*Қайнау температурасы 403°С 10 % газойл үшін мәліметтер. **

2. Гидрокүкіртсіздену процесінің мақсаты қандай?

3. Гидрокүкіртсізденуге қандай жүйелер қолданылады?

4. ГК реакцияларының химизмі мен механизмі туралы не білесіз?

5. ЛЧ-24-2000 дизел отынын гидротазалау қондырғысының технологиялық сызбасы туралы айтыңыз.

5. Гидротазалау процесін өндірістік рәсімдеу туралы баяндаңыз.

6. Вакуум газойлінің бір сатылы гидрокрекинг қондырғысының принциптік технологиялық сызбасы туралы баяндаңыз.

7. Вакуум газойлінің екі сатылы гидрокрекинг процесі қондырғысының принциптік технологиялық сызбасы туралы айтыңыз?

2. Қаныққан газдарды компонентерге бөлу.

3. Газфракциялау қондырғысы.

4. Зауыт газдарын бөлуге дайындау.

5. Пиролиз газдарын бөлу.

6. Олефиндер фракцияларын концентрлеу және бөлу.

Атмосфералық қысым кезінде.

Төменгі парафиндер ауамен жарылғыш қоспалар түзеді, сондықтан осы көмірсутектерді өндіретін немесе тұтынатын барлық цехтар А категориясына жатады. Төменгі парафиндердің улылығы басқа органикалық қосылыстармен салыстырғанда соншалықты үлкен емес, бірақ оны елемеуге болмайды: газдармен немесе буларымен тыныс алу нәтижесінде үздіксіз жұмыс істеген кезде, бірте-бірте пайда болатын есірткі құбылыстары дамуынан ауыр зардаптарға ие болуы мүмкін.

Төменгі парафиндерден метан, қ- және изобутан, изопентан органикалық синтез үшін жиі шикізат ретінде пайдаланылады. Этанды әсіресе пропанды қолданудың маңызы аз.

Қаныққан газдарды компонентерге бөлу. Төменгі парафиндердің (C₁-C₅) негізгі көзі табиғи және ілеспе газдар, газконденсатты кен орындарының газдары, сондай-ақ сутектің қатысуында мұнай өңдеу процестерінен алынған мұнайөңдеу зауыттарының газдары (мысалы, риформинг).

Табиғи газдар таза газ кен орындарынан өндірілетін газдар болып табылады.Кейде олардың құрамында көміртегі диоксиді, азот, гелий көп мөлшерде болады.Әдетте газконденсатты кен орындары үшін жоғары қысым тән және ол төмендеген кезде сепарация жүреді және газ және сұйық конденсат бөлінеді.

Ілеспе газдар депмұнайды мұнай ұңғымаларынан өндіру кезінде мұнаймен бірге шығарылатын газдарды айтады.Бұл газдардың бір бөлігі сепараторларда бөлінеді, ал екінші бөлігі мұнайда еріген күйінде қалады және тұрақтандырылған кезде бөлінеді, яғни ұшқыш құрамды бөліктерді айдау кезінде (тұрақтандыру газдары) бөлінеді.Әртүрлі газдардың тиіптік құрамы 23-кестеде келтірілген.

23-Кесте.Көмірсутек газдарының құрамы ( % көлем.)

Ілеспе газды өңдеуге негізделген зауыттарда оны бөлу газды фракциялау (ГФҚ) немесе орталық газ фракциялау қондырғыларында (ОГФҚ) жүзеге асырылады. Олар әртүрлі сызбалар бойынша жұмыс істейді колонналар саны 5-10 және олардағы тарелкалардың қосынды мөлшері 400-ден 700-ге дейін. Бұл жағдайда қ- және изобутан, қ- және изопентаның жеткілікті таза фракцияларын бөлу қарастырылады, ал төмен көмірсутектер қоспасы (құрғақ газ) немесе басқа көмірсутектердің түрлі мөлшерімен С₁ және С₂ фракциялары түрінде шығарылуы мүмкін.

