ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности работы ректификационной колонны с вводом водяного пара из "Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Издание 2" Водяной пар вводится в ректификационную колонну с целью снизить температуру процесса и избежать разложения нефтепродукта (перегонка мазута, тяжелых нефтяных остатков и т. п.). [c.158] Температура кипения жидкости может быть снижена как понижением давления в аппарате путем создания вакуума, так и путем ввода водяного пара. В нефтепереработке часто применяют оба этих способа понижения температуры кипения смеси. [c.159] Во многих случаях водяной пар вводят под нижнюю тарелку отгонной части ректификационной колонны, чтобы испарить часть жидкости в низу колонны, образовать восходящий поток паров и обеспечить процесс ректификации в нижней части колонны. Особенно-это практикуется в тех случаях, когда подвести тепло в низ колонны через кипятильник не представляется возможным или когда ввод водяного пара позволяет более просто оформить процесс ректификации. [c.159] При высокой температуре низа колонны подвод тепла через кипятильник в целом ряде случаев требует применения специальных высокотемпературных теплоносителей, использование которых для установок большой единичной мощности зачастую не представляется возможным. [c.159] Подвод тепла с помощью кипятильника в ряде случаев исключается, так как при высокой температуре в низу колонны может произойти термическое разложение продукта мазута, гудрона, высококипящих дистиллятов и т. п. [c.159] При вводе в низ колонны водяного пара парциальное давление паров углеводородов снижается, что способствует испарению жидкости (ее кипению) при более низкой температуре. Тепло, необходимое для испарения жидкости, отнимается от самой жидкости, вследствие чего ее температура понижается. [c.159] Поскольку величина Р зависит от состава жидкости и ее температуры, то при постоянном расходе водяного пара 2 масса перешедших в парообразное состояние углеводородов будет тем больше, чем больше содержится НКК в жидкости и чем выше ее температура. [c.159] Рассмотрим более подробно работу ректификационной колонны с вводом водяного пара. [c.159] Следовательно, для нижней части колонны, работающей без кипятильника и с вводом водяного пара, характерным является уменьшение массы паров от тарелки к тарелке в направлении сверху вниз, что приводит к снижению эффекта ректификации в нижней части колонны. Вследствие этого только верхние тарелки отгонной части колонны эффективно ректифицируют остаток и даже значительное увеличение числа тарелок не позволяет существенно снизить содержание НКК в остатке. Возможность же повышения четкости ректификации в нижней части колонны лимитируется расходом водяного пара. Чем больше вводится водяного пара для образования потока углеводородных паров, тем до более низкой температуры охлаждается остаток и соответственно возрастает расход водяного пара. Поэтому расход водяного пара быстро достигает своего оптимального значения. [c.160] Практикой работы установок на нефтеперерабатывающих заводах установлено, что доля паров, образованных при помощи водяного пара, не должна превышать 25—35 % массы остатка. [c.160] Отмеченная выше особенность изменения массы паров по высоте отгонной части колонны, работающей с вводом водяного пара, приводит к тому, что рабочая линия на диаграмме х — у обращена своей выпуклостью к линии равновесия, что, как известно, приводит к снижению средней движущей силы процесса массообмена. Поэтому в случае работы колонны с вводом водяного пара для получения одного и того же состава остатка требуется большее число тарелок, чем в случае работы колонны с кипятильником. Отгонную часть колонны, работающую с вводом водяного пара без кипятильника, рассчитывают следующим образом (рис. 1У-28). [c.160] При ограничении массы паров в случае работы с вводом водяного пара ограничивается и масса флегмы = 1 + др, хотя составляюш,ие потоки 1 и и могут изменяться в некоторых пределах. [c.161] В этом уравнении все величины известны, кроме и Хх-Величиной Хх можно задаться, приняв ее значение несколько больше Хр. Последующим расчетом концентрационной части колонны величина Хх уточняется. [c.161] Затем следует задаться расходом водяного пара. Принятая величина расхода водяного пара может быть уточнена при расчете числа тарелок в отгонной части колонны. [c.161] При малом расходе водяного пара масса углеводородных паров будет мала, рабочая линия будет крутой, а необходимое число тарелок значительно возрастет. С увеличением расхода водяного пара число тарелок уменьшится, однако при этом возрастет диаметр колонны вследствие увеличения обш,его объема паров. Кроме того, увеличится поверхность конденсатора и расход хладоагента. [c.162] Рассмотрим особенности работы верхней части колонны при вводе водяного пара. Водяной пар в концентрационной части колонны снижает парциальное давление углеводородов. Поэтому при общем давлении в колонне л температура системы снижается по сравнению со случаем работы колонны без водяного пара. [c.162] Если в отгонной части колонны парциальное давление углеводородов значительно изменяется по высоте, то в концентрационной части это изменение сравнительно невелико, так как обычно масса флегмы, а следовательно, и паров по высоте концентрационной части колонны меняется мало. Все расчеты температур и числа тарелок при парциальном давлении углеводородов выполняются так же, как в отсутствие водяного пара. [c.162] Ведение процесса с водяным паром увеличивает общий объем паров и приводит к необходимости иметь колонну большего диаметра. [c.162] Рассмотренные выше особенности работы колонны с вводом водяного пара остаются справедливыми, если вместо водяного пара использовать газ, который при условиях ведения процесса не содержится в жидкой фазе, например азот, двуокись углерода, метан и др. [c.162] Вернуться к основной статье