Главная -> Словарь

Разделительную способность

Реакционная смесь пропускается через термодиффузионное разделительное устройство, где отделяются трихлорпропан и тетра-

Сопротивление прежде всего создается слоем катализатора в реакторе. Это сопротивление тем больше, чем выше скорость и плотность газо-парового потока, толще слой катализатора и мельче его частицы. Кроме того, сопротивления возникают при резких поворотах потока, при проходе газов и паров через разделительное устройство реактора и тарелки ректификационной колонны, а также от трения потока о стенки трубопроводов.

Ниже расположена четвертая зона, служащая для отделения паров продуктов реакции от катализатора. Разделительное устройство состоит из нескольких рядов колпачков 3, равномерно расположенных по высоте большого числа вертикальных труб. Последние имеют под каждым колпачком отверстия для отвода крекинг-продуктов в пятую зону. Катализатор и пары продуктов двигаются вниз, параллельно вертикальным трубам с колпачками. Пары заходят под колпачки и, пройдя отверстия вертикальных труб, опускаются и поступают в сборную камеру 4 , расположенную под трубной решеткой 5. Дальше пары направляются ид. реактора в ректификационную колонну.

Разделительное устройство состоит из горизонтальной трубной решетки с ьроходящимй сквозь нее трубами: вертикальными сборными с опрокинутыми желобами, направленными вверх от решетки, и переточными для спуска катализатора. Трубная решетка делит разделительную зону на две части. Верхняя группа труб с горизонтально расположенными опрокинутыми желобами служит для сбора газов и паров, которые, отделяясь от массы частиц катализатора и собираясь под желобами, поступают через отверстия в трубах и по трубам под решетку — в сборную камеру. На рис. 50, б показаны три ряда таких желобов.

1 — верхнее распределительное устройство; 2 — разделительное устройство; 3 — выравниватель потока; 4 и S — штуцеры; е — зона отпарки; 7 — бункер; * — вход регенерированного катализатора; 9 — катализаторохранилище; 10 — ввод инертного газа; и — ввод водяного пара; 11 — коллектор! 13 — выход отработанного катализатора.

Газожидкостная смесь проходит из зоны реакции в зону сепарации через разделительное устройство , предназначенное для обеспечения движения только в одном направлении — снизу вверх. Это достигается ограничением,живого сечения разделительного устройства. Отработанные газы окисления выводятся, как обычно, на обезвреживание из верхней части колонны, а битум в балансовом количестве откачивается снизу.

Д-'iя отделения катализатора от масла в верхнюю часть колонны установлено разделительное устройство по типу насадки, размещенной в емкости для мокрой обработки катализатора. Унос масла необходимо учитывать при проектировании промышленных установок.

уровень раздела фаз, находящийся в зоне сепарации и квенчинга. В эту же зону из ниже расположенной зоны реакции поступает прореагировавшая горячая газожидкостная смесь. Вследствие перемешивания двух потоков с разной температурой устанавливается промежуточная температура жидкой фазы. С этой температурой жидкая фаза по перетоку, снабженному регулирующим клапаном и гидравлическим затвором, под действием силы тяжести поступает в зону реакции. В нижнюю часть зоны реакции подается воздух, газожидкостная смесь проходит из зоны реакции в зону сепарации через разделительное устройство , предназначенное для обеспечения движения только в направлении снизу вверх. Это достигается ограничением живого сечения разделительного устройства. Отработанные газы окисления выводятся из верхней части колонны, а битум откачивается снизу. Таким образом, если в обычной колонне температура жидкой фазы по всей высоте аппарата одинакова и повышение ее температуры автоматически приводит к повышению температуры в газовом пространстве, то в колонне с квенчинг-секцией благодаря разделительному устройству, перетоку, организации определенного движения потоков газа и жидкости и квенчингу сырьем поддерживаются разные температуры по высоте жидкой фазы: в зоне реакции относительно высокая, в зоне сепарации — низкая. Принцип окисления с квенчинг-секцией используется в промышленности в различных конструктивных решениях. Во всех случаях при производстве дорожных и строительных битумов обеспечивается высокая степень использования кислорода воздуха. Объемное содержание кислорода в отработанных газах не превышает 2,5%.

