CS231290B1 - Sposob demetanizácie etylénu - Google Patents

Description

1 231 290

Vynález ríeši spósob účinného oddelenia metánu od ety-lénu, najma z etylénu, získávaného zo zmesi pyrolýznych ply-nov pomocou absorpcie v acetone s nasledujúcou desorpciouetylénu při zvýšenej teplote acetonu za súčasného zníženiatlaku v desorpčnom zariadení. Plynný etylén*, získávaný tým»to spósobom, sa používá hlavně ako medziprodukt vo výroběvinylchloridu termickým štiépením dichloretánu, ale móže sapoužit aj na iné účely*

Pri vydělovaní etylénu zo zmesi pyrolýznych plynov po·mocou absorpcie v acetone sa súčasne s etylénom absorbujúaj málo rozpustné plyny;, najma metán a v nepatrnom množstvoaj oxid uholnatý a vodík* Tieto látky, ale hlavně metán, samusia oddělit z roztoku acetonu ešte před desorpciou etylé·nu z tohto roztoku, a to pokial možno kvantitativné, aby sazískal etylén potrebnej čistoty z hladiska požiadaviek prijeho ďalšom spracovani.

Obsah metánu v etyléne je nežiadúci prakticky pri kaž·dom ďal8om použití etylénu. Poměrně přísná požiadavka nazníženie obsahu metánu v etyléne je pri jeho použití na vý·robu vinylchloridu cez dichlóretán, nakolko chloráciou me»tánu pri výrobě dichloretánu z etylénu, znečistěného metá»nom, vznikajú chlórované deriváty metánu* Tieto sa v nasle-dujúcich technologických operáciach výrobného procesu užnedajú oddělit od hlavného produktu, takže prechádzajú v ne*žiaducom množstve až do polymerizácie vinylchloridu, ktoráje posledným technologickým stupňom tohto zložitého procesuvýroby polyvinylchloridu, ako konečného produktu,

Polymerizácia vinylchloridu je však velmi citlivou vý· 2 231 290 robnou operáciou, na ktorú nepriaznivo pósobia niektoróchlórované deriváty metánu už pri stopových koncentráciachv použitom monomére, Takto sa nielen sťažuje riadenie po-lymerizácie, ale sa zhoršuje aj kvalita vyrobeného produk-tu, připadne pri vyššom obsahu chlórovaných deriváfcov me-tánu vo vinylchloride sa znemožňuje výroba nových, špeci-álnych mikroporéznych typov euspenzného polyvinylchloridu.

To je hlavný ddvod zvýšeného úsilia vo vývoji technologie,ktorou sa zabezpeč! minimálny obsah nežiadúcich látok vmedziproduktoch výroby vinylchloridu cez dichlóretán, a topri súčasnom zachovaní i připadne aj zlepšení jestvujúcichekonomických ukazovatelov výroby,

Pri doteraz používanom spdsobe oddelenia metánu z ety-lénu, získávaného zo zmesi pyrolýznych plynov pomocou ab-sorpcie v acetone, sa postupuje tak, že roztok acetonu, ob-sahujúci rozpuštěný etylén ako produkt a rozpuštěný metániako hlavnú nežiadúcu látku, sa podrobuje parciálnej desorp-cii v tzv, demetanizačnej koloně, Pri tejto parciálnej de-sorpcii sa oddělí plynná zmes metánu a etylénu od binárnejkvapalnej zmesi acetón-etylén, ktorá potom odchádza zde-metanizačnej kolony do desorpčného výrobného uzla, kde sapri zniženom tlaku s zvýšenej teplote desorpciou oddělíetylén od kvapalného acetonu, ktorý sa potom znova používáako absorpčně činidlo, Desorbovaný etylén sa ešte zbavístrhnutého acetonu a odvádza sa na ďalšie spracovanie vo vý-robní vinylchloridu. Plynná zmes metánu a etylénu^ ako hlav-ných zložiek, odchádzajúca z demetanizačnej kolony, obsahujeprevládajúci podiel etylénu, ktorý je tým vyšší, čím jehlbšie oddelenie metánu z kvapalného roztoku acetonu s roz-puštěným etylénom a metánom, V dósledku toho sa plynný prudiodchádzajúci z demetanizačnej kolony komprimuje na tlak, po-třebný na spátnú recirkuláciu do absorpčného výrobného uzla,aby sa tak zabránilo neprimerane vysokým stratám etylénu,