C₁-C₅ көмірсутектерін бөлуге арналған тиімді сызбалардың бірі (механикалық және қышқыл қоспалардан тазарту сатыларынан басқа) 61-суретте көрсетілген. Ілеспе газ компрессорда 1 сығылады және сумен салқындағаннан кейін, C₁-C₃ -ді жоғарғы көмірсутектерден бөлу үшін ректификациялау колоннасына бағытталады. Қолданыстағы қысымға және газдағы C₁ және C₂ фракцияларының мөлшеріне байланысты, дефлегматорда 3 флегма жасақтау үшін су немесе салқын циклден қайнаған пропан салқындатқыш агент ретінде қолданылады. Жеңіл фракция колоннада 5 ректификацияға түседі, онда салқын циклден қайнаған пропан есебінен флегма алынады. Бұл колоннаның жоғарғы өнімі - құрғақ газ, ал сұйық пропан кубта қалады.

C₄-C₆ көмірсутектерінің ауыр фракциясы колоннаның 2 кубынан 0,8 МПа қысымға дейін дросселденеді, ол колоннада 7 ректификацияға түсіп С₄ фракциясы айдалады, алынған фракциядағы негізгі өнімдер қ- және изо-бутандардың мөлшері 98%(масс).

61-Сурет. С₁-С₅ көмірсутектерін бөлудің технологиялық сызбасы

1-компрессор; 2,5,6-9-ректификациялық колонналар; 3-дефлегматорлар; 4-қайнатқыштар; 10-дросселдеу вентилі.

Құрғақ газдағы метан мен этан төменгі температуралық ректификация арқылы бөлінуі мүмкін, онда 4,0-4,5 МПа қысым кезінде сұйық пропан және этанмен салқындатылады.

Сонымен қатар, құрамында 96-97% CH₄ бар табиғи газ техникалық метан ретінде тікелей пайдаланылуы мүмкін.

Зауыт газдарын бөлуге дайындау. Әртүрлі крекинг және пиролиздің процестерінде алынған газдар құрамы айтарлықтай өзгереді, бұл 24-кестеде келтірілген мәліметтерден көрінеді. Оларды үш топқа бөлуге болады.

1. Термиялық және каталитикалық крекингтің газдарының құрамында C₃ және C₄ мөлшері көп, бірақ аз этилен. Бұл газдардан пропилен мен бутендерді бөлу, ал басқа компоненттерді пиролизге бағыттаған немесе басқаша қолданған тиімді.

2. Аз мөлшерде жоғары фракциялар бар газ тәріздес көмірсутектердің пиролиз газдары. Мұндай газдар бутендердің көзі бола алмайды; олардан этилен мен пропиленді бөліп алады.

3. Сұйық мұнайөнімдері пиролизінің газдарында едәуір мөлшерде С₂-С₄ олефиндер болады.

Крекинг газдары (бірінші топ) көбінесе абсорбциялық-ректификациялық әдісімен бөлінеді. Бұл әдіс кейде пиролиз газдарын бөлу үшін пайдаланылады, бірақ қазіргі заманғы ірі қондырғылар төмен температуралық ректификацияны қолданады, себебі ол олефиндердің мейлінше таза фракцияларын береді және энергияны азырақ қажет етеді.

Крекинг пен пиролиздің газдары бірнеше қоспаларды қамтиды, олардан алдын ала тазалау керек.Олардың кейбіреулері жабдықты (H₂S) коррозияға ұшыратады, ал басқалары салқындату (CO₂, H₂O) кезінде қатып аппараттарды бітейді, үшіншілері олефиннің қайнау температурасына жақын және алынған фракциялардың (C₂H₂, метилацетиленмен) ластануы мүмкін.Сонымен қатар, қалыпты жағдайда газдың құрамында сұйық көмірсутектер бар, олардың маңызы айтарлықтай (бензол, пентендер).

Жоғары көмірсутектер мен судың көп бөлігі газды қысудың бастапқы кезеңінде бөлінеді. Осыдан кейін, қысудың аралық және соңғы сатыларымен газ қалған қоспалардан тазартылады.

