ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современные ректификационные и абсорбционные аппараты. Выбор технологической схемы аппарата из "Ректификационные и абсорбционные аппараты" Процесс ректификации предназначен для разделения жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, различающиеся температурой кипения. [c.15] Различают смеси из двух компонентов (бинарные), многокомпонентные и сложные (непрерывные). К сложным смесям относятся нефть и ее фракции. [c.15] Физическая сущность процесса ректификации заключается в двустороннем массо- и теплообмене между неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулизаций поверхности контактирующих фаз. В результате массообмена пар обогащается низкокипящими, а жидкость — высококипящими компонентами. При определенном числе контактов можно получить пары, состоящие в основном из низкокипящих, а жидкость — из высококипящих компонентов. [c.15] На практике ректификация, как и всякий диффузионный процесс, осуществляется в противотоке пара и жидкости, что обеспечивает различие температур и неравновесность составов встречных потоков. Жидкое орощение при ректификации паров создается путем конденсации части парового потока в верхней части колонны, а паровое орошение при ректификации жидкости — путем испарения части жидкости в нижней части колонны. [c.15] Абсорбция — это процесс разделения газовых смесей путем избирательного поглощения отдельных компонентов смеси жидким поглотителем — абсорбентом. Физическая сущность процесса абсорбции заключается в молекулярной и конвективной диффузии вещества из газовой фазы в жидкую вследствие разности парциальных давлений извлекаемого компонента в контактирующих фазах. Различие парциальных давлений компонентов во встречных фазах обеспечивается противоточным движением газа и жидкости. [c.15] Процессы ректификации и абсорбции осуществляются в аппаратах, технологическая схема которых зависит от назначения аппарата и давления в нем, а конструкция—от способа организации контакта фаз. Наиболее простое конструктивное оформление ректификационных и абсорбционных аппаратов применяется при движении жидкости от одной ступени контакта к другой под действием силы тяжести. В этом случае контактные устройства (тарелки) располагаются одно над другим и разделительный аппарат выполняется в виде вертикальной колонны. В промышленной практике известны также разделительные аппараты, выполненные в виде горизонтальной емкости. Подачу жидкости от одной ступени контакта к другой и отделение жидкости от пара или газа после контакта в этих аппаратах осуществляют при помощи вращающихся деталей, приводимых в движение от двигателя. [c.16] При ступенчатом осуществлении процесса ректификации или абсорбции в колонных аппаратах контакт пара и жидкости может происходить в противотоке (например, на тарелках провального типа), в перекрестном токе (например, на колпачковых тарелках) и в прямотоке (например, на струйных тарелках). Если процесс ректификации или абсорбции осуществляется непрерывно во всем объеме колонного аппарата, то контакт пара и жидкости при движении обеих фаз может происходить только в противотоке (например, в слое насадки). [c.16] Современные ректификационнные и абсорбционные аппараты можно классифицировать в зависимости от технологического назначения, давления и внутреннего устройства, обеспечивающего контакт между паром и жидкостью. [c.16] По технологическому назначению ректификационные аппараты подразделяются на колонны атмосферно-вакуумных установок, термического и каталитического крекингов, вторичной перегонки нефтепродуктов, а также на колонны для ректификации газов, стабилизации легких нефтяных фракций и т. д. [c.16] В зависимости от применяемого давления аппараты подразделяются на вакуумные, атмосферные и работающие под давлением. [c.16] К современным ректификационным и абсорбционным аппаратам предъявляются следующие требования высокая разделительная способность и производительность, достаточная надежность и гибкость в работе, низкие эксплуатационные расходы, небольщой вес и, наконец, простота и технологичность конструкции. Последние требования не менее важны, чем первые, поскольку они не только определяют капитальные затраты, но и в значительной мере влияют на величину эксплуатационных расходов, обеспечивают