Takýto postup oddelenia metánu od roztoku acetonu aetylé,nu je popísaný v čsl, autorskom osvědčení č, 211 020 231 290 a zabezpečuje sa ním spolahlivý chod demetanizácie při vý-robe etylénu bežnej čistoty s menej náročnými požiadavkamina obsah metánu v etyléne, Avšak pri požiadavke hlbšiehoodstránenia metánu z kvapalného roztoku acetonu a etylénu,pri ktorom koncentrácia metánu vo vyrábanom plynnom etylé-ne nepřesahuje 1,0 % obj,, musí sa pristúpiť k podstatnémuzvýšeniu podielu etylénu v plynnom prúde, odchádzajúcoraz demetanizafinej kolony; ktorý potom niekolkonásobne převy-šuje obsah metánu v tomto plynnom prúde. Tým sa .zvyšujemnožstvo plynu, odchádzajúceho z demetanizafinej kolony av ddsledku toho sa neúnosné zvyšujú náklady, spojené s po-třebnou recirkuláciou tohto plynného prúdu spať do absorp-čného uzla výrobného procesu, Sú to náklady jednak na re-cirkulačný kompresor a potřebné příslušenstvo s regulačnoutechnikou a jednak náklady na zvýšenú spotřebu energií, vy-plývajúcu z dopravy a kompresie váčšieho množstva recirkulu-júceho spatného plynu a z jeho opatovnej absorpcie a desorp-cie a tým aj zvýšenie spotřeby acetonu ako absorpčnéhočinid-la, V ddsledku toho klesá špecifická výrobnosť zariadenia asúčasne sa komplikuje obsluha výrobného zariadenia, hlavněpri změnách zaťaženia, náběhu a odstavovaní prevádzky,

Tieto nevýhody doteraz známého spdsobu demetanizácieetylénu; získávaného zo zmesi pyrolýznych plynov pomocou ab-sorpcie v acetone1; čím sa vytvoří kvapalná zmes acetonus rozpuštěným etylénom a metánom sa odstraňujú spdsobompodlá tohto vynálezu, ktorý spočívá v tom, že kvapalná zmesacetonu s rozpuštěným etylénom a metánom, odchádzajúca z ab-sorpčného stupňa etylénu, sa po expanzii na tlak v rozmedzí0,25 až 0,65 MPa demetanizuje v absorpčno-desorpčnom stupni,pričom do absorpčného stupňa sa privádza aj přídavný aceton,ochladený na teplotu v rozmedzí 243 až 230 K; v množstvapredstavujúcom 1/10 až 1/2 množstva acetonu, privádzaného doabsorpčno-desorpčného demetanizačného stupňa v kvapalnejzmesi acetonu s rozpuštěným etylénom a metánom, pričom zabsorpčnej časti absorpčno-desorpčného stupňa sa odvádza 4 231 290 plynná zmes při teplote 256 až 235 Kaz desorpčnej častiabsorpčného stupňa sa odvádza kvapalná zmes acetonu a roz-puštěného etylénu o teplote 285 až 253 K* Týmto spfisobom sa dosahuje neočakávaný účinok v tom*že absorbovaný metán sa oddělí od kvapalného roztoku aceto-nu a etylénu* až na nevýznamné stopové množstvo, pričom sazíská plynná zmes s převládajúcim podielom metánu a s ne-patrným podielom etylénu, V dósledku toho táto plynná zmesodchádzajúca z absorpčnej časti absorpčno-desorpčného deme-tanizačného stupňa* sa nemusí vracať spáť do absorpčnéhostupňa etylénu* takže sa nemusí ani komprimovat, ale móžesa odvádzať priamo ako spalný plyi do kotolne alebo do pyro-lýznej časti prevádzky, V případe poruchy v týchto výrob-ných operáciach alebo pri ich odstavení sa táto plynná zmesmóže spalovat na polnom horáku, bez toho, aby došlo k význam-nejšej ekonomickej strate, nakolko sa pri tomto spósobe jed-ná o relativné velmi malé množstvo plynu a straty etylénusú prakticky zanedbatelné* Z tohto účinku je odvodená efek-tivnost nového spósobu deraetanizácie* K tomu třeba připočí-tat ešte další přínos* vyplývajúci z dosiahnutia vysokejčistoty etylénu* nakolko obsah metánu v etyléne, získavanomv nasledujúcej desorpčnej operácii, nepřesahuje 0,5 % obj.pri bežnej prevádzke podlá nového epósobu demetanizácie apri dodržiavaní vhodných technologických podmienok je mož-né znižiť obsah metánu pod 0*1 % obj*