Күкіртті сутегінен және көмірқышқыл газынан газды тазарту тәсілі осы қоспалардың концентрациясына байланысты таңдалады. Егер олардың мөлшері айтарлықтай болса, олар этанол-аминдермен жиі сіңіріледі, содан соң қышқыл газдарды скрабберлерде сілтімен толықтай бейтараптайды; H₂S және CO₂ аз концентрациясы кезінде газдарды сілтінің сулы ерітіндісімен жуу жеткілікті. Этаноламиндердің су ерітіндісімен тазалау бұл органикалық негіздер күкіртті сутегі мен көмірқышқыл газымен төменгі температура кезінде өте тұрақты, қыздыру кезінде диссоциаланады:

2НОСН₂- CH₂NH₂ + H₂S ↔ (НОСН₂-СH₂NH₃)₂S.

100 -110 °С

24-Кесте.Крекинг және пиролиз газдарының құрамы % (масс.)

Сондықтан, десорберде этаноламинді регенерациялауға және абсорбцияға қайтаруға болады. Газдың соңғы кептіру диэтиленгликолмен немесе қатты сілтімен, бірақ көбінесе - ылғалды жақсы сіңіретін алюминий оксидінің немесе цеолиттердің көмегімен жүзеге асырылады.

Газды ацетилен көмірсутектерінен тазарту үшін гетерогенді жанасуда селективті сутектендіру қолданылады, олефиндерге әсер етпейді:
С₂Н₂+ Н₂ → С₂Н₄.
Бұл мақсат үшін 150-230 °C температурада жұмыс істейтін палладий катализаторы (тасымалдағышта) және никель-кобальт-хромит катализаторы қолайлы. Ацетиленмен қатар реакцияға қабілетті диендер гидрирленуі мүмкін. Егер оларды сақтағысы келсе, C₄ фракциясын бөліп алғаннан кейін ацетиленді тазарту ұсынылады. Көбінесе бұл тазалау алынған С₂-С₃ фракциялары бойынша жүзеге асырылады, оларға сутек қосуды қажет етеді.

Пиролиз газдарын бөлу. Төмен температуралы ректификациялау арқылы пиролиз газдарын бөлудің көптеген сызбалары бар.Олар алдымен алынған фракциялар мен олардың тазалығымен ерекшеленеді: әдетте олар метан-сутекті, этилен, этан, пропилен және С₄-фракцияларын бөледі. Көбінесе таза метан алынады, ал пропилен фракциясы құрамындағы пропаннан бөлінеді.Екіншіден, фракциялардың бөліну тәртібі әр түрлі болуы мүмкін, мысалы, бастапқыда C₃-C₄ көмірсутектерін немесе, керісінше, метан-сутегі фракциясы бөлінеді.Соңында, әртүрлі қысымды (0,15-7,0 MПa) қолданылады, бұл өз кезегінде ректификация кезінде флегма жасау үшін қажетті салқындық градиентті жасайды.

Көбінесе, бөлу метан-сутегі фракциясын бөліп алу үшін минус 100°C температурасын талап ететін 3-4 МПа қысымы кезінде жүзеге асырылады. Ол этиленді салқындату циклі арқылы жасалады, ол тек пропилен (аммиак жиі емес) циклі болған жағдайда ғана жұмыс істей алады. Пропилен қысылғанда және сумен салқындаған кезде, конденсациялауға және әртүрлі қысымдарға дейін дросселдеу кезінде 0-ден 40°C-қа дейін температураны алуға мүмкіндік береді. Компримирленген этилен әртүрлі қысымдарға дейін дросселдеу кезінде -60-тан 100 ° C-қа дейінгі температураны жасақтау есебінен конденсацияланады.

Заманауи қондырғыларда мұндай қымбат салқындықты жасақтаудың жоғары құнын ескере отырып, оны үнемдеуге арналған түрлі шаралар қолданылады. Ең алдымен, алынатын фракциялардың салқындығы мен қысымын оларды дросселдеу, детандирлеу, жылу сорғысы принципін қолдану есебінен кәдеге асырады.

Әртүрлі температура градиенттерімен салқындатқыш агенттермен сатылы салқындату кеңінен қолданылады, соның ішінде резервтік ректификациялық колонналар деп аталатын, өзінің дефлегматорлары екі немесе одан көп бөлікке бөлінген, флегма жасақтауға арналған, олардың тек жоғарғы жағы мейлінше төмен температурада жұмыс істейді. Олардың құрамына сәйкес газ және конденсаттың колонналар биіктігі бойынша бөлек кіруі де қолданылады. Мұның бәрі газды бөлуге арналған энергия шығынын азайтуға және пиролиз сатысында жақсартумен және қондырғыны ірілендірумен бірге алынған олефин фракцияларын алу үшін анағұрлым арзанырақ болды.

