Гидравлическое сопротивление при ректификации

Стремление к созданию максимальной межфазной поверхности на каждой тарелке, высоких скоростей взаимодействующих потоков, устойчивой работы всего аппарата в случае возможных на практике колебаний нагрузки при достаточной простоте устройства, минимальной металлоемкости и невысоком гидравлическом сопротивлении обусловило появление множества конструкций тарелок. Этим главным конструктивным признаком и отличаются колонные аппараты, применяемые и предложенные для осуществления процессов ректификации и абсорбции. [c.19]

Интенсивность ректификации достигается подбором насадки надлежащих размеров. Чем мельче насадочные кольца, тем лучше контакт между парами и флегмой, но тем выше гидравлическое сопротивление движению паров в колонне. При некотором предельном значении нагрузки насадочной колонны, т. е. при высокой [c.211]

Приведем примеры механических отказов технологического оборудования. Механические отказы колонн ректификации могут быть обусловлены коррозионным износом сварных соединений, а также штуцеров и днищ колонн, засорением или забивкой отверстий тарелок повышением гидравлических сопротивлений переливных патрубков расширением отверстий тарелок, вызванным коррозией [61]. [c.18]

При решении задачи разделения необходимо прежде всего установить связь между давлением р и температурой t для перегоняемых смесей, которую изображают в виде кривых давления паров. Если на миллиметровой бумаге построить график зависимости давления насыщенных паров от температуры, то с его помощью можно определить, при каком давлении лучше проводить дистилляцию или ректификацию (см. рис. 39). При этом для температуры лучше использовать логарифмическую шкалу. Выбор давления разгонки зависит от того, какая из следующих операций должна быть проведена а) аналитическая разгонка б) препаративная ректификация в) перегонка с целью накопления продукта г) сравнительная ректификация с целью моделирования промышленной ректификации в лабораторных условиях. При этом необходимо учитывать, принимая во внимание гидравлическое сопротивление колонны, что ректификацию следует проводить под давлением, исключающим опасность термического разложения вещества и обеспечивающим такую температуру в конденсаторе, при которой имеющаяся в распоряжении охлаждающая среда будет пригодна для конденсации паров. [c.53]

Напомним, что под нагрузкой колонны подразумевают количество паров вещества, проходящее в единицу времени через колонну и конденсирующееся в головке колонны с образованием флегмы и дистиллята. Поскольку насыпная насадка и насадки других видов оказывают сопротивление как поднимающимся парам, так и стекающей вниз жидкости, то нагрузку нельзя увеличивать беспредельно. С увеличением скорости испарения, т. е. нагрузки, растет разность давлений в головке и в нижней части колонны, которую называют перепадом давления в колонне (или гидравлическим сопротивлением колонны). Гидравлическое сопротивление колонны зависит от типа и размеров колонны и ее насадки, рабочего давления ректификации, физико-химических свойств смеси, а также от нагрузки или скорости паров. Перепад давления в колоннах с концентрическим зазором можно вычислить по формуле (188). Данные по гидравлическому сопротивлению колонн с вращающейся насадкой приведены в табл. 30 и 31. [c.164]

Рис. 103 иллюстрирует взаимосвязь между гидравлическим сопротивлением насадки и ее разделяющей способностью. Линейная зависимость числа теоретических ступеней, приходящихся на 1 м рабочей высоты колонны, Пуд для насадки из спиралей (см. табл. 29) от гидравлического сопротивления при турбулентном движении паров показывает, что во всем интервале нагрузок для турбулентного режима между переносом количества движения, тепла и вещества в процессе ректификации существует аналогия. Механизм массообмена при этом остается неизменным. Выше линии изломов с—с (см. рис. 103) пар в виде пузырей барботирует через накопившийся слой жидкости, причем процесс массообмена протекает уже по другому закону [203, 206, 208]. [c.166]

