ПРОСТЫЕ КОЛОННЫ НА УСТАНОВКАХ АВТ. ПОДГОТОВКА И ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЕЙ. | Учебники по нефтепереработке 

2.4.1. ПРОСТЫЕ КОЛОННЫ НА УСТАНОВКАХ АВТ

скачать книгу

АКЦИЯ
Цена: 299 руб.
С рекламой

скачать книгу

Цена: 1 499 руб.
Без рекламы

Использование любых материалов сайта разрешено только с письменного согласия владельцев ресурса logmag.info ©

Простые колонны на установках авт

Простая колонна предназначена для разделения исходного сырья колонны на два продукта – дистиллят (ректификат), который выводят в парообразном состоянии с верха колонны, и остаток, который выводят с низа колонны в жидком состоянии. Эскиз простой колонны на примере отбензинивающей колонны установки АВТ представлен на рис. 2.1.

Простая колонна включает следующие части:

– зона питания (эвапорационное пространство);

– укрепляющая секция (концентрационная);

– отпарная секция (исчерпывающая).

Имеется еще, так называемая, «юбка» или постамент.

Эскиз простой колонны авт

Зона питания предназначена для безударнго ввода паражидкостного потока сырья в колонну и должна обеспечить отделение паровой фазы сырья от жидкой и направить паровой поток в укрепляющую секцию, а жидкий – в отгонную секцию колонны. Зона питания по высоте равна 2-3 расстояниям между тарелками. Это гарантирует минимальный унос жидких компонентов в укрепляющую секцию. Варианты узлов ввода сырья в колонну описаны в учебниках [4, с. 238; 5, с. 516].

Обычно в высокопроизводительных колоннах осуществляется тангенциальный ввод сырья в колонну, т.е. штуцер ввода монтируют по касательной к корпусу колонны. Тангенцальный ввод сырья в колонну необходим для уменьшения негативного воздействия парожидкостного потока сырья, направленного под прямым углом, на стенку колонны (выдавливает часть корпуса). Скорость газопарожидкостного потока сырья может достигать 100 м/с (360 км/ч). Кроме того, этот поток является причиной сильной эрозии стенок колонны. Благодаря тангенциальному вводу сырья в колонну струя парожидкостного потока сырья разрывается, разбрызгивается и распыляется на мелкие капли – создается большая поверхность испарения.

Часть колонны, расположенная выше зоны питания, служит для ректификации парового потока, и ее называют укрепляющей, или концентрационной, секцией. Часть колонны ниже зоны питания используется для ректификации жидкого потока – остатка, ее называют отгонной, или исчерпывающей, секцией.

Для нормальной работы простой ректификационной колонны обязательны подача орошения, чаще острого, в верхнюю часть концентрационной секции колонны и ввод теплоты (или водяного пара) в отгонную часть колонны.

Нормальная работа ректификационной колонны возможна при обязательной подаче орошения на верхнюю тарелку колонны. Это орошение позволяет отводить тепло в верхней части колонны, а также обеспечивает образование жидкостного потока (флегмы) в колонне, стекающего сверху вниз.

Отвод тепла с верха простой колонны может осуществляться горячим или острым (холодным) орошением.

Горячее орошение. Этот вид орошения называется горячим, поскольку конденсируется парциально лишь тяжелая часть паров ректификата (дистиллята), и в колонну на верхнюю тарелку возвращается горячая жидкость (горячее орошение). Схема создания горячего орошения представлена на рис. 2.2. В этом случае применяют парциальный конденсатор, который устанавливают над колонной (а) или внутри нее (б). Охлаждающим агентом чаще является вода, иногда сырье колонны.

Схемы создания горячего орошения

Использование любых материалов сайта разрешено только с письменного согласия владельцев ресурса logmag.info ©

Простые колонны на установках авт

Недостатками горячего орошения являются:

– сложность монтажа парциального конденсатора;

– трудность ремонта парциального конденсатора;

– необходимость большой поверхности парциального конденсатора.

