Costul de producție a arenelor prin extracție cu sulfolan este mai mic, nu numai în comparație cu extracția cu glicoli, dar și cu alți extractori. Astfel, 89,4% din costul arenelor este izolat folosind un extractant amestecat de N-metilpirolidonă-etilenglicol.
Sulfolanul este cel mai eficient extractant al arenelor din fracțiunile nafta cu un punct de fierbere de până la 200 ° C.
Prin utilizarea metodei UNIFAC a calculat compozițiile de fază de echilibru în procesul de extracție dintr-un amestec de benzen și hexan, selectivitate și capacitate (solvabilitate) 21, un solvent polar, iar Arenes energia de extracție și regenerarea extractant. Cel mai selectiv și cel mai bun solvent, ținând cont de criteriul costurilor minime de energie, a fost sulfolanul.
Metoda UNIFAC a fost, de asemenea, utilizată pentru a simula echilibrul fazei lichid-lichid în sistemul de alcani C6-C8-C6-C8 sulfolan-arenă. Compozițiile calculate ale fazelor de extract de echilibru și rafinate sunt în acord satisfăcător cu datele experimentale.
Un număr de brevete se referă la metodele de regenerare a sulfolanului din fazele extractului și rafinat în timpul extracției de arene. Astfel, în loc de vapori de apă acută, se propune ca agent de stripare butan. Din faza rafinată se recomandă ca sulfolanul să fie adsorbit pe cărbune activ, iar arenele ar trebui utilizate ca desorbenți. Îndepărtarea sulfolanului din fazele extractului și rafinat este posibilă și prin adsorbția cu silicagel sau cu alumină activată urmată de desorbția sulfolanului cu materie primă, catalizatorul de reformare.
Regenerarea sulfolanului este sugerată prin difuzie prin membrane. Cu toate acestea, toate aceste metode de regenerare a sulfolanului nu au găsit încă aplicații industriale.
Din faza de extracție, sulfolanul este regenerat prin hidrocarburi în abur cu vapori de apă fierbinte și din faza rafinată prin stripare cu apă. Pentru o îndepărtare mai completă a sulfolanul servește pentru a crește viteza liniară a apei de spălare: (. Mole), astfel încât, când spălarea fazei rafinatului care conține 2,7% (. Mol) arenelor și 1,2% din sulfolan, la o viteză lineară de apă de 0,3 m / s p este rafinatului 50-100 ppm sulfolan și la o viteză de 1,85 m / s -10-12 ppm. Este posibil să se mărească raportul dintre apă și faza rafinatului: rafinatpropuskat o viteză liniară de 1,5 -2.4, în timp suficient pentru stripare raportul molar polialchilen de 0,5-1. Este posibil să se utilizeze o spălare apoasă în două etape a sulfolanului din faza rafinată.
Reconstrucția unității de regenerare a sulfoflanului din uzina Tokuyama din Japonia a permis reducerea duratei operațiunilor cu noua tehnologie cu 38,3%. [5]
2.3. Procesul rectificării reversibile, ca proces cu entropie minimă.
Cu rectificarea convențională adiabatică în coloane de lungime finită, în fiecare secțiune există un dezechilibru între vaporii care se ridică din stadiul de contact subiacent și lichidul care curge din stadiul suprapus. În orice secțiune a coloanelor cu o schimbare diferențială în compoziția fazelor în înălțime (film, ambalare) în condițiile acceptate, există, de asemenea, un dezechilibru.
Eficiența adiabatică de coloane de distilare infinite ca o compoziție cu schimbare de fază de tip discret și echilibrul termodinamic continuu este atins numai în zonele concentrațiilor constante în cazul în care procesul de rectificare devine reversibil.
Dacă echilibrul de fază are loc în fiecare secțiune a unei coloane de orice tip, atunci se efectuează un proces de rectificare termodinamic reversibil. Un astfel de proces este caracterizat de următoarele cerințe:
1. un număr infinit de etape de separare, care corespund fiecărei compoziții situate pe traiectoria rectificării;
2. rata infinitezimală de modificare a fazelor de contact și a cantităților acestora;
3. îndepărtarea diferențială a furajelor și căldurii de-a lungul înălțimii coloanei de distilare
4. prezența componentelor distribuite n-2 între cub și distilat la fiecare etapă de separare, unde n este numărul de componente care intră în această etapă.