В ряде работ Фишера [31 ] описана разработанная им стеклянная трубчатая щелевая колонна новой конструкции, а также приведены полученные на ней экспериментальные данные. Эта колонна предназначена, главным образом, для ректификации высококипящих веществ она обладает гидравлическим сопротивлением [c.341]

По конструктивному выполнению различают фонтанирующие, колпачковые и ситчатые тарелки . Ректификацию в тарельчатых колоннах проводят в основном при атмосферном давлении, вслед-ствии их высокого гидравлического сопротивления потоку паров, которое существенно превышает гидравлическое сопротивление колонн других типов. [c.345]

Следует особо отметить, что подобные колонны обладают чрезвычайно малой удерживающей способностью по жидкости и сравнительно низким гидравлическим сопротивлением. Эти преимущества позволяют применять данные колонны для вакуумной ректификации при остаточных давлениях до 1 мм рт. ст. и загрузке исходной смеси от 6 до 15 мл. [c.354]

Благодаря сравнительно высокой эффективности и малого гидравлического сопротивления колонны с регулярными насадками находят все более широкое применение в пилотных и полупромышленных установках для вакуумной ректификации при остаточных давлениях до 1 мм рт. ст. Некоторые насадки обеспечивают практически неизменяющиеся газо- и гидродинамические условия движения потоков фаз (см. разд. 4.2), вследствие чего разделяющая способность насадки остается постоянной при широком интервале диаметра колонны. [c.357]

Для создания достаточно глубокого вакуума в колонне не обязательно включение в КВС одновременно всех перечисленных выше способов конденсации. Так, на некоторых НПЗ в КВС отсутствуют поверхностные конденсаторы-холодильники по той причине, что они, позволяя уменьшить объем эжектируемых паров, существенно повышают гидравлическое сопротивление в системе. Широко применялись в КВС 1-го и 2-го поколений барометрические конденсаторы смешения, характеризующиеся низким гидравлическим сопротивлением и высокой эффективностью теплообмена. Основной недостаток БКС -загрязнение нефтепродуктом и сероводородом оборотной воды при использовании последней как хладоагента. В этой связи более перспективно использование в качестве хладоагента и одновременно абсорбента охлажденного вакуумного газойля. По экологическим требованиям в КВС современных, вновь строящихся и перспективных высокопроизводительных установок АВТ БКС, как правило, отсутствуют. Не обязательно также включение в КВС одновременно обоих способов конденсации паров с ректификацией в верхней секции колонны для этой цели вполне достаточно одного из двух способов. Однако ВЦО значительно предпочтительнее и находит широкое применение, поскольку по сравнению с ВОО позволяет более полно утилизировать тепло конденсации паров. [c.39]

Как уже отмечалось, дпя вакуумных колонн важно достичь высокой эффективности ректификации при минимальном гидравлическом сопротивлении колонны. [c.93]

Роторные аппараты достаточно эффективны, имеют низкое гидравлическое сопротивление, но требуют дополнительной затраты энергии на проведение процесса. Эти аппараты находят применение в процессе ректификации термически нестойких веществ, проводимом в вакууме. [c.333]

Давление в кубе всегда больше давления наверху колонны на величину ее гидравлического сопротивления. Это имеет особенно большое значение для процесса ректификации, проводимого в вакууме, так как в случае большого гидравлического сопротивления колонны разрежение в кубе может оказаться недостаточным даже при очень глубоком вакууме наверху колонны. Поэтому гидравлическое сопротивление колонн, работающих при разрежении, должно быть возможно меньше. [c.686]

Неравномерное распределение жидкости по сечению колонны может привести к недостаточно четкому разделению компонентов, особенно при большом диаметре колонны. Низкое гидравлическое сопротивление насадочных колонн существенно лишь при ректификации в вакууме (стр. 686). [c.688]

Регулярная насадка (правильно уложенная) отличается от нерегулярной меньшим гидравлическим сопротивлением и поэтому особенно пригодна для процессов вакуумной ректификации. К недостаткам аппаратов с регулярной насадкой нужно отнести их высокую чувствительность к равномерности орошения. [c.98]

