газы пиролиза поступают в первый по ходу газов абсорбер, орошаемый свежим регенерированным растворителем и водой. Выходящий из первого абсорбера растворитель смешивают со свежим растворителем и направляют с помощью насоса во второй по ходу газов абсорбер, куда вводится газ пиролиза вместе с возвратным газом, сжатый компрессором до 0,5-1,0 МПа. На выходе из второго абсорбера газы пиролиза также промываются водой. Отработанный растворитель выводится из абсорбера и направляется сначала в первый десорбер, а затем во второй десорбер.

В первом десорбере отдувается в основном ацетилен, в другом десорбере, работающем под вакуумом, из растворителя выводятся гомологи ацетилена.

Известный способ и установка для очистки газов пиролиза от гомологов ацетилена являются наиболее близкими заявленному способу и установке по характеризующим признакам и достигаемому результату.

Недостаток известного способа и установки для очистки газов пиролиза от гомологов ацетилена состоит в низкой степени очистки газов пиролиза, что определяется низкой степенью использования поглотительной способности растворителя.

Так, проходя первый по ходу газов абсорбер, растворитель нагревается и обводняется. Вследствие этого его поглотительная способность снижается. Растворитель, подаваемый во второй абсорбер, должен иметь минимальное количество воды.

Цель изобретения - повышение степени очистки газов пиролиза.

Цель изобретения достигается в предлагаемом способе тем, что регенерацию растворителя после каждой ступени абсорбции ведут в отдельном десорбере и часть насыщенного растворителя после второй ступени абсорбции подают на стадию абсорбции первой ступени. Для этого в установке очистки газов пиролиза первый абсорбер соединен линией подачи растворителя с другим десорбером, а второй абсорбер снабжен линией подачи из него растворителя на первый абсорбер.

Вследствие этого реализуется селективная очистка газов пиролиза и селективная их десорбция: первый абсорбер поглощает только гомологи ацетилена, второй абсорбер поглощает только ацетилен, через один десорбер пропускают только насыщенный гомологами ацетилена растворитель, через другой - только насыщенный ацетиленом растворитель. Это обеспечивает значительное повышение степени очистки газов пиролиза.

Подача регенерированного растворителя с минимальным количеством воды обеспечивает более высокую поглотительную способность растворителя, и, как следствие этого, более высокую степень очистки газов пиролиза.

Подача насыщенного ацетиленом растворителя из второго абсорбера в первый обеспечит десорбцию в нем части ацетилена вследствие нагревания растворителя и его обводнения. Выделившийся в первом абсорбере ацетилен присоединяется к очищенным от гомологов ацетилена газам пиролиза и увеличивают его концентрацию. Этим увеличивается движущая сила процесса абсорбции и повышается степень очистки газов пиролиза.

П р и м е р. В первый по ходу газов абсорбер подали газы пиролиза, нагретые до 30^оС под давлением 0,15 МПа, в количестве 31493,4 нм³/ч содержащие, об. % : ацетилен 8,07; двуокись углерода 3,53; окись углерода 25,72; водород 54,14; метан 6,05; водяной пар 2,16; диацетилен 0,24; метилацетилен 0,06; винилацетилен 0,03.

Сверху в первый абсорбер ввели 125 м³/ч N-метилпирролидона, поступившего из второго по ходу газов абсорбера и содержащего растворенный ацетилен в количестве 24 м³/м³ и воду в количестве 10 м³/ч.

Движущийся вверх газ пиролиза контактировал со стекающим вниз растворителем и водой, вследствие чего происходила десорбция части ацетилена и абсорбция гомологов ацетилена.

На выходе объем газа составил 31780,7 м³/ч, в котором содержалось, об. % : ацетилен 9,0; двуокиси углерода 3,45; окиси углерода 25,49; водорода 53,65; метана 5,95; водяного пара 2.36; диацетилена 0,06; метилацетилена 0,02; винилацетилена 0,01.

На чертеже изображена предлагаемая установка.

Установка содержит первый по ходу газов пиролиза абсорбер 1, в котором растворителем, насыщенным ацетиленом, производится очистка газов пиролиза от гомологов ацетилена, второй абсорбер 2 для очистки газов пиролиза от ацетилена, десорбер 3 для регенерации растворителя от ацетилена, десорбер 4 для регенерации растворителя от растворенных в нем гомологов ацетилена, компрессор 5, теплообменники 6 и насосы 7.