Бензинді пиролиздеп алынған газды бөліп алудың қазіргі заманғы технологиялық сызбаларының бірі 62-суретте көрсетілген. Пиролиз қондырғысындағы газ турбокомпрессордың 5 кезеңінде тізбекті түрде сығылады (сызбада тек үш кезеңі көрсетілген), әрқайсысынан кейін су салқындатқышы 2 және сепаратордан 3 өтеді, мұнда ол конденсаттан (су мен органикалық заттардан) бөлінеді. Ауыр көмірсутектерді жақсырақ бөліп алу үшін, конденсатты келесі қысу сатысында дросселдейді және алдыңғы кезеңнің сепараторына қайтарылады (сызбада тек қана I және II қысу сатылары ғана көрсетілген). Осыған байланысты ректификациялық эффект пайда болады және компрессордың бірінші сатысынан кейін конденсатта негізінен көмірсутектер, кәдімгі жағдайда сұйықтық күйінде жиналады. Олар ерітілген газдардан тұрақтандыру колоннасында 4 бөлінеді. Алынған пироконденсат қайта өңделеді және газдар компрессордың I кезеңіндегі сору желісіне қайтарылады.

Газды қысудың үшінші сатысынан кейін қышқылдық сипаттағы қоспалардан тазартылады. Тазарту насадкалы скрубер 5 арқылы айналымдағы сілтінің сулы ерітіндісімен жүзеге асырылады. Содан кейін газ соңғы қысымға дейін 3,5-4,0 МПа сығылады. Бұл кезде түзілген конденсатты газдан бөледі және сепараторынан кейін IV қысу сатысы тұрақтандыру колоннасына 6 бағытталады. Онда ерітілген газ айдалады және қысу үшін компрессорының IV сатысына қайтарылады. Колоннаның 6 кубтық сұйықтығы негізінен C₄ + C₅ көмірсутектерінен тұрады және оларды бөліп алу үшін жеңіл пироконденсат ректификация колоннасына 21 түседі. Бұған терең салқындату кезінде бөлінген өңдеу үшін бағытталады.

Жоғары көмірсутектерді бөлгеннен кейін газ A1₂О₃ немесе цеолит толтырылған құрғатқыштан 7 өтіп, терең салқындату және газды бөлу блогына өтеді.

Суықты үнемдеу мақсатында газды алдын-ала салқындату түрлі температуралық градиенттері бар хладагенттердің көмегімен кезеңді түрде жүзеге асырылады. Пропиленде жұмыс істейтін салқын циклдегі салқындатқыштардан 8 және 9 газ тізбектей өтеді. Біріншісінде, пропилен минус 5 минус 15 °C температурада және тек екіншісінде атмосфералық қысым кезінде және -45°С температурада буланады, бұл хладагентті қысуға энергияны үнемдеуге мүмкіндік береді.

Одан әрі салқындату салқындатқышта 10 жүреді, мұнда газ бөліну кезінде алынатын этан фракциясының булану салқындығы пайдаланылады, ал хладагент метан-сутегі фракциясы болып табылатын салқындатқышта 11 пайдаланылады. Бұл салқындатқыштардан шығатын газ тәрізді этан және метан-сутегі фракцияларының, температурасы төмен болғандықтан, олардың салқындығын қосымша пайдаланылады (сызбада көрсетілмеген).

Алдын ала салқындату блогында газдың кейбір құрамды бөліктері конденсацияланады. Газ сұйықтықтан сепараторда 12 бөлінеді, ағындар тиісті құрамы бойынша деметанизатор деп аталатын ректификациялық колоннаның 13 бу және сұйықтыққа арналған тарелкаларына бағытталады.Оның мақсаты - колонна кубында жыйнақталған мейлінше ауыр көмірсутектерден метан-сутегі фракциясын бөлу.Метан - бұл қиын сұйылтылатын газ, сонымен қатар ол сутегімен сұйылтылған, ол одан әрі конденсация температурасын төмендетеді. Деметанизаторда флегма жасау үшін мейлінше терең суық қажет, дефлегматорды салқындату көбінесе салқын циклдан атмосфералық қысым кезінде және сұйық этиленді -100 °С температурада булану арқылы жүзеге асырылады. Бұл суықты ішінара ауыстыру үшін алынған метан-сутегі фракциясы 0,5-0,6 МПа-ға дейін дросселденеді және оның салқындығы деметанизатордың жоғарғы дефлегматорында қолданылады.