Область применения насадок. При выборе насадки для проведения конкретного процесса контактирования в системе пар (газ)—жидкость руководствуются обычно следующим правилом регулярную насадку, гидравлическое сопротивление которой меньше, чем нерегулярной, используют в процессах вакуумной ректификации, нерегулярную — в- процессах неглубокого ва- [c.100]

Насадочные колонны применяются в основном для малотоннажных производств, где они имеют безусловные преимущества перед тарельчатыми колоннами. Благодаря созданию в последние годы новых типов насадок, позволяющих значительно снизить задержку жидкости в контактной зоне и гидравлическое сопротивление аппарата, создались перспективы применения их для многотоннажных производств (вакуумная ректификация мазута, газоразделение и др.). Применение насадок приобретает особое значение для вакуумных процессов, для которых низкое гидравлическое сопротивление при достаточно эффективном контакте взаимодействующих фаз является одним из важных условий проведения процесса. [c.260]

Часто ректификация проводится при таком давлении в колонне, которое устанавливается в ней естественным путем и превышает атмосферное давление лишь на величину гидравлических сопротивлений, преодолеваемых потоком паров при движении его по высоте колонны, по шлемовой трубе, конденсатору-холодильнику и т. д. [c.379]

Однако на практике часто ограничиваются расчетом фиктивной скорости, исходя из максимального ее значения. Упрощенный подход к вычислению фиктивной скорости обусловлен тем, что во многих случаях ее предельное значение определяется наступлением захлебывания в противоточных аппаратах (см. стр. 116), или чрезмерным возрастанием брызгоуноса. В процессах массообмена, где повышенное гидравлическое сопротивление не имеет весьма существенного значения, например при ректификации или при абсорбции, проводимых под избыточным давлением, оптимальная скорость обычно близка к предельной и может быть, в первом приближении, принята равной скорости захлебывания, уменьшенной, например, на 10—20%.- [c.423]

Барботажные колонны. Эти аппараты в процессах ректификации наиболее широко распространены. Они применимы для больших производительностей, широкого диапазона изменений нагрузок по пару и жидкости и могут обеспечить весьма четкое разделение смесей. Указанный выше (см. главу XI) недостаток барботажных аппаратов — относительно высокое гидравлическое сопротивление — в нмеет такого существенного значения, как в процессах абсорбции, где величина Ар связана со значительными затратами энергии на перемещение газа через аппарат. При ректификации повышение гидравлического сопротивления приводит лишь к некоторому увеличению давления и соответственно к повышению температуры кипения жидкости в кипятильнике колонны- Однако тот же недостаток (значительное гидравлическое сопротивление) сохраняет свое значение для процессов ректификации под вакуумом. [c.497]

Насадочные колонны. В этих колоннах используются насадки различных типов (см. главу XI), но в промышленности наиболее распространены колонны с насадкой из колец Рашига. Меньшее гидравлическое сопротивление насадочных колонн по сравнению с барботажными особенно важно при ректификации под вакуумом. Даже при значительном вакууме в верхней части колонны вследствие большого гидравлического сопротивления ее разрежение в кипятильнике может оказаться недостаточным для требуемого снижения температуры кипения исходной смеси. [c.497]

Необходимо особо отметить очень малую задержку. Гидравлическое сопротивление этих колонок также относительно невелико, что делает целесообразным их применение для ректификации в вакууме при остаточных давлениях до 1 мм рт.- ст. и загрузках 6—15 мл. [c.387]