Установка работает следующим образом.

Газ, подлежащий очистке от гомологов ацетилена, направляется снизу в первый абсорбер 1, который сверху орошается водой и частью отработанного растворителя, отводимого от второго абсорбера 2. Очищенные от гомологов ацетилена газы пиролиза направляются в компрессор 5, компримируются до избыточного давления 0,5-1,0 МПа и поступают во второй абсорбер 2. В результате взаимодействия движущегося вверх газа со стекающим вниз растворителем ацетилен переходит в жидкую фазу, а поглощенные в абсорбере 2 газы (синтез - газ) направляются на производство метанола или аммиака.

На выходе из абсорбера 2 отработанный растворитель разделяется на два потока: один поток направляется в первый абсорбер 1 для очистки газов пиролиза от гомологов ацетилена, другой поток - в десорбер 3 для регенерации.

Объема потоков отработанного растворителя, направляемые в абсорбер 1 и в десорбер 3, могут иметь различные соотношения: если в газах пиролиза имеется небольшое количество углеводородов С₁-С₂ - в первый абсорбер подается минимальное количество отработанного растворителя - до 10% . При увеличенных концентрациях гомологов ацетилена объем отработанного растворителя, направляемого в абсорбер 1, может быть увеличен до 90% от всего объема растворителя, выходящего из второго абсорбера 2.

Выходящий из первого абсорбера 1 поток отработанного растворителя поступает в тепловую часть десорбера 4, где из растворителя десорбируется ацетилен, который вместе с водяным паром поступает в нижнюю часть десорбера 3. Далее растворитель поступает в нижнюю часть десорбера 4, где поддерживается глубокий вакуум (0,01-0,02 МПа). Перед выходом поток растворителя нагревается в теплообменнике 6 до 105-115^оС, вследствие чего из него десорбируются ацетилен и его гомологи. Поток гомологов ацетилена направляется к вакуум-насосу, а ацетиленсодержащий газ - в тепловую часть десорбера 4 (штуцер вывода его на десорбере условно не показан). Пройдя тепловую часть десорбера 4, ПГС нагревается и вводится в тепловую часть десорбера 3.

Растворитель, прошедший теплообменник 6, направляется на поглощение ацетилена и его гомологов.

Новый технический эффект изобретения состоит в повышении степени очистки газов пиролиза за счет улучшения использования поглотительной способности растворителя. Указанный эффект достигается за счет подачи насыщенного ацетиленом растворителя в абсорбер гомологов ацетилена и раздельного вывода потоков концентрированного ацетилена, возвратного газа и потоков гомологов ацетилена из десорберов. Для этого абсорберы ацетилена и гомологов ацетилена соединены линиями подачи с соответствующими десорберами.

Предлагаемое изобретение позволит повысить степень очистки по диацетилену до 75% , по винилацетилену до 60% , по метилацетилену до 50% , в то время как известный способ обеспечивает очистку от диацетилена лишь на 40-50% , а по другим гомологам ниже 40% . (56) Антонов В. Н. и др. Производство ацетилена. М. : Химия, 1970, с. 198-201.

Антонов В. И. и др. Производство ацетилена. М. : Химия, 1970, с. 198 и 249.

Формула изобретения

1. Способ очистки газов пиролиза от гомологов ацетилена двухступенчатой абсорбцией селективным органическим растворителем N-метилпирролидоном и водой с последующей регенерацией насыщенного растворителя при нагревании в двух десорберах, подачей регенерированного растворителя на вторую ступень абсорбции и раздельным отводом десорбированных ацетилена, гомологов ацетилена и возвратного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки газов пиролиза, регенерацию растворителя после каждой ступени абсорбции ведут в отдельном десорбере и часть насыщенного растворителя после второй ступени абсорбции подают на стадию абсорбции первой ступени.

2. Установка для очистки газов пиролиза от гомологов ацетилена, содержащая соединенные линиями подачи газов и растворителя два абсорбера и два десорбера, в которой второй по ходу газов абсорбер соединен линией подачи растворителя с одним из десорберов, компрессор газов установлен перед вторым по ходу газов абсорбером, теплообменники и насосы установлены на линиях вывода растворителя из десорберов, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки газов пиролиза, первый абсорбер соединен линией подачи растворителя с другим десорбером, а второй абсорбер снабжен линией подачи из него растворителя на первый абсорбер.

РИСУНКИ

Рисунок 1