Главная -> Словарь

Низкокипящие компоненты

В исходной смеси низкокипящего компонента было g0x0. После одногфатного испарения низкокипящий компонент перешел в паровую фазу в количестве Gy, в жидкой фазе осталось x.

Пример 36. Рассчитать колонну для разделения смеси бензола и толуола с получением ректификата, содержащего низкокипящий компонент ?д = 0,98, и остатка, содержащего низкокипящий компонент R = 0,03.

Ректификацией называют процесс разделения смеси жидкостей, состоящей из двух или более компонентов. Жидкости, входящие в смеси, имеют различные температуры кипения. При испарении более летучий низкокипящий компонент переходит в пары, а высококипящий остается в жидкости.

паровая фаза более обогащена НКК. С помощью рис. 8. 2 рассмотрим еще такой пример: можно ли получить чистый низкокипящий компонент в условиях однократного испарения из исходной смеси гептана и ундекана с концентрацией х' = 0,6, т. е. содержащей 60% мол. гептана.

На установке однократной ректификации подлежащий разделению воздух сжимается в компрессоре до 0,4 0,5 МПа, очищается от пыли, двуокиси углерода и водяных паров и подается в теплообменник /, где охлаждается продуктами ректификации - кислородом и азотом. В змеевиковом кипятильнике 2 поступающий воздух частично конденсируется, отдавая тепло жидкому кислороду, кипящему снаружи змеевика. Пройдя дроссельный вентиль 3, где давление падает примерно до 0,13 МПа, частично сконденсированный воздух дополнительно охлаждается, и на верхнюю тарелку ректификационной колонны 4 поступает практически смесь жидкого и парообразного воздуха. В процессе ректификации высококипящий компонент конденсируется и собирается в кипятильнике 2. Низкокипящий компонент с примесью 7-10 % кислорода в парообразном состоянии выводится через верх ректификационной колонны. Таким образом, однократная ректификация позволяет получить чистый кислород и технический азот.

Чтобы из смеси в паровую фазу переходил один низкокипящий компонент, следует из паров удалять высококипящий компонент путем конденсации его и перевода в жидкую фазу. Для этого паровую фазу необходимо охлаждать.

Чтобы в жидкой фазе остался чистый высококипящий компонент, следует удалять из жидкости низкокипящий компонент путем испарения его, что связано с нагреванием жидкой фазы.

Чтобы получить данные для построения кривых равновесия, необходимо после отбора достаточных количеств паровой и жидкой фаз подвергнуть их анализу для получения кривой ИТК. Затем, принимая за низкокипящий компонент фракции, выкипающие до некоторых температур, определяют по кривой ИТК их содержание соответственно в равновесных паровой и жидкой фазах и строят график кривой равновесия, в котором по оси абсцисс откладывают найденные выше составы жидкой фазы, а по оси ординат — соответствующие составы перовой фазы.

1 — колонна для азеотропной ректификации; 2, 2' — конденсаторы; 3, 3' — холодильники; 4 — расслаиватель; .5 — колонна, для регенерации разделяющего агента; 6, 6' — кипятильники. Потоки: / — исходная смесь; Я — разделяющий агент; 111 — азеотроп; IV — смесь низкокипящих компонентов и разделяющего агента; V — низкокипящий компонент; VI — высококипящий компонент

1 — колонна для экстрактивной ректификации; 2, 2' — конденсаторы; 3 — колонна для регенерации разделяющего агента; 4, 4' — кипятильники; 5 — насос. Потоки: / — исходная смесь; 11 — разделяющий агент; III — низкокипящий компонент; IV — высококипящий компонент; V — смесь высококипящих компонентов и разделяющего агента

довательно, компонент а в этих условиях ведет себя как низкокипящий компонент.

денсировавшиеся низкокипящие компоненты проходят .через дефлегматор и поступают в качестве головного погона в сборник 21.

В большей части нефтей, поступающих на установки первичной переработки, содержатся низкокипящие углеводородные компоненты: этан , пропан , бутан . Поэтому в процессе хранения бензина в обычных емкостях под атмосферным давлением будут значительные потери от испарения. Испаряясь и* нефти, газовые компоненты узлекают с собой низкокипящие компоненты из фракции бензина. При этом качество бензина несколько ухудшается. Для выделения из легких бензиновых фракций газовых компонентов и придания товарным бензинам стабильности, обеспечивающей длительное хранение их при обычных условиях без потерь, бензиновые фракции стабилизируют. Для улавливания из газов низкокипящих компонентов требуется сооружение блока абсорбции.

