Повышение качества сжиженного газа для автотранспорта

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СЖИЖЕННОГО ГАЗА ДЛЯ АВТОТРАНСПОРТА

Оздоровлению воздушной среды в крупных городах будет способствовать перевод транспорта с жидкого топлива на сжиженный газ. В результате резко снизится количество вредных выбросов, улучшится топливно-энергетический баланс страны, будут сэкономлены миллионы тонн дефицитного жидкого топлива. Сжиженный газ, в частности пропановая фракция, получаемая на установке концентрирования пропилена из пропан-пропиленовой фракции (ППФ) на Московском НПЗ, не может быть использована как топливо для автомобильных двигателей, так как не отвечает требованиям ГОСТ 27578-87 по содержанию жидкого (масляного) остатка, который при 40°С должен отсутствовать.

Для изучения причины образования, физической природы и химического состава жидкого остатка проанализировано его содержание в товарно-сырьевых потоках по всей технологической цепочке выделения пропана из ППФ, вырабатываемой на установке Г-43-107: в ППФ до и после МЭА-очистки, после испарителя 3, после щелочной очистки ППФ в колоннах 5 и 8, на входе в деэтанизатор 14. Технологическая схема установки концентрирования пропилена и точки отбора проб на анализ жидкого остатка представлены на рис. 1.

Количество жидкого остатка определяли согласно ГОСТ 10679-76 (п. 5.2). На результаты анализа по этой методике могут влиять механические примеси, оседающие на дно цилиндра при испарении сжиженного газа. Для исключения их влияния жидкий остаток, остающийся в цилиндре, растворяли в изопентане «хч». Полученный раствор отделяли от механических примесей фильтрованием и по окончании испарения изопентана определяли количество жидкого остатка весовым методом. Среднестатистические результаты анализа приведены в табл.1.

Жидкий остаток (тяжелые углеводороды) появляются в ППФ после МЭА очистки от сероводорода, его присутствие наблюдается во всей технологической цепочке, вплоть до пропановой фракции, выходящей снизу пропиленовой колонны 15. Данные табл.1 свидетельствуют, что загрязнение ППФ примесью тяжелых углеводородов происходит в процессе жидкофазной очистки от сероводорода водным раствором МЭА вследствие их экстрагирования из данного раствора углеводородами, содержащимися в ППФ.

Попадание тяжелых углеводородов в раствор МЭА обусловлено существующей на установках Г-43-107 и КТ-1 схемы очистки четырех сырьевых газовых потоков, содержащих от 0,7 до 10,7% (масс.) углеводородов С₅+, и товарной жидкой ППФ от сероводорода, предусматривающей централизованную регенерацию водного раствора МЭА, насыщенного сероводородом. Из-за нечеткого отделения газов от гидрогенизата в сепараторах высокого и низкого давления тяжелые углеводороды С₅+ попадают в газы гидроочистки и при МЭА-очистке переходят из газов в раствор моноэтаноламина вследствие как механического уноса, так и физического растворения, усиливающегося с увеличением молекулярной массы углеводородов.

Содержание жидкого остатка после испарителя 3 снижается с 0,16 до 0,064 % (масс.), т.е. около 60% выделяется при однократном испарении ППФ, подаваемой на установку в жидком виде, и сбрасывается при дренировании испарителя. Оставшаяся часть полностью переходит в пропановую фракцию с достижением концентрации 0,299 % (масс.). в результате качество пропана не соответствует требованиям к газу для автотранспорта по содержанию жидкого остатка: содержание его в пропане при обследовании – 0,8 % (масс.).

В настоящее время теплообменник 3 регулярно дренируется, поэтому содержание жидкого остатка в пропановой фракции удалось довести до 0,3% (масс.). однако фактическое содержание жидкого остатка в пропане (0,3%) значительно выше его расчетного количества (0,2%), исходя из концентрации пропана в ППФ. Это, по-видимому, объясняется дополнительным попаданием масла через неплотности теплового турбонагнетателя колонны 15. По внешнему виду остаток – это маслянистая жидкость темно-коричневого цвета с желто-зелеными вкраплениями, подобная обессеренному вакуумному дистилляту.

ИК-спектры жидкого остатка из испарителя 3 и гидроочищенного вакуумного дистиллята практически совпадают (рис.2). по данным структурно-группового анализа на спектрофотометре UR-20 (кюветы с поглощающим слоем толщиной 0,025; 0,078 и 0,16 мм)*, остаток более чем на 50% состоит из парафиновых углеводородов, на 20% — из ароматических и на 20% — из нафтеновых (табл.2), что также близко к данным для вакуумного дистиллята.

Таким образом, для получения пропана необходимого качества с блока концентрирования пропилена из ППФ необходимо устранить причину попадания в нее жидкого остатка: усовершенствовать схему МЭА-очистки газовых потоков на вновь строящихся установках типов Г-43-107 и КТ-1 и предусмотреть автономную МЭА-очистку сжиженной ППФ; применять бессальниковые компрессоры, чтобы исключить дополнительное загрязнение компримируемого продукта маслом. Для доведения качества пропана, выделяемого из ППФ на действующих установках, до требований ГОСТ 27578-87 пропановую фракцию необходимо подвергать либо дополнительной ректификации, либо адсорбционной очистке от жидкого остатка на активированном угле.