Этот метод орошения если и применяют, то лишь в колоннах малой производительности.

Острое (или холодное) орошение. В отличие от горячего орошения, при холодном орошении ректификат в конденсаторах-холодильниках конденсируется и охлаждается до 30-40 оС и поступает в емкость орошения (сепаратор), откуда жидкая фаза в определенном количестве подается в колонну на верхнюю тарелку в качестве острого (холодного) орошения. Балансовое количество ректификата выводится как готовый продукт. Таким образом, этот вид орошения называют острым, или холодным, поскольку оно имеет температуру значительно более низкую, чем температура в колонне на верхней тарелке. При такой температуре в верхней части колонны острое (холодное) орошение испаряется за счет теплоты паров на верхней тарелке, температура паров понижается, его тяжелая часть конденсируется, образуется флегма, которая стекает с верхней тарелки. В качестве хладоагента используют воздух и воду. Чем ниже температура острого орошения, тем меньше его расход. Расход флегмы определяется количеством теплоты, отводимой острым орошением. Схема создания острого орошения представлена на рис. 2.3.

Работа ректификационной колонны невозможна без подачи не только орошения на верхнюю тарелку, но и ввода теплоты в низ колонны, что обеспечивает образование парового потока подымающегося снизу вверх в отгонной части.

Схема создания острого орошения

Возможны следующие варианты ввода теплоты в низ колонны:

– встроенный трубный пучок (см. рис. 2.4);

– применение термосифонного теплообменника, чаще вертикального исполнения (см. рис. 2.5);

– применение рибойлера-кипятильника с паровым пространством (см. рис. 2.6);

– применение печи – «горячей струи» (см. рис. 2.7).

Схема ввода теплоты в низ колонны с применением встроенного трубного пучка

Схема ввода теплоты в низ колонны с применением термосифонного теплообменника

Схема ввода теплоты в низ колонны с применением рибойлера

Схема ввода теплоты в низ колонны с применением печи

Использование любых материалов сайта разрешено только с письменного согласия владельцев ресурса logmag.info ©

Простые колонны на установках авт

В первых трех случаях используют теплоту водяного пара или горячего нефтепродукта, а в четвертом – теплоту выделяемого при сгорании топлива печи (газа, мазута или смеси газа и мазута).

Использование 1-го варианта (рис. 2.4) возможно только при небольшой производительности колонны по верхнему продукту, то есть при условии небольшой поверхности теплообмена, неагрессивной среды и чистого теплоносителя.

2-й вариант (рис. 2.5) возможен лишь при получении снизу «чистого» продукта и использования чистого теплоносителя. Этот вариант возможен для колонн стабилизации и вторичной ректификации бензиновых фракций.

Чаще всего применяют 3-й и 4-й варианты (рис. 2.6 и 2.7), предусматривающие применение рибойлера и печи.

При применении кипятильника с паровым пространством (рибойлера) жидкость с низа колонны с температурой, равной температуре в нижней части колонны, поступает в кипятильник снизу. Жидкость в кипятильнике перетекает из правой части через перегородку в левую, откуда выводится конечный горячий продукт. Часть жидкости в кипятильнике испаряется, и образовавшиеся пары возвращаются в колонну под нижнюю тарелку.

Возможен вариант работы колонны без подачи теплоты извне – паровой поток углеводородов в отгонной секции колонны образуется за счет ввода перегретого водяного пара под нижнюю тарелку.

Нижняя часть отгонной секции колонны является эвапорационным пространством для потока «горячей струи» и аккумулятором жидкости-остатка.

Постамент является опорой колонны, обеспечивает крепление колонны с фундаментом и устойчивость при ветровых нагрузках, строго вертикальную установку колонны и необходимый подпор жидкости перед насосом. Варианты постаментов рассмотрены в литературе [5, с. 524].