При осуществлении ректификации под давлением повышает-ся температура конденсации дистиллятных паров и становится возможным использование в конденсаторе такого доступного и дешевого хладагента, как вода. Однако в летних условиях, особенно в южных районах нашей страны, при помощи водяного охлаждения практически не удается получить температуру ниже 40° С. Поэтому лишь в случаях, когда критическая температура продукта колонны выше 40° С, можно использовать водяное охлаждение. Понятно, что при этом в приемнике верхнего продукта необходимо поддерживать такое давление р, что- бы при температуре /=40° С обеспечить сохранение в нем в жидком виде по крайней мере части верхнего продукта, которая должна быть возвращена в колонну в Качестве орошения. Давление в колонне будет выше давления в приемнике на величину гидравлических сопротивлений. [c.379]

Количественно синтез и ректификация, т. е. вторая и первая группы процессов, обычно разделены достаточно большой емкостью промежуточного склада метанола-сырца. Первая группа процессов подвержена воздействию внутренних и внешних возмущений в виде меняющихся давлений входных потоков сырья, отключения и включения аппаратов и машин, изменения активности катализатора, состояния теплопередающих поверхностей, гидравлических сопротивлений и др. На всякое возмущение необходимо вводить компенсирующее воздействие, которое обеспечило [c.182]

Колонны с ректификацией на плоско-параллельных и цилиндрических поверхностях в нефтяной промышленности применения не нашли, хотя по имеющимся данным плоско-параллельная насадка по эффективности не уступает кольцам Рашига, но имеет в 50—60 раз меньшие гидравлические сопротивления и может работать при высоких нагрузках. [c.229]

Колонны снабжены испарителями с падающей пленкой, обладающими низким гидравлическим сопротивлением. Схема имеет хорошие энергетические показатели и позволяет получать капролактам достаточно высокого качества. Существенный ее недостаток— низкая производительность. Мощность эксплуатируемых агрегатов не превышает 7 тыс. т в год. Реализация ректификационного метода очистки капролактама в современных условиях возможна только на базе ректификационного, а также испарительного оборудования, которое обладало бы достаточно высокой производительностью. Основные виды оборудования, применяемого для дистилляции и ректификации капролактама, в том числе и такие, которыми оснащаются вновь создаваемые высокопроизводительные технологические линии, рассмотрены в следующем разделе [c.194]

Низкое качество масляных фракций и плохая четкость ректификации мазута объясняются следующими причинами плохой работой атмосферной колонны недостаточным подводом тепла в печи и, следовательно, низкими флегмовыми числами в колонне недостаточным числом тарелок и низкой их эффективностью высоким гидравлическим сопротивлением системы (тарелок колонны, трансферного трубопровода и змеевика печи) завышенными диаметрами колонн или низкими скоростями паров. [c.188]

Сливные гребенки на ректификацио,нных тарелках установили таким образом, чтобы гидравлическое сопротивление паров было минимальным. [c.128]

Разновидностью атмосферной перегонки нефти с двукратным испарением является схема с предварительным испарением и сложной атмосферной колонной ректификации. Пары из испарителя без конденсации и частично отбензиненная нефть после нагрела в печи направляются в атмосферную колонну. В результате несколько снижается гидравлическое сопротивление в змеевиках печи, уменьшаются число насосов и металлоемкость колонн и конденсаторов. Установки АТ такого типа находят на НПЗ страны ограничергное применение. [c.44]

Несмотря на то, что колшны с тарелками колпачкового типа весьма распространены, они имеют ряд серьезных недостатков, важнейшими из которых являются сложность конструкции и, как следствие, высокая их стоимость, а также значительное гидравлическое сопротивление. Этим объясняется определенная ограниченность применения колонн такого типа в тех случаях, когда требуется высокая производительность системы и четкая ректификация. [c.143]

Ректификацию в атмосферных колоннах проводят при атмосферном давлении или при несколько более высоком (на величину гидравлических сопротивлений, которые преодолевает цоток паров при движении по высоте колонны, шлемовым трубам, конденсато-ру-холодильнику и др.) и при повышенном. Повышать давление в колонне необходимо при разделении компонентов с низкими температурами кипения, например углеводородных газов (пропана, бутана). При ректификации под давлением повышается температура конденсации паров дистиллятов и становится возможным использовать в конденсаторе доступный и дешевый хладоагент — воду или воздух. Например, при работе пролановой колонны при 181 МПа температура наверху 55 °С, и пропаи можно конденсировать водой. При атмосферном давлении температура выходящих из колонны паров равна 42 °С, и для их конденсации нужен дорогостоящий хладоагент. [c.40]

