Главная -> Словарь

Тарельчатых ректификационных

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.

Рис. 2.1. Классификация тарельчатых контактных устройств

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.

Для повышения производительности тарелки используют для контактирования фаз прямоток, а для повышения эффективности взаимодействия фаз предпочитают перекрестный ток или противоток. Оптимальное сочетание указанных характеристик обеспечивает реализацию наиболее высоких эксплуатационных показателей тарельчатых контактных устройств.

Первые конструкции контактных тарелок клапанного типа были разработаны и запатентованы в США в начале двадцатых годов. В отверстиях полотна тарелки вместо неподвижных колпачков предлагалось устанавливать подвижные элементы в форме заклепок с развернутыми внизу стержнями. Эти конструкции оказались неработоспособными и, не найдя применения в промышленности, не могли составить сколько-нибудь серьезной конкуренции колпачковым тарелкам, которые в то время занимали ведущее положение в массообменных аппаратах. Но идея устанавливать на полотнах тарелок подвижные элементы, которые могли бы изменять свободное сечение полотна тарелки в зависимости от газовой нагрузки, сыграла важную роль в дальнейшем совершенствовании тарельчатых контактных устройств.

тарельчатых контактных устройств; нерегулярных насадок;

Сравнение эффективности некоторых конструкций тарельчатых контактных устройств приведено на рис. 5.11. Видно, что лучшими показателями по гидравлическому сопротивлению обладают тарелки ситчатые и S-образные с клапанами, а по КПД - клапанная балластная и S-образная с клапаном.

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.

Рис. 60. Схемы тарельчатых контактных устройств:

При выборе тарельчатых контактных устройств учитывают следующие показатели: производительность; гидравлическое сопротивление; эффективность, диапазоны гидравлически устойчивой и эффективной работы, возможность ректификации сред, склонных к полимеризации и образованию осадков; ремонтопригодность, материалоемкость. В случаях, когда нагрузки по пару и жидкости значительно изменяются по высоте ректификационной колонны, ее выполняют из частей разного диаметра, используя тарелки с различным числом потоков жидкости и свободным сечением для прохода паров. У колонн большого диаметра при вводе сырья в парожидкостном состоянии применяют распределительные устройства, обеспечивающие отделение паровой части от жидкой и организованную подачу жидкости на расположенную ниже ввода сырья тарелку. Для снижения уноса жидкости потоком паров в колоннах над вводом сырья и наверху могут устанавливать отбойные сепарационные устройства жалюзийно-го, сетчатого, струнного типов.

Сравнение эффективности некоторых конструкций тарельчатых контактных устройств приведено на рис. 4.11. Видно, что лучшими

6. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЮДЕЛИ ТАРЕЛЬЧАТЫХ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ

тарельчатых ректификационных колонн дм

Модель 10 применяется при расчете сложных тарельчатых ректификационных колонн, предназначенных для разделения как идеальных, так и неидеальных многокомпонентных смесей. Она также может быть использована для моделирования динамических режимов ректификационных колонн. Для этой модели принимаются следующие допущения:

6.3. Математическое описание динамических режимов тарельчатых ректификационных колонн

Рассмотрим только некоторые вида математических моделей, описывающих динамику тарельчатых ректификационных колонн.

6.3.1. Математическое описание динамических режимов тарельчатых ректификационных колонн для разделения бинарных смесей

6. Математические модели тарельчатых ректификационных колонн................................................. 63

6.2. Математическое описание статических режимов тарельчатых ректификационных колонн для разделения многокомпонентных смесей.................... 73

6.3. математическое описание динамических режимов тарельчатых ректификационных колонн............. 84

6.3.1. Математическое описание динамических режимов тарельчатых ректификационных колонн для разделения бинарных смесей.................... 86

Перегонка с ректификацией — наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах — ректификационных колоннах — путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно ,или ступен — чато . При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования между ними происходит тепло— и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами: пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость — высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пара, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса , можно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей.