Главная -> Словарь

Регулярными насадками

Второе направление — теория регулярных растворов Дж. Гнльдебранда — в отличие от первого способно математически описать лишь неполярные растворы. Однако эта теория значительно проще и удобнее в решении практических задач.

Регулярные и атермальные растворы в основном образуются неполярными растворителями. У регулярных растворов положительные отклонения от закона Рауля, а у атермальных — отрицательные. Полярные растворители, и в первую очередь растворители, склонные к ассоциации, имеют более существенные отклонения от прямолинейной зависимости, изменения давления паров и даже приближенно не подчиняются закону Рауля.

По расчетам Д/ в литературе приведено очень мало данных. Кроме расчета по уравнению Скэтчарда — Гильдебранда для регулярных растворов во многих работах даются лишь общие понятия об интегральной и парциальной теплотах растворения. В одной из работ описывается методика расчета Д/ по данным равновесия жидкость — пар, которая требует экспериментальных определений парциальных давлений компонентов.

С практической точки зрения желательно иметь возможность определять термодинамические свойства, не прибегая к сложному эксперименту. С этой целью в различное время были предложены различные эмпирические корреляции и некоторые теоретические зависимости, основанные, например, на теории регулярных растворов . Хотя эти методы и дают качественно верные результаты, в количественном отношении они не являются надежными и не удовлетворяют современным требованиям практики.

Для описания состояния дисперсионной среды НДС, т. е. нефтяного раствора, применима теория регулярных растворов Дж. Гильдебранда . В рамках этой теории описывается растворимость газов и твердых веществ в жидкостях, взаимная растворимость жидкостей в том случае, когда компоненты системы являются неполярными веществами с близкими молярными объемами. Основные допущения теории Гильдебранда — беспорядочное распределение молекул разного сорта при смешении компонентов раствора и идеальное значение энтропии смешения. Энергия притяжения между однотипными молекулами в теории Гильдебранда характеризуется параметром растворимости

Обычно отклонение экспериментальных значений AG? от расчетных по теории регулярных растворов для систем с неполярными компонентами не превышают 0,1 RT — 0,2 RT во многих работах даются лишь общие понятия об интегральной и парциальной теплотах растворения. В одной из работ описывается методика расчета А/ по данным равновесия жидкость — пар, которая требует экспериментальных определений парциальных давлений компонентов.

В основу теории Гильдебранда—Скетчарда положено понятие «плотность энергии когезии» , представляющее собой отношение энергии испарения к молярному объему вещества Е/УЫОл . Позднее было предложено использовать в качестве величины, определяющей растворимость, «параметр растворимости» 8 — квадратный корень из плотности энергии когезии.

кой фазе в стандартном состоянии ; ^ - коэффициент активности компонента в жидкой фазе. Первые два параметра являются обобщенными, а последний #tL , определяющий влияние состава на величину коэффициента распределения, рассчитывается по уравнению Гильдебранда-Скэт-чарда для регулярных растворов следующим образом:

в жидкой фазе,

сечению аппарата. Регулярные насадки, изготавливаемые из сетки, персоорированного металлического листа, многослойных сеток и т.д., обеспечивают более однородное, по сравнению с традиционными насадками из колец и седел, распределение жидкости и пара в колоннах. Кроме того, они обладают исключительно важным достоинством, таким,как низкое гидравлическое сопротивление — в пределе до 1 —2мм рт.ст. на 1 теоретическую тарелку. По этому показателю они значительно превосходят любой из известных типов тарельчатых контактных устройств. В этой связи в последние годы за рубежом и в нашей стране начаты широкие научно — исследовательские работы по разработке самых эффективных и перспективных конструкций регулярных насадок и широкому применению их в крупнотоннажных производствах, в том числе в таких процессах нефтепереработки, как вакуумная и глу — боковакуумная перегонка мазутов. На НПЗ ряда развитых капиталистических стран вакуумные колонны установок перегонки нефти в настоящее время оснащены регулярными насадками, что позволяет обеспечить глубокий вакуум в колоннах и существенно увели — чить отбор вакуумного газойля и достичь температуры конца кипения до 600 °С.

Применяемые в настоящее время высокопроизводительные вакуумные колонны с регулярными насадками по способу органи — зации относительного движения контактирующихся потоков жидкости и пара можно подразделить на следующие 2 типа: а) проти — поточные и б) перекрестноточные.

Противоточные вакуумные колонны с регулярными насадками конструктивно мало отличаются от традиционных малотоннажных насадочных колонн: только вместо насадок насыпного типа устанавливаются блоки или модули из регу — лярной насадки и устройства для обеспечения равномерного распределения жидкостного орошения по сечению колонны. В сложных колоннах число таких блоков равно числу отбираемых фракций мазута.

На ряде НПЗ развитых капиталистических стран эксплуатируются аналогичные высокопроизводительные установки вакуумной перегонки мазута, оборудованные колоннами с регулярными насадками типа "Глитч —Грид".

пыми контактными устройствами или экстракторов с регулярными насадками. В последние годы находят применение экстракторы типа роторно-дисковых контакторов и центробежные.