In are loc procesul de rectificare, pe de o parte, schimbarea entropiei fluxuri în interiorul coloanei, iar pe de altă parte, schimbarea sursei de entropie (în cazan) și receptorul (într-un deflegmator) de căldură. Entropia fluxurilor din coloana de distilare scade (entropia produselor este mai mică decât entropia materiilor prime). Entropia sursei și a receptorului de căldură în total este mărită datorită transferului de căldură dintr-o sursă cu o temperatură ridicată către un receptor cu o temperatură scăzută. În toate procesele reale de rectificare, creșterea entropiei datorată transferului de căldură este mult mai mare decât scăderea sa în procesul de rectificare datorată procesului de separare. Astfel, în general, există o creștere a entropiei cauzată de diferite surse de pierderi termodinamice (denivelările de pe tăvi, amestecarea și fluxurile în dieta la capetele coloanei, rezistența hidraulică, diferențele de temperatură în schimbătoarele de căldură și altele asemenea. D.).
Pentru un proces de rectificare termodinamic reversibil, schimbarea totală a entropiei în coloana de distilare însăși, în surse și în receptoarele de căldură ar trebui să fie zero [1].
2.4. Metode de aproximare a proceselor de rectificare ireversibile la procesul de rectificare reversibilă.
Datorită particularităților sale, procesul de rectificare reversibilă are cel mai scăzut consum de energie, dar nu poate fi realizat în practică. Din cerințele enumerate în secțiunea anterioară, în practică, numai a patra poate fi implementată pe deplin în procesul de rectificare reversibilă. Prin urmare, în procese reale, se poate realiza doar o aproximare a reversibilității termodinamice datorită anumitor caracteristici structurale ale circuitului sau îmbunătățirii dispozitivelor de schimb de masă.
2.4.1. Coloane cu secțiuni de stripare.
O modalitate de a aproxima procesele de rectificare efective la termodinamic reversibile este utilizarea coloanelor cu secțiuni de stripare, care sunt un exemplu de coloane cu fluxuri termice și materiale parțial cuplate. Coloana de stripare este o coloană complexă, cu o secțiune suplimentară laterală de stripare sau armare, echipată cu un refierbător sau, respectiv, un condensator. Un flux de filet lateral este introdus în secțiunea de stripare, o parte din care este luată ca produs, iar cealaltă este returnată în coloana principală (vezi figura 6). Mai multe benzi pot fi instalate pe o coloană. Coloanele cu stripare sunt mai greu de gestionat decât coloanele simple, dar ele pot reduce semnificativ costurile de energie și, prin urmare, au fost utilizate pe scară largă în tehnologia chimică, în special în procesele de rafinare a petrolului.
coloane false cu secțiune laterală: a - stripper, b - armare.
2.4.2. Rectificarea mai multor corpuri.
O altă modalitate de apropiere a procesului de rectificare ireversibilă cu cea reversibilă este rectificarea în mai multe corpuri. Schema de instalare a rectificării multi-corp este prezentată în Fig. Instalația constă dintr-o secvență de coloane simple de distilare. Fluxul de alimentare F este distribuit între coloanele din instalație. Particularitatea procesului este aceea că distilatul din coloana anterioară este utilizat pentru a încălzi cubul ulterior. Pentru aceasta, trebuie îndeplinite următoarele condiții:
unde tD1 și tD2 sunt temperaturile distilate ale coloanelor 1 și 2, respectiv tW2 și tW3 sunt temperatura cubului celei de-a doua și a treia coloane. Această condiție se realizează prin menținerea în coloane a unor presiuni diferite, adică P1> P2> P3. unde P1. P2. P3 - presiuni de lucru ale coloanelor 1, 2 și 3, respectiv pentru confortul operării și controlului, presiunile sunt încercate astfel încât presiunea ultimei coloane din secvență să fie atmosferică. Centrele de rectificare multicorre necesită investiții semnificative în capital și au limitări în aplicarea cerinței pentru punctele de fierbere apropiate și pentru stabilitatea termică a componentelor amestecului separat.
Separarea unui amestec binar AB într-o schemă de rectificare multiplă.
Trimiteți-le prietenilor: