Каскадное охлаждение
Cтраница 2
Установка для получения азотоводородной смеси из отходящих газов платформинга, базирующаяся на применении принципа каскадного охлаждения, включает в себя устройство для: а) контрольной очистки газа от сернистых соединений ( сероводорода); б) предварительного охлаждения и осушки газа; в) каскадного охлаждения газа; г) дополнительного охлаждения газа; д) промывки газа жидким азотом и е) дозировки верхнего продукта промывной колонны азотом. [16]
Рассмотренные выше схемы не исчерпывают всех возможных конструкций батарей охлаждения. Каскадное охлаждение и регенеративная схема представляют собой два физически различных способа повышения экономичности процесса. С точки зрения теплообмена и теплоотвода они также существенно разнятся между собой: в каскадной схеме поверхность батареи, состоящая из горячих ( или холодных) спаев, имеет одну и ту же температуру и плотность потока тепла во всех точках, так что теплоотвод должен осуществляться простым стеканием тепла; в регенеративной схеме температура и плотность потока меняются, а съем тепла интенсифицируется протекающей вдоль спаев жидкостью. [17]
Очищенный и осушенный газ подвергается затем каскадному охлаждению. Система каскадного охлаждения состоит из трех температурных ступеней. В каждую ступень каскадного охлаждения входят: регензративные теплообменники с насадкой из алюминиевой спирали или стружки 7, сепараторы для отделения углеводородного конденсата 8, устройство для сжатия хладо-агента, испаритель хладоагента и дроссельное устройство. [18]
Каскадное охлаждение основано на использовании соединенных последовательно нескольких парокомпрессионных машин с различными хладагентами, отличающимися по температуре кипения. Суть каскадного охлаждения состоит в том, что хладагент, сжижающийся при более высокой температуре, служит для конденсации паров труднее конденсируемого хладагента. Например, в стандартном каскадном цикле сжижения природного газа обычно применяются три ступени. На первой в качестве хладагента используются пропан, фреон или аммиак, на второй - этан, этилен; на третьей - метан, природный газ. [19]
Подогреватель высокого давления ( ПВД) представляет собой кожу-хотрубчатый теплообменник, в котором нагреваемая питательная вода проходит по трубной системе, а греющий пар из отбора турбины подается в межтрубное пространство в корпусе. Характерной особенностью схемы включения подогревателей является каскадное охлаждение конденсата греющего пара на всех ПВД перед сбросом в деаэратор, что позволяет полнее использовать тепло, подводимое с паром из отбора турбины. [20]
Подогреватель высокого давления ( ПВД) представляет кожу-хотрубчатый теплообменник, в котором нагреваемая питательная вода проходит по трубной системе, а греющий пар из отбора турбины подается в межтрубное пространство в корпусе. Характерной особенностью схемы включения подогревателей является каскадное охлаждение конденсата греющего пара на всех ПВД перед сбросом в деаэратор, что позволяет полнее использовать тепло, подводимое с паром из отбора турбины. [21]
Вакуумные кольца изготовляют из легко обрабатываемого алюминиевого сплава с высоким сопротивлением истиранию. Труба после первого вакуумного кольца попадает в первую секцию ванны с каскадным охлаждением или охлаждением погружением. Из центральной секции охлаждения экструдируемая труба проходит в секцию, где может быть применено каскадное охлаждение. Охлаждающая ванна представляет собой жесткую сварную конструкцию на четырех роликах, используемых для передвижения ванны. [22]
Различные схемы процессов, разработанных для выделения этилена ректификацией, отвечают всем перечисленным выше требованиям, но они отличаются друг от друга по характеру получаемых фракций и по методам достижения низких температур. Однако поскольку наиболее низкая температура, необходимая для разделения компонентов пирогаза ректификацией, значительно превышает температуру ожижения воздуха или водорода, то ее обычно достигают не за счет эффекта Джоуля-Томсона или за счет детандеров, производящих внешнюю работу, а с помощью так называемого каскадного охлаждения. Последний способ состоит в применении ряда хладагентов с прогрессивно понижающимися температурами кипения. [23]
Сг - При этом используется охлаждение пропиленом и этиленом. Наиболее низкие температуры газа достигаются путем расширения оставшегося газа в турбодетандерах или вторичным испарением конденсата после его расширения. На установке осуществляется каскадное охлаждение с использованием этиленового и пропиленового холодильных циклов и центробежных компрессоров с приводом от газовой турбины. Применяемая схема конденсации этан-этиленовой фракции позволяет свести до минимума потери этилена с остаточным газом. [24]
Для получения низких температур в промышленности используют эффект дросселирования, основанный на свойстве большинства газов сильно охлаждаться при резком снижении давления. Во многих отраслях промышленности широко используют аммиачное охлаждение, но на нефтеперерабатывающих заводах оно применяется редко, так как в наличии имеется доступный и дешевый пропан. Чаще всего применяют каскадное охлаждение: например, этилен, находящийся под давлением 19 ат, конденсируется при - 33 С пропаном, испаряющимся при - 40 С, а последний при давлении 18 ат конденсируется при 50 С водой. Для получения температур - 130 С применяют тройной каскад: метан ( Гкип - 161 4 С), этилен ( Гкип. [25]
Очищенный и осушенный газ подвергается затем каскадному охлаждению. Система каскадного охлаждения состоит из трех температурных ступеней. В каждую ступень каскадного охлаждения входят: регензративные теплообменники с насадкой из алюминиевой спирали или стружки 7, сепараторы для отделения углеводородного конденсата 8, устройство для сжатия хладо-агента, испаритель хладоагента и дроссельное устройство. [26]
Вакуумные кольца изготовляют из легко обрабатываемого алюминиевого сплава с высоким сопротивлением истиранию. Труба после первого вакуумного кольца попадает в первую секцию ванны с каскадным охлаждением или охлаждением погружением. Из центральной секции охлаждения экструдируемая труба проходит в секцию, где может быть применено каскадное охлаждение. Охлаждающая ванна представляет собой жесткую сварную конструкцию на четырех роликах, используемых для передвижения ванны. [27]
 |
Выделение этилена ректификацией. [28] |
Из верхней части колонны концентрирования этилена ( на рис. 16 третья по порядку колонна) выходит 98 5 % - ный этилен. Последние две колонны, в которых происходит отделение более легких и более тяжелых примесей, дают 99 8 - 99 9 % - ный этилен. Вследствие особенности процесса пиролиза, применяемого на этом заводе, пропилен, выходящий из куба второй колонны, имеет концентрацию 93 - 97 % и содержит очень мало пропана. Для каскадного охлаждения используют систему пропилен-этилен-метан. [29]
Можно представить себе расположение нескольких экранов на различных температурных уровнях, что должно обеспечить экономию энергии, но приведет к необходимости иметь несколько холодильных циклов с разными температурными уровнями. В этом случае точно так же могут быть найдены оптимальные соотношения толщин изоляции. Как показала практика, применение каскадного метода получения холода приводит к большим усложнениям, не оправдывающим энергетические выгоды. Тем более нерационально применять каскадное охлаждение для экранов еще и потому, что в общем балансе потери холода в окружающую среду имеют подчиненное значение. [30]
Страницы: 1 2 3