К настоящему времени окислительные колонны с квенчинг-секциями успешно используются в том или ином конструктивном оформлении на большей части битумных установок НПЗ бывшего СССР. Уже в начальный период внедрения представителями заводов отмечены технологичность и легкость освоения предложенного варианта процесса окисления. Но когда внедрение осуществлялось без участия разработчиков, иногда совершались ошибки, так на Киришском НПЗ не была учтена архимедова сила, действующая на разделительное устройство. Размеры окислительных колонн на Павлодарском НПЗ и на новой битумной установке Московского НПЗ оказались излишне велики из-за существовавшей в этот период общей тенденции к увеличению габаритов колонн . Во многих случаях предложенный принцип окисления внедрялся на имевшемся оборудовании . С одной стороны, это не позволяло получить максимально возможную выгоду от использования этого принципа, но, с другой стороны, подтверждало возможность его успешного применения и в неблагоприятных условиях.

Газожидкостная смесь проходит из зоны" реакции в зону сепарации через разделительное устройство , предназначенное для ебеспечения движения только в одном направлении — снизу вверх. Это .достигается ограничением живого сечения разделительного устройства. Отработанные газы окисления выводятся, как обычно, на обезвреживание из верхней части колонны, а битум в балансовом количестве откачивается снизу.

Из бункера реактора шариковый катализатор по напорному стояку 5 из штуцера 4 поступает в верхнее распределительное устройство 6, предназначенное для равномерного распределения катализатора в реакционном объеме. Высота слоя катализатора перед пуском установки устанавливается при помощи наставных труб 7. Пары сырья из печи в реакционную зону поступают через штуцера 8 и, двигаясь прямотоком с катализатором, достигают разделительного устройства 9. Разделительное устройство состоит из нескольких рядов колпачков //, расположенных над патрубками 10. На патрубках под колпачками имеются отверстия, через которые пары продуктов реакции проходят в свободное от катализатора пространство и через штуцера 13 отводятся из реактора в ректификационную колонну. Катализатор, обтекая колпачки, поступает в переточные трубы 14 и по ним ссыпается в зону отпар-ки 15, куда через штуцер 16 подается перегретый водяной пар для удаления углеводородов с поверхности катализатора. Затем катализатор поступает на тарелку нижнего распределительного выравнивающего устройства 12. Тарелка выравнивателя имеет 64 отверстия диаметром 108 мм. Они соединяются между собой по четыре, а затем с выводным катализаторопроводом. Выравниватель обеспечивает одинаковую по всему сечению скорость продвижения катализатора и тем самым равномерное отложение на нем кокса.

Промежуточное острое орошение с отпаренной флегмой еще больше увеличивает разделительную способность колонны, однако требует большего расхода водяного пара на отделение легких фракций.

Четкость погоноразделения — основной показатель эффективности работы ректификационных колонн, характеризует их разделительную способность. Она может быть выражена в случае бинарных смесей концентрацией целевого компонента в продукте. Применительно к ректификации нефтяных смесей она обычно характеризуется групповой чистотой отбираемых фракций, то есть долей компонентов, выкипающих по кривой ИТК до заданной температурной границы деления смеси в отобранных фракциях , а также отбором фракций от потенци — ала. Как косвенный показатель четкости разделения на практике часто используют такую характеристику, как налегание температур кипения соседних фракций в продукте. В промышленной практике обычно не предъявляют сверхвысоких требований по отношению к четкости погоноразделения, поскольку для получения сверхчистых компонентов или сверхузких фракций потребуются соответственно сверхбольшие капитальные и эксплуатационные затраты. В нефтепереработке, например, в качестве критерия достаточно высокой разделительной способности колонн перегонки нефти на топливные фракции считается налегание температур

Установлено, что на разделительную способность ректификационных колонн значительное влияние оказывают число контактных ступеней и соотношение потоков жидкой и паровой фаз. Для получения продуктов, отвечающих заданным требованиям,не — обходимо, наряду с другими параметрами ректификационной колонны , иметь достаточное число тарелок и соответствующее флегмовое и паровое числа.

Состав и свойства жидкости, применяемой в качестве неподвижной фс.зы, — важнейший фактор, определяющий разделительную способность колонки газожидкостной хроматографии. Эта жидкость при температуре колонки должна быть практически нелетучей, и. растворимость паров компонентов в ней должна быть достаточно велика. Для разделения соединений одного гомологического ряда по температурам кипения полезны жидкости, родственные им но свойствам. Например, для разделения неполярных или слабо полярных соединений выбирают пенолярные растворители . Для разделения спиртов, аминов и др. применяют полярные жидкости, например нолигликоли. Ряд сложных эфиров, таких, как эфиры фталсвой кислоты, эфиры масляных кислот с триэтиленгликолеы, благе даря особенностям их состава пригодны для разделения многих смесей.

ком, а котором находится наполнитель для загрузки. Стеклянный баллончик через редуктор с маномзтром присоединяют к линии сжатого газа. Заполнение производят до тех пор, пока наполнитель не перестанет поступать в колонку. В заполненные колонки вставляют металлические сетки и отдельные секции свинчивают друг с другом. Поело этого колонки помещают в сушильный шкаф, где поддерживают температуру ~ 100° С, и при этой температуре продувают колонки током сухого азота со скоростью 0—S л/ч в течение Ь ч. Эта операция обязательна, так как наполнитель может содержать воду и следы растворителя, ухудшающие его разделительную способность. Каждую колонку после заполнения се пасад;\ой калибруют по индивидуальным углеводородам, которые предполагается определять в анализируемых смесях. При калибровке определяют время удерживания каждого углеводорода при той же скорости пропускания газа-носителя и той же темпе эатуро в термостате колонки, которые должны быть в условиях анализа смесей.

Равномерное распределение температур по высоте деасфаль-тизационной колонны создает равномерное внутреннее орошение, повышает разделительную способность и четкость отделения смо-листо-асфальтеновых веществ и полициклических ароматических углеводородов, что обусловливает получение высококачественного деасфальтизата. На рис. 18 показано .распределение температуры по высоте деасфальтизационных колонн двух конструкций; из этих данных следует, что колонна с внутренним подогревателем наиболее рациональна, так как в этом случае температура распределена пропорционально высоте колонны, причем обеспечение противотока в зоне подогрева увеличивает полезную высоту колонны, повышая степень и четкость разделения компонентов сырья.

Равномерное распределение температур по высоте деасфаль-тизационной колонны создает равномерное внутреннее орошение, повышает разделительную способность и четкость отделения смо-листо-асфальтеновых веществ и полицяклических ароматических углеводородов, что обусловливает получение высококачественного деасфальтизата. На рис. 18 .показано .распределение температуры по высоте деасфальтизацишных колонн двух конструкций; из этих данных следует, что колонна с внутренним подогревателем наиболее рациональна, так как в этом случае температура распределена пропорционально высоте колонны, причем обеспечение противотока в зоне подогрева увеличивает полезную высоту колонны, повышая степень и четкость разделения компонентов сырья.

Самым эффективным из современных методов исследования состава сложных смесей и структуры присутствующих в них компонентов можно считать хроматомасс-спектрометрию, сочетающую огромную разделительную способность газовой хроматографии с высокой чувствительностью и идентификационной мощью масс-спектрометрии . Для создания этого метода потребовалось решить две главные технические задачи: разработать быстродействующие масс-спектрометры с очень большой скоростью развертки спектров и специальных сепарирующих устройств для концентрирования элюатов. Современные масс-спектрометры позволяют получить спектр вещества в интервале массовых чисел 50 — 500 за время, меньшее 1 с, при разрешении m/Affi= 500 и более . Отделение большей части газа-носителя от элюирующихся органических соединений, необходимое для поддержания в масс-спектрометре низких остаточных давлений, возможно с помощью молекулярных сепараторов различных типов: струйных , эффузионных с тонкопористыми стеклянными трубками или металлическими мембранами , сепараторов с полупроницаемыми полимерными мембранами и др.

Перекрестноточные тарелки имеют наибольшую разделительную способность. Это связано с большим временем пребывания жидкости на них. Наиболее представительными конструкциями этой группы являются тарелки с круглыми колпачками, S-образ-ные и клапанные типа Глитч. К недостаткам колпачковых тарелок можно отнести низкую удельную производительность, большую металлоемкость, сложность и высокую стоимость изготовления.

Расположение перекрестноточных насадочных блоков в колонне может быть различным : по кольцевому сечению , треугольной , квадратной или многоугольной формы, в виде одноканальных или многоканальных секций и т.д. Секционирование по парам повышает разделительную способность колонны. По вертикали насадки могут располагаться наклонно, что позволяет ликвидировать брызгоунос жидкости в направлении движения парового потока и дополнительно увеличить скорость паров. Распределение орошения блоков насадки производится обычно с помощью дырчатых низконапорных пленочных распределителей.

Процесс ведут в ректификационной насадочной колонне с двумя отпарными секциями, смонтированными соосно с колонной. Производительность установки до 1 кг/ч. Для перегонки на аппарате РУСТ-2 можно использовать нефть с содержанием воды не более 0,1%- Для обеспечения максимальной доли отгона каждого нефтепродукта или их суммы разделительную способность колонны РУСТ-2 выбирают такой, чтобы при нормальной ее работе не быпо "налегания* температур кипения смежных продуктов. Это возможно при эффективности насадки между каждой парой выводимых нефтепродуктов не менее семи теоретических тарелок. Четкость разделения регулируется также интенсивностью теп-поподвода в отпарных секциях.