ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные аппараты установок первичной перегонки из "Процессы переработки нефти. Ч.1" Для проведения разделения нефти на ряд компонентов требуется выполнить несколько основных условий необходимо нефть нагреть до температуры, обеспечивающей не только нагрев, но и испарение части нефти, т.е. произвести ее однократное испарение в печи, утилизировать тепло выработанных продуктов, нагревая ими сырую нефть. С этой целью используются трубчатые нагревательные печи, теплообменные аппараты и ректификационные колонны. Рассмотрим устройство и принципы работы каждого аппарата. [c.67] Ректификационные колонны. При проведении процесса однократного испарения получают пар, обогащенный низкокипящим компонентом, и жидкость, обогащенную высококипящим компонентом по сравнению с исходным сырьём. Однако четкое разделение в однократных процессах не достигается. Для получения продуктов с любой желаемой концентрацией компонентов и высокими выходами служит процесс ректификации (см. раздел I). При многократном контактировании неравновесных паровой и жидкой фаз и их массо- и теплообмене паровая фаза обогащается низкокипящим компонентом (НКК), а жидкость — высо-кокипяшим компонентом (ВКК). [c.67] В конечном итоге четкость разделения НКК и ВКК (четкость ректификации) зависит от числа ступеней контакта паровой и жидкой фаз и количества флегмы (орошения), стекающей навстречу парам. [c.67] Принципиальная схема работы ректификационной колонны. Схема работы ректификационной колонны приведена на рис. 4.5. Как видно из рисунка, в среднюю часть колонны поступает подлежащее ректификации сырье Р с температурой и составом х . При входе в колонну происходит процесс однократного испарения, в результате которого образуются пары Ср, состава у и жидкостьсостава х , находящиеся в равновесии, то есть имеющие одинаковую температуру и давление. На каждой п-й тарелке обеспечивается контакт между парами, , поступающими наданную тарелку, и жидкостью (флегмой) стекающей на эту тарелку. [c.67] Отбираемый с верха колонны продукт О, обогащенный НКК, называется ректификатом или дистиллятом, а с низу колонны продукт — остатком или нижним донным продуктом. [c.69] Подобный процесс происходит в том случае, если жидкость, находящаяся на одном горизонтальном уровне с паром, например и С , содержит больше НКК, чем жидкость равновесная с этим паром С . При постоянном давлении в колонне этот уровень будет обеспечиваться, если температура жидкости будет ниже, чем температура паров то есть если температура в колонне будет уменьшаться в направлении движения потока паров (вверх) и возрастать в направлении потока жидкости (флегмы) вниз. Самая низкая температура будет в верху колонны, а самая высокая — внизу колонны. Часть колонны, куда вводится сырье, называется секцией питания или эвапорационным пространством. [c.69] Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья, называется концентрационной или укрепляющей, а ниже ввода — отпарной или отгонной. В обеих частях колонны протекает один и тот же процесс ректификации. Поскольку для ректификации необходимо два потока, состоящих из одних и тех же компонентов, но разного состава, из верхней части отводят тепло Q , а в нижней части подводят тепло 0 . В результате при конденсации паров наверху колонны образуется поток жидкости (флегмы, орошения), а в отгонной части колонны образуется восходящий поток паров. [c.69] Различают колонны простые, для разделения сырья на два компонента (дистиллят и остаток), и сложные, для получения из того же сырья трех и более компонентов. В этом случае продукты выводятся в виде боковых погонов через отпарные секции. [c.69] Колонна представляет собой вертикстьный стальной цилиндрический аппарат с внутренними устройствами для осуществления процесса ректификации — тарелками. Количество тарелок в каждой колонне рассчитывается в зависимости от ряда факторов необходимого количества продуктов разделения, четкости разделения их (четкости ректификации), кратности орощения, допустимой скорости паров в колонне. [c.70] Размеры колонны зависят от заданной производительности, фракционного состава нефти, количества тарелок, давления, температуры, системы и количества орошения и других факторов. [c.70] П — абсолютное давление в колонне, кПа. [c.70] Р — атмосферное давление, кПа. [c.70] На основании проведенных исследований работающих установок АТ и АВТ установлено, что скорости паров в атмосферных колоннах составляют 0,46-0,84 м/с, а в вакуумных колоннах 2,5-3,5 м/с, при расстоянии между тарелками 0,61 м. В колоннах, работающих под давлением (газофракционирующие колонны, колонны стабилизации бензина колонны установок термического и каталитического крекингов), скорость паров составляет 0,2-0, м/с. [c.70] В последнее время получают все большее распространение ректификационные колонны с насадкой вместо тарелок. [c.71] Тарелки с S-образными элементами имеют значительно лучшие показатели. Расход металла на один кв. м сечения колонны в 3-4 раза меньше, потеря напора на одну тарелку в 5-10 раз меньше, живое сечение составляет 25%, по сравнению с желобчатыми тарелками четкость разделения у них выше. Поэтому S-образные тарелки получили большее распространение. [c.71] Устройство S-образной тарелки приведено на рис. 4.6. Осно1ЮЙ такой тарелки является штампованный из листовой стали S-образный элемент с прорезями на одной из продольных кромок. [c.71] Клапанные тарелки обеспечивают более гибкую работу колонн нараз-ной производительности. Устойчивая работа ректификационных колонн с этими тарелками возможна с перегрузками по парам до 60%. Устройство тарелок такого типа приведено на рис. 4.7. Более эффективной работы ректификационные колонны могут достичь при замене 5-образных и клапанных тарелок специальной насадкой, изготавливаемой из тонких элементов пластин просечно-вытяжного металла, собранных в блоки определенной толщины и конфигурации (рис. 4.8). Между пластинами блока устанавливаются зазоры для прохода паров и жидкости. Конфигурация блоков обеспечивает хороший контакт между парами и флегмой, улучшает диспергирование паров в жидкости, повышает эффективность тепло- и массо-обмена, повышает четкость ректификации. Такие блоки устанавливают по высоте концентрационной части ректификационной колонны вместо тарелок. На рис. 4.9 показана вакуумная колонна К-Ю установки АВТ-6 Киришского НПЗ, оборудованная насадочным устройством. [c.73] Реконструкция с заменой клапанных тарелок насадкой, произведенная в мае 1997 г, позволила решить две задачи улучшить качество гудрона для производства битума и достичь качества широкой вакуумной фракции 350-500°С, удовлетворяющего требованиям, предъявляемым к сырью установок каталитического крекинга или гидрокрекинга. [c.73] Основные факторы, влияющие на работу ректификационных колонн, и качество получаемой продукции. Для строгого соблюдения режима и условий, обеспечивающих нормальный процесс ректификации, необходимо правильно эксплуатировать колонны. Важнейшими факторами режима являются температура, давление, количество орошения и расход водяного пара в отгонной и в отпарных секциях. [c.73] Вернуться к основной статье