1- бес сатылы турбокомпрессор; 2, 8-11, 18 -салқындатқыштар; 3, 12 -сепара­торлар; 4, 6 -тұрақтандыру колонналары; 5 - скруббер; 7 -кептіргіш; 13, 14, 19-21 -ректи­фикациялық колонналар; 15 -жылуалмастырғыш; 16 -бумен қыздырғыш; 17 -гидротазалау аппараты; 22 -дроссел вентилі

Деметанизатордың 13 кубтық сұйықтығы негізінен C₂-C₄ көмірсутектерінен тұрады. Келесі міндет деэтанизатор деп аталатын ректификация колоннасында 14 жүзеге асырылатын C₂ және C₃ көмірсутектерін бөлу болып табылады. Ондағы кәдімгі қысым 2,5 МПа құрайды, ал жоғарғы бөлігінің температурасы -10°C, сондықтан флегма жасақтау үшін пропиленді салқындату циклі есебінен салқындатуды қажет етеді (оның қажетті қайнау температурасын алу үшін пропилен қысымда буландырылады). Аз мөлшерде ацетилен қосымшасы бар этилен мен этан қоспасы және метан мен пропилендің аз мөлшері колоннаның 14 үстінен шығарылады. Бұл фракция ацетиленнен тазалау үшін гидротазалау қондырғысына түседі. Оны кері ағынның жылуы есебінен жылуалмастырғышта 15 және кейін бу қыздырғышта 16 қыздырылады, содан кейін аз мөлшерде сутегі қосылады және гидротазалау аппаратында 17 гетерогенді катализаторда гидрирленеді.

Тазартылған фракцияны салқындатқышта 18 сумен, содан кейін жылу алмастырғышта 15 суық фракциясымен салқындатады, содан кейін ол этилен деп аталатын ректификациялық колоннаға 19 түседі.Оның мақсаты этилен мен этанның бөлінуі, сонымен бір мезгілде гидротазалау кезінде енгізілген сутегінен бөлу.

Колонна 19 баған әдетте 2,0-2,3 МПа қысымда және жоғарғы жағы минус 30-тан минус 35 ° C дейінгі температурада жұмыс істейді, бұл салқын циклден сұйық пропиленнің булануы есебінен дефлегматорды салқындату жүзеге асырылады. Метан мен этилен қоспасы бар сутегі колоннаның жоғарғы жағынан шығарылады және бастапқы газдың қысылуының тиісті сатысына қайтарылады. Сұйық этилен колоннаның 19 жоғарғы тарелкаларының бірінен алынады.Кейде ол сұйық күйде сақталады, онда тікелей қоймаға немесе көлік цистерналарына жіберіледі.Көбінесе ол газ тәріздес түрінде қажет және әр түрлі қысыммен тұтынылуы мүмкін.Осыған байланысты этилен фракциясының салқындығы әртүрлі тәсілмен (мысалы, этан фракциясына ұқсас) пайдаланылуы мүмкін.Колоннаның 19 кубында сұйық этан фракциясы жиналады, ол жоғарыда сипатталғандай дросселденеді және оның суығы қолданылады.

Деэтанизатордың 14 кубтық сұйықтығы ректификациялау үшін депропанизаторға 20 бағытталады. Депропанизаторда ≈ 2 МПа қысым кезінде пропанпропилен фракциясын айдайды, бұл үшін дефлегматорды сумен салқындату жеткілікті. Бұл фракция сұйық түрінде алынады және сақталады, бірақ кейінгі синтездер үшін қажетті қысымға байланысты оны дросселдеуге және оның салқындығын әртүрлі қажеттіліктерге қолдануға болады. C₄ + C₅ фракциясы депропанизатордың кубында жинақталады және колоннада 21 қосымша бутен мен пентен фракцияларына бөлінеді.