ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс ректификации и ректификационные колонны из "Переработка нефти по топливному варианту" Разделение нефти на фракции путем перегонки (дистилляции) основано на различии температур кипения ее компонентов. При нагревании компоненты с более низкой температурой кипения переходят в пары, а компоненты с высокой температурой кипения остаются в жидкости. Пары после конденсации образуют дистиллят, неиспарившаяся жидкость — остаток. Такой процесс назьшается простой перегонкой. [c.26] При простой перегонке в дистиллят увлекается значительное количество высококипящих компонентов, а в остатке накапливаются легкокипящие компоненты. Для четкого разделения сложной смеси, каковой является нефть, применяют перегонку с ректификацией. Процесс ректификации проводится в ректификационных колоннах и заключается в следующем. [c.27] Горячие пары, поднимаясь по колонне контактируют с более холодной жидкостью, стекающей вниз. Происходит охлаждение паров, конденсация и переход в жидкость наиболее высококипящих компонентов. Одновременно жидкость нагревается, низкокипящие компоненты испаряются. Иначе говоря, между парами и жидкостью происходит тепломассообмен. Эффективность контакта обеспечивается ректификационными тарелками или насадками. [c.27] Схема работы ректификационной колонны приведена на рис. 7. [c.27] На определенном уровне в колонну подается сырье в виде пара, жидкости или парожидкостной смеси. Эта зона называется эвапорационной. Вьцце ввода сырья находится концентрационная зона колонны, а ниже - отгонная зона. [c.27] Для работы ректификационной колонны необходимо, чтобы с тарелки на тарелку непрерывно стекала орошающая жидкость - флегма. Она образуется за счет возвращения в колонну части готового продукта, называемого орошением. При помощи подаваемого наверх колонны холодного или острого орошения регулируется температура верха колонны. Тем самым определяется качество дистиллята по температуре конца кипения, по содержанию в нем высококипящих компонентов. [c.28] В сложных колоннах в отличие от простых помимо ректификата в качестве боковых погонов с определенных тарелок отбирают целевые фракции (в виде жидкости). Сложную колонну можно рассматривать как совмещение нескольких простых колонн. [c.28] В сложных колоннах, как правило, острого орошения бывает недостаточно для создания флегмы по всей высоте колонны, поэтому используют циркуляционные орошения. Флегму с определенной тарелки забирают насосом, прокачивают через теплообменник, в котором тепло отдается исходному сырью, и охлажденную возвращают в колонну на лежащую выше тарелку (рис. 8). [c.28] Отгонные части сложных колонн вьщеляют в самостоятельный аппарат и называют отпарными колоннами (или стрипингами). [c.28] Экономичность процесса ректификации достигается при использовании различных приемов понижения температуры кипения различных продуктов, например, за счет снижения давления в системе (перегонка в вакууме) и перегонки с водяным паром. [c.28] При невысокой температуре давление паров нефти, будучи ниже атмосферного, недостаточно для кипения и перегонки. Если к давлению паров нефти прибавляется давление водяного пара, то этого бывает достаточно для преодоле1шя давления в колонне и для кипения и перегонки нефти. Водяной пар вводят в отпарную зону колонны. [c.28] Ректификационные тарелки предназначены дпя создания тесного контакта между парами и жидкостью в процессе ректификации. Применяют в основном желобчатые, колпачковые, 8о6разные и клапанные тарелки, реже - ситчатые и некоторые другие виды тарелок. [c.29] Основные элементы тарелок - основания с контактными устройствами, приемный и сливной карманы. [c.29] Конструкция тарелки, помимо тесного контакта между паром и жидкостью, должна обеспечивать достаточную производительность колонны, иметь низкое гидравлическое сопротивление потоку пара. Большое значение имеет металлоемкость конструкций, легкость сборки и чистки. [c.29] В практических условиях теплообмена между парами и жидкостью на тарелке не достигается состояние равновесия, поэтому введено понятие коэффициента полезного действия тарелки (к. п. д.). Он зависит от конструкции и условий эксплуатации и обычно колеблется в пределах 0,4-0,8. [c.29] Нарушением нормальной работы тарелки может быть захлебывание , когда жидкость не успевает перетекать на нижележащую тарелку в этом случае необходимо расширить сечение сливного клапана. [c.30] Эксплуатащ1Я колонных аппаратов. Основными параметрами при эксплуатации колонных аппаратов являются температурный режим, давление, расход потоков. [c.30] Температура верха ректификационной колонны определяет качество дистиллята и автоматически поддерживается подачей верхнего (острого) орошения. Температура низа определяет полноту отпаривания от легкокипящих фракций и поддерживается за счет подвода тепла из трубчатой печи (горячая струя), устройства внутреннего или внешнего подогревателя-кипятильника и др. [c.30] Подачу орошения в верхнюю часть колонны изменяют хшавно, чтобы не вызвать переполнения тарелок флегмой или, наоборот, снижения уровня жидкости на них ( оголение тарелки). При недостаточной подаче орошения повышается температура верха колонны, значительно снижается температура кипения дистиллята. При избытке орошения температура верха колонны снижается, температура конца кипения дистиллята уменьшается, его высококипящие компоненты переходят в остаток. Увеличение количества орошения при соответствующем подьеме температуры низа колонны улучшает четкость ректификации, однако при этом увеличивается расход топлива, воды и электроэнергии. Кроме того, в колонне возрастает давление за счет увеличения объема паров. [c.30] Аппараты, работающие под давлением вьппе 0,07 МПа, находятся под контролем органов Госгортехнадзора СССР. Они оборудованы предохранительными клапанами, которые сбрасывают избыток паров в факельную линию при повышении давления в аварийных случаях. К выбору и регулированию давления в колонном аппарате следует подходить особенно тщательно. Повьпиенное давление позволяет конденсировать пары при более высоких температурах, нежели при атмосферном давлении. Поэтому для охлаждения паров, например при ректификации газов, можно применять воду вместо специальных дорогостоящих хладагентов, а также уменьшить поверхность конденсатора-холодильника. [c.30] Вернуться к основной статье