К контактным устройствам, устанавливаемым в колоннах вакуумной, в особенности глубоковакуумной перегонки мазута предъявляются повышенные требования по гидравлическому сопротивлению: считается, что они должны иметь перепад давления в пределах 130 -260 Па 1 на одну ступень разделения. Таким требованиям не удовлетворяет ни один тип тарельчатых контактных устройств, хотя они достаточно широко применяются при обычной вакуумной перегонке. В связи с этим в последние годы за рубежом и в СССР начаты широкие научно-исследовательские работы по разработке различных конструкций и использованию насадочных контактных устройств. Поскольку насадки насыпного типа характеризуются недостаточно однородным распределением фаз по сечению аппарата, предпочтительнее насадки регулярного типа. Разработаны и предложены рядом зарубежных фирм и в СССР различные конструкции регулзфных насадок , их пакеты или блоки, изготавливаемые из металлических сеток, тканей и просечно-вытяжных листов, и т.д. На НПЗ в развитых капиталистических странах вакуумные колонны установок АВТ в настоящее время преимущественно оснащены регулярными насадками, что позволяет обеспечить глубокий вакуум в колоннах и существенно увеличить отбор вакуумного газойля с температурой конца кипения до 540 - 560 °С. По-видимому, в будущем основное внимание при разделении многокомпонентных смесей следует уделять именно применению регулярных насадочных контактных устройств.

мазута . По-видимому, решение этой сложной проблемы по всему ее комплексу будет осуществляться поэтапно: на первом этапе применительно к отбору вакуумного газойля с температурой конца кипения 520 -540 "С, а на втором и последующих этапах - с отбором утяжеленного вакуумного газойля с температурой конца кипения до 560 - 580 °С и более. Для отбора утяжеленного вакуумного газойля необходимо обеспечить остаточное давление в зоне питания вакуумной колонны менее 20-30 мм рт. ст. . Очевидно, для этой цели тарельчатые колонны непригодны: Единственно приемлемый способ создания глубокого вакуума - применение вакуумных колонн с насадками, преимущественно регулярного типа. Так, на АВТ производительностью 2 млн т/год по мазуту Шведского нефтехимического комбината колонна ГВП мазута без подачи водяного пара оборудована противоточной регулярной насадкой типа "Перформ-Грид", которая обеспечивает давление в зоне питания 27 мм рт. ст. Па при давлении верха 5,2 мм рт. ст. и отбор 47% вакуумного газойля с температурой конца кипения 510-520 "С с коксуемостью 0,13% . Противоточные колонны ГВП мазута на НПЗ развитых стран также оснащены преимущественно регулярными насадками, но типа "Глитч-Грид".

Актуальность темы. В настоящее время на большинстве российских НПЗ топливно-масляного профиля завершаются работы по модернизации установок АВТМ, обязательной частью которых является оборудование вакуумных колонн регулярными насадками. В связи с этим появилась возможность получать масляные дистилляты узкого фракционного состава с пределами выкипания 50-70°С взамен дистиллятов широкого фракционного состава с пределами выкипания 120-160°С. В России выполнено значительное количество работ по исследованию влияния фракционного состава масляных дистиллятов на эффективность процессов их очистки . Однако влияние природы растворителей на показатели процессов селективной очистки и депарафинизации нефтяного сырья узкого фракционного состава исследовано недостаточно.

Основной недостаток нерегулярных насадок, ограничивающий их применение в крупнотоннажных производствах, -неравномерность распределения контактирующих потоков по сечению аппарата. Регулярные насадки, изготавливаемые из сетки, перфорированного металлического листа, многослойных сеток и т.д., обеспечивают более однородное, по сравнению с традиционными насадками из колец и седел, распределение жидкости и пара в колоннах. Кроме того, они обладают исключительно важным достоинством, таким,как низкое гидравлическое сопротивление - в пределе до 1-2 мм рг.ст. на 1 теоретическую тарелку. По этому показателю они значительно превосходят любой из кзвест-ных типов тарельчатых контактных устройств. В этой связи в последние годы за рубежом и в нашей стране начаты широкие научно-исследовательские работы по разработке самых эффективных и перспективных конструкций регулярных насадок и широкому применению их в крупнотоннажных производствах, в том числе в таких процессах нефтепереработки, как вакуумная и глубоковакуумная перегонка мазутов. На НПЗ ряда развитых капиталистических стран вакуумные колонны установок перегонки нефти в настоящее время оснащены регулярными насадками, что позволяет обеспечить глубокий вакуум в колоннах и существенно увеличить отбор вакуумного газойля и достичь температуры конца кипения до 600 °С.

Применяемые в настоящее время высокопроизводительные вакуумные колонны с регулярными насадками по способу организации относительного движения контактирующихся потоков жидкости и пара можно подразделить на следующие 2 типа: противоточ-ные и перекрестноточные.

Противоточные вакуумные колонны с регулярными насадками конструктивно мало отличаются от традиционных малотоннажных насадочных колонн: только вместо насадок насыпного типа устанавливаются блоки или модули из регулярной насадки и устройства для обеспечения равномерного распределения жидкостного орошения по сечению колонны. В сложных колоннах число таких блоков равно числу отбираемых фракций мазута.