легкость и удобство изготовления аппарата (особенно при серийном изготовлении), монтажа и демонтажа, ремонта, контролй, испытания, а также безопасность эксплуатации и пр. [c.17] В настоящее время особенно важное значение приобретает надежность работы ректификационных и абсорбционных аппаратов установок, производящих сырье для нефтехимических процессов, в связи с тем, что указанные установки стоят во главе целого нефтехимического комплекса, стоимость которого во много раз превышает стоимость самих установок. Кроме того, установки, производящие сырье для нефтехимических комплексов (например, этиленовые установки), строятся в начале и до освоения остальных коммексов работают не на полную мощность. Таким образом, обожание указанных производств должно работать надежно в щи-рбй диапазоне изменения нагрузок — сначала при малых и за-вем при полных проектных нагрузках. [c.17] Рассмотрим оснорные типы ректификационных и абсорбционных аппаратов и особенности их технологических схем. [c.18] Для выделения небольшого количества высококипящих или легкокипящих компонентов или фракций применяют неполные ректификационные колонны, укрепляющие и отгонные (рис. [c.18] При разделении многокомпонентных и сложных смесей на три и более фракции применяют несколько последовательно работающих колонн, одну сложную колонну либо сочетание простых и сложных колонн. Сложная колонна — это колонна с несколькими вводами питания или боковыми отборами продуктов по высоте. [c.19] При многоколонной схеме сырьем каждой последующей колонны могут служить как дистиллят, так и остаток предыдущей колонны. На рис. 1-3 в качестве примера показана схема разделения исходной смеси на четыре фракции тремя простыми колоннами более тяжелые компоненты или фракции отбираются сверху последующей колонны. [c.19] Предварительную оценку экономичности той или иной схемы разделения можно проводить по минимальному расходу тепла на разделение или по суммарному расходу паров, проходящих через колонны. [c.19] Рассмотрим сложные ректификационные колонны, которые наиболее часто встречаются в схемах разделения нефти (установки АВТ) и широких фракций (установки каталитического крекинга и замедленного коксования) [6—9]. [c.20] Рассмотрим особенности технологической схемы вакуумной колонны для разделения мазута на широкую фракцию и гудрон (рис. 1-4, б). Для получения заданного качества целевой фракции колонна имеет три секции и два дополнительных боковых отбора верхняя секция предназначена для выделения легких фракций, присутствие которых обычно нежелательно в основном продукте секция, расположенная ниже отбора основного продукта, обеспечивает качество получаемого продукта по содержанию смолистых и нелетучих соединений. В приведенной технологической схеме показан внешний переток жидкости из концентрационной части в отгонную. В вакуумных колоннах для перегонки мазута, а также в атмосферных колоннах для перегонки нефти подвод тепла в низ колонны ограничен возможностью изменения физико-химических свойств нефтепродуктов, поэтому все необходимое тепло вносится только с сырьем. В связи с этим ограничен также и отвод тепла с орошением, а следовательно, — возможность увеличения флегмового числа колонны. Дополнительный подвод тепла в колонну обеспечил бы дальнейшее увеличение качества получаемых продуктов. Один из возможных вариантов дополнительного подвода тепла в колонну осуществляется следующим образом [9, II] жидкость с нижней тарелки концентрационной части забирается насосом, подается в атмосферную колонну и далее — в печь, а затем уже в виде паров поступает в питательную секцию вакуумной колонны. Такое решение позволяет улучшить качество продуктов не только по фракционному составу, но и по цвету, поскольку продукт с нижней тарелки концентрационной части вакуумной колонны содержит наибольшее количество нелетучих и смолистых соединений. [c.21] При ректификации мазута на масляные дистилляты в вакуумных колоннах с обычными технологическими схемами [7] наблюдаются значительные налегания температур начала и конца кипения получаемых продуктов, что, однако, в большинстве случаев удовлетворяет требованиям к их качеству, так как определяющими параметрами обычно являются не температуры кипения, а вязкость, температура вспышки и цвет продукта. [c.21] Вернуться к основной статье