Важным качеством работы насадочных колонн являются не-большие по сравнению с тарельчатыми колоннами гидравлические сопротивления. Благодаря этому создаются более благоприятные условия для ректификации в них жидкостей с выс.жнми температурами кипепия, обычно осуществляемой при высоь ом вакууме. [c.123]

При этом в колоннах для ректификации газообразных углеводородов поддерживается давление от 0,3-0,4 до 2,45 МПа. Давление в колоннах позволяет повысить их удел ьную производительность по парам, а следовательно, уменьшить их диаметры. Таким образом, выбор давления в колоннах для проведения процесса ректификации требует обоснованного расчета. Давление в различных сечениях колонны зависит от гидравлического сопротивления, возникающего при прохождении паров через тарелки, то есть от конструкции тарелок. В атмосферных колоннах, обо- [c.77]

Ситчатые колонки имеют перфорированные тарелки, на которых противодавлением поднимающихся паров поддерживается невысокий уровень жидкости. Для них существует минимально допустимая нагрузка, ниже которой жидкость проваливается вниз через отверстия в тарелке. Этот тип колонок лучше всего зарекомендовал себя при аналитической ректификации легкокипящих углеводородов. У ситчатых колонок Олдершоу — Гро-ля [26, 27] отверстия диаметром 0,75—1,0 лш расположены по окружности на горизонтальных пластинчатых тарелках (рис. 270). Флегма перетекает на нижележащую тарелку по трубке, расположенной в центре тарелки (о гидравлическом сопротивлении колонок этого типа см. главу 4.11, табл. 33). Ситчатые тарелки Зигварта [12] имеют внешний переток флегмы (рис. 271) и снабжены углублениями, на вертикальных стенках которых по окружности расположены отверстия. [c.383]

Колонны с регулярной насадкой имеют такую же производительность, как и колонны с плоскопараллёльной насадкой, такое же низкое гидравлическое сопротивление, однако они обеспечивают значительно лучшее разделение вследствие значительной интенсификации массопередачи. Особенно высокие эксплуатационные показатели, практически не зависящие от диаметра колонн, имеют регулярные насадки из сеток. Например, при вакуумной ректификации термически нестойких веществ в колонне с регулярной насадкой из сеток типа Зульцер достигнуты величины ВЭТТ не выше 0,2 м и потери напора на одну теоретическую тарелку порядка 50 Па. [c.258]

Высокие эксплуатационные показатели в условиях вакуумной ректификации имеют также объемные насадки из горизонтальных гофрированных листов, изготовленных из отходов штамповки клапанов (типа Глитч-грид) или из просечно-вытяжного листа (типа Перформ-грид). В слое насадки небольшой высоты соседние листы укладываются гофрами перпендикулярно друг другу, аналогично регулярной гофрированной насадке. Однако в отличие от последней высота гофров здесь доходит до 100 мм. Применение насадок типа Глитч-грид в вакуумных колоннах для перегонки мазута диаметром до 9 м позволило увеличить их производительность почти в два раза но сравнению с тарельчатыми аппаратами при высокой эффективности массопередачи (/1э<н = 0,6 м) и низком гидравлическом сопротивлении АР = 46 Па (0,35 мм рт. ст.) на одну теоретическую тарелку. [c.258]