При нагревании такой сложной смеси, как нефть, в паровую фазу прежде всего переходят низкокипящие компоненты, обладающие высокой летучестью. Частично с ними уходят высококипящие компоненты, однако концентрация низкокипящего компонента в парах всегда больше, чем в кипящей жидкости. По мере отгона низко-кипящих" компонентов остаток обогащается высококипящими. Поскольку давление насыщенных паров высококипящих компонентов при данной температуре ниже внешнего давления, кипение в конечном счете может прекратиться. Чтобы сделать кипение безостановочным, жидкий остаток непрерывно подогревают. При этом в паровое пространство переходят все новые и новые компоненты со все возрастающими температурами кипения. Отходящие пары конденсируются, конденсат отбирают по интервалам температур кипения компонентов в виде отдельных нефтяных фракций. I Перегонку нефти и нефтепродуктов с целью разделения на фракции можно осуществлять с постепенным либо с однократным испарением. При перегонке с постепенным испарением образующиеся пары непрерывно отводят из перегонного аппарата, они конденси-

Ни постепенным, ни тем более однократным испарением невозможно добиться четкого разделения нефтепродукта на узкие фракции, так как часть высококипящих компонентов переходит в дистиллят, а часть низкокипящих остается в жидкой фазе. Поэтому применяют перегонку с дефлегмацией или с ректификацией. Для этого в колбе нагревают нефть или нефтепродукт. Образующиеся при перегонке пары, почти лишенные высококипящих компонентов, охлаждаются в специальном аппарате — дефлегматоре и переходят в жидкое состояние — флегму. Флегма, стекая вниз, встречается со вновь образовавшимися парами. В результате теплообмена низкокипящие компоненты флегмы испаряются, а высококипящие компоненты паров конденсируются. При таком контакте достигается более четкое разделение на фракции, чем без дефлегмации.

Основой ректификации является контакт между восходящим потоком паров и стекающим вниз конденсатом — флегмой. Пары имеют более высокую температуру, чем флегма, поэтому при контакте происходит теплообмен. В результате этого низкокипящие компоненты из флегмы переходят в паровую фазу, а высококипящие — конденсируются, переходят в жидкость. Для успешного ведения процесса ректификации необходимо возможно более тесное соприкосновение между паровой и жидкой фазами. Это достигается при помощи особых контактирующих устройств, размещенных в колонне . От числа ступеней контакта и количества флегмы , стекающей навстречу парам, в основном и зависит четкость разделения компонентов смеси. Для образования флегмы в верхней части колонны помещен конденсатор.

Установки однократного испарения нефти. На этих установках стабилизированная и обессоленная нефть прокачивается через теплообменники 4 и змеевик трубчатой печи 1 в ректификационную колонну 2. Наверху этой колонны избыточное давление составляет около 0,2 am, что соответствует гидравлическому сопротивлению конденсатора; вниз колонны подается перегретый водяной пар. Из колонны отбирают различающиеся по температуре кипения фракции: бензиновую, лигроиновую, керосиновую, газойлевую, соляровую и другие. Низкокипящие компоненты из лигроиновой фракции отгоняются в отпарной колонне 3, снабженной кипятильником. Установка перерабатывает до 1000 т/сутки легкой нефти. Выход фракций составляет: бензиновой 26—30%, лигроиновой 7—14%, керосиновой 5—8%, газойлевой и соляровой 19—20%, легкого и тяжелого парафинистого дистиллятов 15—18%, остальное — гудрон.

В первую группу следует отнести наиболее низкокипящие компоненты, которые при обычной температуре представляют собой газы. Широкое употребление из этой группы имеет так называемая отработанная бутан-бутиленовая фракция после процесса алкили-рования. В состав такой фракции входит около 90% нормального бутана, небольшое количество изобутана и 5—8% пента-нов. Давление насыщенных паров такой фракции зависит от ее состава и колеблется в довольно широких пределах .

Все низкокипящие компоненты вызывали большее повышение давления насыщенных паров при добавлении в бензин с меньшим исходным давлением насыщенных паров. Так, добавление 1% м-бу-тана повышало давление насыщенных паров бензина термического крекинга в среднем на 40 мм рт. ст., а бензина платформинга — в среднем на 20 мм. рт. ст. .

ний вид бензинов сдавленней насыщенных паров до 700 мм рт. ст. Для приготовления зимних и арктических бензинов могут быть использованы различные низкокипящие компоненты — бутан, газовый бензин, изопентан и т. д. Количество и качество низкокипящих компонентов, вовлеченных в состав бензина, также отражаются на склонности товарных бензинов к потерям от испарения.

Бензины А-66 готовятся компаундированием в основном двух компонентов — бензинов прямой перегонки и термического крекинга. На некоторых заводах в небольшом количестве добавляются компоненты, полученные каталитическими процессами. Для получения бензинов А-66 зимнего вида вовлекаются низкокипящие компоненты типа газового бензина, отработанной бутан-бутиленовой фракции и т. д.

В базовых компонентах бензинов, как правило, немного низ-кокияящих фракций. В товарные бензины обязательно вводят специальные низкокипящие компоненты для достижения необходимых показателей по фракционному составу и давлению насыщенных паров. Выбор таких компонентов диктуется возможностями завода, свойствами самих компонентов и качеством приготовляемых товарных бензинов. Низкокипящие компоненты, применяемые на различных заводах, иногда значительно отличаются друг от друга по своим свойствам, но все они могут быть объединены условно в три группы.