Uvedené pozitivně účinky nového spósobu demetanizácieetylénu sú výsledkom komplexného pósobenia přídavného ace-tonu* ktorý účinkuje jednak ako absorpčně činidlo a jednakako chladiace médium* Tým sa vytvárajú priaznivé podmienkypre vnútorný recykel desorbovaného etylénu po expanzii pri-vádzaného kvapalného roztoku acetonu, etylénu a metánu* Oed-noznačný popis mechanizmu desorpcie a absorpcie v jednejkompaktnej absorpčno-desorpčnej sústave nie je možný* nakol-ko sa jedná o velmi zložitý dej* ktorého priebeh a výslectkzávisia jednak od technologických podmienok* najma tlaku a 5 231 290 teploty, a jednak od hydraulických podmienok, čiže odkonštrukčného riešenia sústavy» Dosiahnutý priaznivý úči-nok je zrejme výsledkom vhodnej vazby uvedených paramet-rov a podmienok.

NaéLedujúce příklady osvetlujú nový spósob demeta-nizácie etylénu, ale nevymedzujú rozsah použitia. Příklad 1

Schéma postupu oddelenia metánu od kvapalnej zmesiacetonu s rozpuštěným etylénom podlá předloženého vynálezuje znázorněná na priloženom obrázku, Zmes plynov, pozostá-vajúca z etylénu, metánu, oxidu uhoIZnatého a vodíka akoklúčových zložiek sa podlá tohto postupu privádza přívodeným potrubím zmesi plynov .1 do absorpčného stupňa etylé-nu 2, z kterého odchádzajú nerozpuštěné plyny, označovanéako spalný plyn, potrubím spalného plynu 3 na použitiev inej časti výrobného procesu vysokoteplotnej pyrolýzy.Aceton ako absorpčné činidlo sa privádza vstupným potru*bim acetonu 9 do absorpčného stupňa etylénu 2, z ktoréhopotom odchádza odvodným potrubím acetonu 4 aceton, obsahu-júci rozpuštěné plyny, hlavně etylén a malé množstvo aetá-nu, a velmi malé množstvo velmi málo rozpustných plynov,ako sú vodík a oxid uholnatý. Obsah rozpuštěných plynov jerózny a záleží od obsahu týchto zložiek v zmesi plynovýprivádzaných do absorpčného stupňa etylénu 2¾. od technolo-gických podmienok v tomto stupni a od jeho konštrukčnéhoriešenia, ovplyvňujúceho stupeň nasýtenia acetonu uvedený-mi plynmi.

Obsah etylénu v zmesi plynov, privádzaných do absorp-čhého stupňa etylénu 2 sa pohybuje v rozmedzí 10 až 40 %obj, v závislosti od podmienok v predchádzajúcich výrob-ných uzloch, V tomto příklade je priemerné zloženievstupujúcej zmesi plynov nasledujúce: 21,18 % obj, etylé-nu, 17,23 % obj, metánu, 18, 3 % obj, oxidu uholnatého. 6 231 290 42*5 % obj, vodíka, Zbytok sú inertně plyny a neidentifi-kované uhlovodíky.

Tlakové* teplotně a hydraulické podmienky v absorp-čnom stupni etylénu sú v tomto případe udržiavané tak*aby kvapalný prúd v odvodnom potrubí acetonu 4 mal nasle-dujúce zloženies 94 % mol, acetonu, 5*55 % mol, etylénu a0,45 % mol, metánu. Přitom spalný plyn, odchádzajúci po-trubím spalného plynu 3 obsahuješ 0*4 % obj, etylénu; 21 %obj, metánu, 53,75 % obj, vodíka a 24,5 % obj, oxidu uhol-natého,

Kvapalný roztok acetonu s etylénom a metánom·, odchá-dzajúci odvodným potrubím acetonu 4 do absorpčno-desorp-čného demetanizačného stupňa 5 má teplotu 254 K, Absorp-čno-desorpčný demetanizačný stupeň pozostáva z etážovejkolony* v tomto příklade o priemere 0,25 m* vybavenejpotřebným prisluěenstvom a regulačnóu technikou, Nástrekacetonu s rozpuštěným etylénom a metánom je privádzanýna 5. etáž od vrchu kolony. Množstvo nástreku je 41,4kmól/h, Přitom na hlavu kolony sa z rozvětveného přívod-ného potrubia acetonu 8 privádza přídavný aceton o teplo-to 239,15 K, Množsb/o přídavného acetonu v tomto přikladeje 5 kmól/h. Tlak na hlavě kolony je udržovaný automatic-ky na konštantnej hodnotě 0*3 MPa,