С повышением содержания этилбензола в смешанной ксилольной фракции по сравнению с обычно получаемой рентабельность извлечения этилбензола значительно увеличивается. В табл. 9 показаны преимущества смешанной ксилольной фракции, получаемой на заводе фирмы Косден , по сравнению с равновесными смесями и другими более типичными ксилоль-ными фракциями. Работа установки сверхчеткой ректификации этилбензола в Биг-Спринге доказала возможность промышленного выделения этилбензола из ксилольной фракции, несмотря на то, что разность температур кипения этилбензола и п-ксилола составляет всего 2,2° С. В зависимости от условий для этого разделения требуется 300—360 фактических тарелок, работающих с коэффициентом внутреннего орошения от 60 1 до 80 1. Разделение смеси столь близкокипящих компонентов встретило ряд трудностей, которые нри обычных задачах перегонки отсутствуют или проявляются в значительно меньшей степени. Изменение отклонений от поведения идеальных систем может привести к полному нарушению работы колонны. Кроме того, вследствие большого числа тарелок в колонне весьма значительно гидравлическое сопротивление это вызывает необходимость, чтобы равновесные данные оставались действительными при изменении давлений в сравнительно широком диапазоне. Потребовались обширные лабораторные исследования для определения равновесия разделяемой системы, чтобы по возможности уменьшить опасность нарушения нормальной работы колонны. Наряду с этим необходимо было определить влияние незначительных примесей неароматических углеводородов на четкость разделения. [c.259]

Насадочные колонны, в которых гидравлическое сопротивление значите.пьно меньше, чем в тарельчатых колоннах, находят применение главным образом при ректификации под вакуумом жидкостей с В1з1Соки-М 1 темиературами кипении и в тех случаях, когда для перегоню данной смеси в тарельчатой колонне потребовалось бы большое число тарелок. [c.567]

Достоинство ректификатора Лува состоит прежде всего в небольшом гидравлическом сопротивлении Что касается эффективности аппарата, то имеющиеся в литературе данные оказываются на первый взгляд противоречивыми, так для аппарата диаметром 0,1 м получено значение ВЭТТ, равное 0,14 м [27] При этом автор полагает, что удельная эффективность ректификатора вообще не зависит от диаметра В то же время обстоятельные исследования [28] заставляют усомниться в воспроизводимости этих данных при переходе на больший диаметр На колонне диаметром 0,18 м при ректификации смеси этиленгликоль-1,2 — пропиленгли-коль зафиксирована эффективность для ВЭТТ, равная 0,85 м. При испытаниях ректификатора диаметром 0,65 м на смеси н-гек-санон — циклогексанон при атмосферном давлении величина ВЭТТ составила около I м. [c.202]

Значение энергосбережения при проектировании и реконструкции ректификационных установок не нуждается в обосновании. Наибольшее влияние на экономичность процесса ректификации оказывает его правильная организация, направленная на снижение источников термодинамических потерь, выбор наиболее эффективного распределения материальных и тепловых потоков, то есть выбор схемы разделения. Известно [1], что термодинамически идеальный процесс разделения в одной колонне достигается при подводе тепла по всей высоте исчерпывающей секции колонны и отводе тепла также по всей высоте укрепляющей секции ( идеальный каскад ). При этом достигается минимальный расход энергии, хотя одновременно возрастает и число тарелок необходимь[х для реализации заданного разделения (при флегмовом числе Л=<ю число тарелок возрастает в два раза). При разделении многокомпонентной смеси (МКС) огггимальнь оказывается проведение процесса в комплексе сложньк колонн с полностью связанными тепловыми н материальными потоками. При этом тепло подводится и отводится только в 2-х точках комплекса (система имеет 1 испаритель и I дефлегматор). Комплексы характеризуются большим суммарным количеством связанных секций и чрезвычайно большим суммарным числом тарелок. Изначально заложенная связь по материальным потокам при учете гидравлических сопротивлений вызывает необходимость выделения высококипящих компонентов при более высоких давлениях чем низкокипяших, что практически неприемлемо при разделении ширококипящих смесей, в том числе и нефтяных. Затруднительно также решение вопросов управления такими комплексами. Указанные причины делают проблематичным их использование [24]. Поэтому комплексы колонн, [c.10]