Выделение и концентрирование олефинов

Газы, получаемые при различных процессах крекинга и пиролиза, значительно различаются по составу, что видно из данных таблицы 3. Их можно разделить на три группы.

Газы термического и каталитического крекинга, которые содержат много углеводородов С3 и С4, но мало этилена. Из этих газов выгодно выделять пропилен и бутены, а другие компоненты направлять на пиролиз или использовать иначе.

Газы пиролиза газообразных углеводородов, содержащие мало высших фракций. Такие газы не служат источником бутенов; из них выделяют этилен и пропилен.

Газы пиролиза жидких нефтепродуктов, содержащие значительные количества олефинов С2-С4.

Газы крекинга (первая группа) разделяют чаще всего абсорбционно-ректикафикационным методом. Этот же метод иногда используют и для разделения газов пиролиза, но на современных крупных остановках применяют низкотемпературную ректификацию, так как она дает более чистые фракции олефинов и требует меньше энергии.

Подготовка газа к разделению.

В газах крекинга и пиролиза содержится ряд примесей, от которых их нужно предварительно очищать. Один из них вызывает коррозию аппратуры (H2S), другие затвердевают при охлаждении (CO2, H2O) и могут привести к закупорке аппаратуры, третьи близки к олефинам по температуре кипения и загрязняют получаемые фракции (C2H2, металцетилен). Кроме того, в газе содержится пары жидких при обычных условиях углеводородов, представляющих значительную ценность (бензол, пентены).

Основная масса высших углеводородов и воды отделяется уже на начальной стадии сжатия газа. После этого, при промежуточной и конечной ступенях сжатия, газ очищается от остающихся примесей.

Способ очистки газа от сероводорода и диоксида углерода выбирают в зависимости от концентрации этих примесей. При значительном их количестве чаще всего ведут абсорбцию этаноламинами с последующей полной нейтрализацией газов кислотного характера щелочью в скрубберах; при небольшой концентрации H2S и CO2 достаточно промывать газы водным раствором щелочи. Очистка водным раствором этаноламинов основана на том, что эти органические основания дают с сероводородом и диоксидом углерода довольно стабильные при низкой температуре соли, диссоциирующие при нагревании:

Таблица 3. Состав газового крекинга и пиролиза в % (масс.).

Для очистки газа от ацетиленовых углеводородов используют селективное гидрирование на гетерогенных контактах, не затрагивающие олефины:

С2H2 + H2 -> C2H4.

Концентрирование и разделение фракций олефинов.

Этиленовая фракция, полученная при разделении газов пиролиза, часто содержит до 2 — 3% метана и этана, а без очистки от ацетилена до 1 — 2% этого углеводорода. На современных установках качество этилена значительно выше, поскольку для его полимеризации в полиэтилен требуется чистота 99,9% и более.

Пропиленовая фракция в зависимости от источника ее получения может содержать различные количества пропилена и пропана. При ее выделении из крекинг-газов содержание пропилена достигает 30−40%, а при пиролизе углеводородных газов — 60−80%; при пиролизе бензина в ней содержится до 90−95% пропилена. Другими ее компонентами являются углеводороды С2 (0,2 — 2,0%) и С4 (0,3−2,0%), а также при отсутствии гидроотчистки по 0,5−2,0% метилацетилена и пропадиена. Нередко эти пропиленовые фракции используют для синтезов без дополнительной очистки, что особенно относится к более концентрированным фракциям, полученным из газов пиролиза.

Бутеновые фракции могут различаться не только относительным содержанием бутенов и бутанов, но и соотношением их разных изомеров, а также бутадиена-1,3.

Помимо них во фракции содержатся углеводороды С3 (0,5−2,0%) и С5 (0,5−1,5%).