Pri tomto postupe za uvedených podmienok odchádzaz absorpčno-desorpčného demetanizačného- stupňa 5 odběro-vým potrubím 7 kvapalná zmes acetonu a etylénu, obsahujú-ca 4,22 % mol, etylénu a 0,05 % mol, metánu. Teplota toh-to kvapalného prúdu je 260 K a jeho množstvo činí 45,87.kmól/h. Přitom potrubím na odvod metánu 5 odchádza plyn-ný prúd o teplote 244,2 K, Množstvo odchádzajúceho ply-nu je 0*527 kmól/h a jeho zloženie za uvedených podmie-nok je nasledujúce: 31 % obj, metán, 68*5 % obj, etyléna 0,51 % obj, aceton. 7 231 290 «? Příklad 2

Oddelenia metánu od kvapalnej zmesi acetonu s roz-puštěným etylénom ea uskutočňuje rovnakým spósobom akov přiklade 1 s tým rozdielom, že v absorpčno-desorpčnomstupni 5 sa udržuje tlak na konštantnej hodnotě 0,5 MPa. V tomto případe odchádza odběrovým potrubím acetonu7 kvapalný prúd pri teplota 272,15 K a obsahujúci: 4,96 %mol. etylénu, 0,05 % mol. metánu a 94,99 % mol acetonu.Celkové množstvo kvapalného prúdu je 45,22 kmól/h. Přitomplynný prúd^ odchádzajúci potrubím na odvod metánu 6 vcelkovom množstve 0,169 kmól/h má teplotu 239,9 l< a jehozloženie je nasledujúce: 96,77 % obj. metánu, 2,98 % obj .etylénu a 0,23 % obj. acetonu. Příklad 3

Postup je rovnaký ako v příklade 1 s tým rozdielom,že množstvo přídavného acetonu privádzaného potrubím 10do absorpčno-desorpčného demetanizačného stupňa 5 činí10 kmól/h. Kvapalný prúd, odchádzajúci odběrovým potrubímacetonu 7 obsahuje v tomto případe 4,047 % etylénu a95,95 % acetonu a iba stopy metánu. Teploty kvapalnéhoprúdu je 279,7 K a jeho množstvo činí 50,98 kmól/h. Plyn-ný prúd, odchádzajúci potrubím na odvod metánu 6 v celko-vom množstve 0,42 kmól/h pri teplote 243 K má nasledujúcezloženie: 44,1 % obj. metánu, 55,35 % obj. etylénu a0,559 % obj. acetonu. Příklad 4

Postup je rovnaký ako v příklade 1, s tým rozdielom,že množstvo přídavného acetonu, privádzaného potrubím 10do absorpčno-desorpčného demetanizačného stupňa 5 je15 kmól/h. 231 290

Kvapalný prúd, odchádzajúci odběrovým potrubím ace-tonu 7 obsahuje v tomto případe 4,06 % mol, etylénu, 95,93 % mol· acetonu a stopy metánu. Teplota tohto kvapal-ného prúdu je 279,5 K a množstvo 56,2 kmól/h. Přitom plyn-ný prúd, odchádzajúci potrubím na odvod metánu 6 v celko-vom množstve 0,2 kmól/h pri teplote 240 K, obsahuje: 92,6 % obj. metánu, 6,9 % obj. etylénu a 0,4 % obj. aceto-nu.

Claims (1)

1. 9 P R E D Μ E T VYNÁLEZU 231 290 Spósob demetanizácie etylénu, získávaného zo zmesipyrplýznych plynov pomocou absorpci© v acetone, čím savytvoří kvapalná zmes acetonu s rozpuštěným etylénom ametánom, vyznačujúci sátým, že kvapalná zmes acetonu srozpuštěným etylénom a metánom, odchádzajúca z absorpčné-ho stupňa etylénu, sa po expanzi! na tlak v rozmedzí 0,25až 0,65 MPa demetanizuje v absorpčno-desorpčnom stupni,pričom do absorpčného stupňa sa privádza aj přídavnýaceton, ochladený na teplotu v rozmedzí 243 až 230 K,v množstve, predstavujúcom 1/jQ až 1/2 množstva acetonu,privádzaného do absorpčno-desorpčného deroetanizačnéhostupňa v kvapalnej zmesi acetonu s rozpuštěným etylénom ametánom, pričom z absorpčnej časti absorpčno-desorpčnéhostupňa sa odvádza plynná zmes pri teplote 256 až 235 Ka z desorpčnej časti absorpčného stupňa sa odvádzakvapalná zmes acetonu a rozpuštěného etylénu o teplote285 až 253 K. 1 výkres