針對(duì)某天然氣處理廠低溫深冷工藝,采用Aspen Hysys軟件設(shè)計(jì)低溫萃取精餾改進(jìn)工藝,進(jìn)行塔板總數(shù)、原料進(jìn)料位置、添加劑進(jìn)料位置以及添加劑的優(yōu)化。結(jié)果表明:純組分和混合組分添加劑低溫萃取精餾工藝均可實(shí)現(xiàn)95%純度二氧化碳和96%純度乙烷的雙回收;以年總成本優(yōu)選出的最佳低溫萃取精餾工藝,與現(xiàn)役低溫深冷工藝相比,乙烷產(chǎn)品的純度提高了24.3%,年總成本降低了2.54%;設(shè)計(jì)的添加劑循環(huán)流程實(shí)現(xiàn)了添加劑的循環(huán)利用,雖然與現(xiàn)役流程相比能耗和年總成本均有所提高,但流程簡(jiǎn)便且確保乙烷產(chǎn)品純度達(dá)到96%。設(shè)計(jì)的低溫萃取精餾改進(jìn)工藝用于CO₂驅(qū)伴生氣處理是有效且高效的。 

【文章來源】：中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,44(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同壓力下CO2-C2H6體系的三維相圖

采用PR狀態(tài)方程進(jìn)行CO2-C2H6共沸特性分析。圖1為壓力為2.8 MPa時(shí),CO2-C2H6體系的T-xy相圖。由圖1可以看出,隨著精餾溫度降低到-13.5 ℃時(shí),CO2-C2H6體系出現(xiàn)了共沸點(diǎn),此時(shí)形成CO2-C2H6共沸物且摩爾組成為0.678 CO2和0.322 C2H6。共沸物是兩組分或多組分的液體混合物,在恒定壓力下沸騰,此時(shí)氣相與液相有完全相同的組分與沸點(diǎn),不能通過常規(guī)的精餾或分餾方法[13]進(jìn)行分離。1.2 CO2-C2H6共沸物分離方法選取

萃取精餾法[16-18]是將添加劑通入萃取精餾塔,通過改變共沸物組分的相對(duì)揮發(fā)度,即添加劑對(duì)重組分的相互作用力大于對(duì)輕組分的相互作用力,優(yōu)先把一種組分從塔底分離出來,另一種組分作為高純餾出物,達(dá)到共沸物分離的目的。根據(jù)相似相容的原則,選取乙烷的同系物作為添加劑,可以直接獲取添加劑且避免雜質(zhì)的加入。Hong等[19]提供了n-C5H12-CO2-C2H6的相平衡數(shù)據(jù),且n-C5H12與CO2-C2H6共沸成分有足夠的沸點(diǎn)差,采用Aspen Plus軟件分析n-C5H12作為添加劑的萃取效果。圖3為壓力p=2.8 MPa時(shí),添加劑n-C5H12的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)對(duì)CO2-C2H6體系的氣液平衡的影響。由圖3可知,隨著n-C5H12物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加,二氧化碳與乙烷的相對(duì)揮發(fā)度增大(圖3中黑線箭頭所示);當(dāng)n-C5H12的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.19時(shí),CO2-C2H6體系的共沸點(diǎn)消失,便可得到高純度的二氧化碳和乙烷產(chǎn)品。可見,萃取精餾法適用于CO2-C2H6共沸物的分離。1.2.3 萃取精餾法的添加劑分析

【參考文獻(xiàn)】：
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