ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс ректификации из "Переработка природного газа и конденсата" При переработке нефти или тяжелого газового конденсата мазут, в свою очередь, посредством ректификации в вакуумных колоннах разделяется на дистилляты и остаток - гудрон. Процесс ректификации заключается в многократном испарении и конденсации компонентов, входящих в состав продукта, подлежащего разделению на отдельные фракции или компоненты. Процесс ректификации протекает в колоннах - вертикальных цилиндрических аппаратах, заполненных насадкой или тарелками. Назначение насадки и тарелок -создание контакта между жидкой и парообразной фазами. [c.51] На примере разделения двух компонентов А и В рассмотрим процесс ректификации в колонне. Условие температура кипения компонента А - 60°С, компонента В - 120°С. Смесь состоит из 50% компонента А и 50% компонента В. Для процесса ректификации необходимо наличие паровой и жидкой фаз. Для этого нужно нагреть смесь до такой температуры, чтобы образовалась паровая фаза. Условимся, что при температуре 90°С 50% смеси будет в паровой фазе, а 50% в жидкой. Состав паровой фазы примем состоящей из 70% компонента А и 30% компонента В, состав жидкой фазы - соответственно 70% компонента В и 30% компонента А. При поступлении сырья в колонну паровая фаза устремляется вверх, а жидкая стекает вниз. Для получения компонентов А и В в чистом виде необходимо создать условия, чтобы температура низа колонны была не ниже 120°С. При этой температуре над жидкой фазой, состоящей из компонента В, пары на 100% будут состоять из компонента В. А на верху колонны температура должна быть 60°С, при этой температуре с верха колонны будет уходить паровая фаза, состоящая на 100% из компонента А. [c.51] Рассматривая колонну, мы видим три точки с определенными температурами зона питания колонны - 90°С, верх колонны - 60°С и куб колонны - 120°С. Выше и ниже зоны питания расположены тарелки, на которых происходит контакт паровой фазы с жидкой. При контакте происходит массооб-мен, или, проще сказать, теплообмен между паровой и жидкой фазами. При этом легкокипящий компонент А из жидкой фазы испаряется, обогащая паровую фазу компонентами А, а компонент В, находящийся в паровой фазе, конденсируется, обогащая жидкую фазу, которая называется флегмой. [c.52] Следовательно, по мере передвижения паровой фазы кверху она обогащается компонентом А, концентрация которого на верхней тарелке составляет 100%, а жидкая фаза (флегма) по мере передвижения вниз обогащается компонентом В, концентрация которого в кубе колонны тоже достигает 100%. Естественно, в приведенном примере температура и концентрация компонентов взяты условно. Технологический расчет колонны, в котором определяются все параметры температура, давление, количество тарелок, объемы пара и жидкости, поверхности теплообменных аппаратов, кратность орошения - представляет собой сложный процесс с использованием определенных методик и накопленного опыта по расчету и конструированию таких аппаратов. На рис. П-З приведены основные элементы ректификационной колонны и точки контроля различных параметров. [c.52] Основные элементы колонны - тарелки и насадка, назначение их - создание контакта между жидкой и паровой фазами. [c.53] Полиэтиленовые и полипропиленовые кольца Поля также устойчивы к воздействию агрессивных сред. Они не дают абразивной пыли при истирании, но их применение ограничено, так как при температуре выше 100°С эти изделия деформируются. [c.54] Общий недостаток насадок в результате длительной эксплуатации пары и жидкость находят в них каналы, что приводит к снижению контакта между фазами, а также сложность очистки насадок от различного рода загрязнений. [c.54] Тарелки имеют различную конструкцию - сетчатые, колпачковые, клапанные, решетчатые и др. По принципу работы тарелки можно разделить на провальные, в которых жидкая фаза проходит через отверстия по всей площади сечения и контакт фаз создается за счет струек жидкости, вытекающих с тарелки, и сливные, в которых жидкая фаза через сливной стакан перетекает на нижележащую тарелку, а контакт фаз осуществляется за счет барбо-тажа паровой фазы при прохождении через слой жидкости, находящейся на поверхности тарелок (8). [c.54] Кроме массообмена тарелки вьшолняют и другие функции. Например, тарелки для отбора боковых фракций при ректификации многокомпонентной смеси. Для этой цели к тарелке приваривают сливной карман, через который отводится боковой погон (фракция). Такими тарелками оборудованы колонны для разгонки нефти на отдельные фракции. [c.54] Глухие тарелки - устройства для обеспечения прохождения жидкой фазы через ребойлер, или кипятильник (рис. П-З). Отбойная тарелка представляет собой слой насадки, чаще всего - несколько слоев сетки, назначение которой - улавливание капельной жидкости, уносимой паровой фазой. Количество тарелок или высота слоя насадки определяется исходя из требований к чистоте получаемых компонентов и зависит от температур кипения разделяемых компонентов. Когда температуры кипения компонентов отличаются друг от друга незначительно, например температура кипения н-бутана 0,5°С, изобутана - 11,7°С, а требования по чистоте компонентов 98...99% основного вещества, в колонне устанавливается до 100 тарелок и больше. [c.54] Диаметр колонны зависит от объема паровой фазы, проходящей через сечение колонны. Скорость прохождения паров принимается 0,5...1 м/с в зависимости от физико-химических свойств паровой фазы и конструкции тарелок или насадки. По конструктивным соображениям диаметр колонн округляется до 0,2 м. Постоянство технологического режима в колонне обеспечивается за счет работы контрольно-измерительных приборов и средств автоматики. Приборы, указывающие уровень жидкой фазы, устанавливают в кубе колонны и емкости орошения. [c.55] Датчики температуры (термометры) устанавливают в верхней части колонны, в зоне питания, в тарелках, с которых отбирают боковые погоны, в кубе колонны, в емкости орошения и в других точках. [c.55] Расходомеры устанавливают на линиях подачи сырья и орошения, на линиях откачки продуктов. На этих же линиях имеются исполнительные органы - клапаны, которые воздействуют на поток жидкости или паров, увеличивая или уменьшая их проход. Взаимодействие всех приборов изложено в соответствующем разделе. [c.55] Назначение аппаратов, работа которых связана с ректификационной колонной. Насосы подают сырье и орошение в колонну, откачивают продукты. Теплообменники регенерируют тепло отходящих продуктов. Конденсаторы конденсируют паровую фазу в жидкую. Ребойлеры (кипятильники) подогревают продукт в кубовой части колонны за счет испарения жидкой фазы в паровую. [c.55] В отдельных случаях, когда из колонны выводятся боковые погоны, устанавливают отпарные колонны (стриппинг-колон-ны), назначение которых - отгонка легких фракций из бокового погона и возврат их обратно в основную колонну подогрев кубовой части отпарной колонны осуществляется паром или продуктом, выводимым из куба основной колонны. [c.55] Вышеприведенное описание устройства ректификационной колонны и ее работы в определенной мере соответствует работе десорберов, абсорберов, отпарных колонн, стабилизаторов и других аналогичных аппаратов, предназначенных для конкретных процессов. [c.56] Вернуться к основной статье