Главная -> Словарь

Многократном испарении

Сущность многократного выпаривания состоит в том, что процесс выпаривания проводится в нескольких соединенных последовательно аппаратах, давление в которых поддерживают так, чтобы вторичный пар предыдущего аппарата мог быть использован как греющий пар в последующем аппарате. Например , вторичный пар давлением рВТ1, образовавшийся в аппарате 1, используется как греющий пар давлением ргр2 в аппарате 2 -

Очевидно, что многократное выпаривание позволяет сокращать расход тепла на проведение процесса приблизительно пропорционально числу последовательно соединенных аппаратов или, как принято называть в технике выпаривания, числу корпусов. Установки для многократного выпаривания всегда имеют несколько корпусов и поэтому называются многокорпусными.

Рис. 8-7. Схема многократного выпаривания.

Следует упомянуть об установках многократного выпаривания, работающих с отбором так называемого «экстра-пара». «Экстра-паром» называют часть вторичного пара из какого-либо корпуса выпарной установки, отбираемого «на сторону» для питания теплом различных аппаратов, непосредственно не связанных с выпариванием .

Для установления некоторых общих положений, позволяющих сравнивать различные схемы многократного выпаривания, сопоставим прямоточную и противоточную схемы. Очевидным преимуществом прямоточной схемы является возможность перемещения раствора из корпуса в корпус без применения насосои, работающих на горячих потоках. К недостаткам прямоточной схемы можно отнести неблагоприятные для теплопередачи условия. Как известно, коэффициенты теплоотдачи к кипящим растворам уменьшаются с ростом концентрации раствора и снижением давления в рабочем объеме. В прямоточной установке каждому последующему корпусу по сравнению с предыдущим соответствуют более высокая концентрация и более низкое давление. По указанной причине коэффициент теплопередачи в последнем корпусе оказывается в несколько раз меньше, чем в первом, а средний коэффициент теплопередачи прямоточной установки ниже, чем противоточной, где более концентрированный раствор выпаривается при высшем давлении.

Тепловой баланс многократного выпаривания. Тепловой баланс для многокорпусной выпарной установки не может быть выражен одним равенством.

Расчет установок многократного выпаривания способом последовательных приближений. Как известно, способ последовательных приближений основывается на том, что неизвестными величинами предварительно задаются, а затем проверяют их по ходу расчета.

Обычно установки многократного выпаривания рассчитывают по следующей схеме. Вначале вычисляют количество воды, выпариваемой на всей установке. Далее. в первом туре расчета принимают, что общее количество выпаренной воды одинаково распределяется по корпусам. По количествам воды, выпариваемой в каждом корпусе, можно определить концентрации растворов в этих корпусах и, следовательно, потери общей разности температур вследствие гидростатического эффекта и температурной депрессии.

Предел числа корпусов и рациональное число корпусов в установках многократного выпаривания. Как было указано выше, расход тепла на проведение процесса вываривания уменьшается с увеличо-11И см числа корпусов в выпарной установке. Естественным выводом из этого положения явилось бы стремление к максимально возможному увеличению числа корпусов выпарной установки.

Теоретическим предельным числом корпусов в установках многократного выпаривания является такое число их, при котором полезная разность температур принимает минимальное положительное значение.

Целесообразное число корпусов установок многократного выпаривания определяется экономическими соображениями: суммой затрат

Таким образом, при многократном испарении процент отгона меньше, чем в случае однократного испарения, при одной и той же конечной температуре. Но выделение низкокипящего компонента из остатка является более полным, и в пределе последняя капля жидкости будет состоять из одного высоко кипящего компонента. Поскольку один и тот же отгон наступает в случае однократного испарения при более низкой температуре, выкипание низкокипящего компонента будет менее полным, чем в случае многократного испарения.

остаток одинаковой массы будет содержать в случае ОИ больше НК.К, чем при многократном испарении.

При постепенном или многократном испарении, образующиеся пары нефтепродуктов непрерывно выводятся из дагревательного аппарата и конденсируются отдельными фракциями в зависимости

В рассматриваемом примере температура третьей ступени испарения 13 равна температуре полного однократного испарения жидкости с той же начальной концентрацией НКК, равной хр. В условиях трехкратного испарения такая жидкость не переходит полностью в паровую фазу и вес оставшейся жидкости равен д3. Следовательно, при нагреве до одной и той же температуры в условиях однократного испарения обеспечивается бо'льшая доля отгона, чем при многократном испарении.

Очевидно, что для достижения одинаковой доли отгона в условиях однократного испарения требуется более низкая температура, чем при многократном испарении; при этом остающаяся после однократного испарения жидкая фаза будет содержать больше НКК, чем жидкий остаток той же массы, полученный при многократном испарении. Таким образом, при многократном испарении обеспечивается лучшее разделение компонентов, чем при однократном испарении. Процесс многократного испарения может осуществляться при температурах выше температуры полного однократного испарения t3 и продолжен вплоть до температуры кипения чистого ВКК, равной tw. Однако выход достаточно чистого ВКК будет весьма мал.

В рассматриваемом примере температура третьей ступени испарения ?з равна температуре полного однократного испарения жидкости с той же начальной концентрацией НКК, равной а-В условиях трехкратного испарения такая жидкость не переходит полностью в паровую фазу и вес оставшейся жидкости равен ga. Следовательно, при нагреве до одной и той же температуры в условиях однократного испарения обеспечивается большая степень отгона, чем при многократном испарении.

Очевидно, что для достижения одинаковой степени отгона в условиях однократного испарения требуется более низкая температура, чем при многократном испарении; при этом остающаяся после однократного испарения жидкая фаза будет содержать больше НКК, чем жидкий остаток того же веса, полученный при многократном испарении. Таким образом, при многократном испарении обеспечивается лучшее разделение компонентов, чем при однократном

Следовательно, при одной и той же конечной температуре общий отгон паров в однократном процессе больше, чем в многократном. Формулируя иначе, можно сказать, что один и тот же отгон паров в случае ОИ достигается при меньшей температуре, чем при многократном испарении .

К каким результатам приводит каждый из способов перегонки — с многократным и однократным испарением? При многократном испарении легкие фракции преимущественно перегоняются вначале, а тяжелые — в конце. При этом легкие части, превратившиеся в пары и вышедшие из перегонного аппарата, не оказывают влияния на температуру кипения тяжелых частей. При однократном испарении нижекипящие углеводороды, перейдя в парообразное состояние и оставаясь в аппарате, способствуют испарению высококипящих фракций и дают возможность вести перегонку при более низкой температуре.

Следовательно, при одной и той же конечной температуре общий отгон паров в однократном процессе больше, чем в многократном. Формулируя иначе, можно сказать, что один и тот же отгон паров в случае ОИ достигается при меньшей температуре, чем при многократном испарении . -

Испарение в зависимости от способа осуществления может быть однократным, многократным и постепенным. При однократном испарении образовавшуюся паровую и жидкую фазы разделяют только после окончания процесса нагревания. При многократном испарении процесс осуществляют последовательными ступенями, в каждой из которых отводят образовавшиеся пары, а оставшуюся жидкость нагревают и направляют на следующую ступень. При этом по ходу жидкости разделение углубляется, жидкая фаза обогащается высококипящими компонентами, выход ее уменьшается. При постепенном испарении образовавшиеся по мере нагрева жидкости пары отводятся непрерывно. Постепенное испарение может быть представлено как многократное при бесконечно большом числе ступеней. В основе фракционного анализа нефти и нефтепродуктов лежит процесс постепенного испарения.