Переработка нефти - Суханов В.П.
Скачать (прямая ссылка):
Остановимся подробнее на способах орошения. Подачей орошения регулируется температура вверху колонны, создается нисходящий поток жидкости и обеспечивается необходимое снижение температуры паров по мере прохождения их по колонне снизу вверх.
В зависимости от способа орошение бывает холодное (острое), горячее (глухое) и циркуляционное (рис. 51). Недостатки горячего
Рис. 48. Схема ректификации двойной смеси
89
орошения — значительная коррозия деталей парциального конденсатора, ведущая к образованию течи и попаданию сырья в дистиллят, и трудность очистки конденсатора. Для создания циркуляционного орошения флегму с некоторых тарелок колонны выводят наружу, пропускают через теплообменник, в котором она отдает тепло исходному сырью и охлаждается, после чего возвращают в колонну на вышестоящую тарелку. Циркуляционное орошение осуществляют в верхнем либо в среднем сечении колонны и часто сочетают с острым орошением. Циркуляционное орошение выгодно, так как частично разгружает верхнюю часть ректификационной колонны от паров. Кроме того, оно позволяет усилить предварительный подогрев сырья, так как обычно служит тепловоспринимаю-щей средой в теплообменнике.
ж
Рис. 49. Схема сложной колонны: Рис. 50. Многосекционная
1 — теплообменник; 2 — конденсатор-хо- Отпарная КОЛОННа:
лодильник; 3 — емкость для орошения; / — вход фракций; // —выход
4 — ректификационная колонна; 5 — от- фракций; III — выход паров;
парная колонна. Линии: / — нефть; /К —вход водяного пара
//—бензин; /// — керосин; IV—дизельное топливо; V — газойль; VI — мазут; VlI — водяной пар; VlII — газ
Подача орошения в верхнюю часть колонны не должна резко колебаться, чтобы не вызвать переполнения тарелок флегмой или, наоборот, излишнего снижения уровня жидкости на них. То и другое нарушает процесс ректификации. Избыточную подачу орошения можно определить как по счетчикам, так и по снижению температуры в верхней части колонны, недостаточную подачу — по повышению температуры в верхней части колонны.
Подачу холодного орошения (go, кг/ч) можно рассчитать по формуле ^0 = Q0//" —If, где Qo — тепло орошения, снимаемое
90
Рис. 51. Способы создания орошения:
а — холодного (острого); б— горячего (глухого); в — циркуляционного; / — колонна; 2 конденсатор воздушного охлаждения; 3 — холодильник; 4 — газосепаратор; 5 — насос; 6 парциальный конденсатор; 7— теплообменник для циркуляционного орошения. Линии: / ввод продуктов в колонну для ректификации; II— газ; Ш — сброс воды; /V — бензин; V один из средних продуктов ректификации (например, керосин)
в верхней части колонны, кДж/ч (ккал/ч); /" —энтальпия паров
ректификата (орошения) при температуре to, кДж/кг (ккал/кг); If — энтальпия холодного орошения, подаваемого в колонну,
при температуре U, кДж/кг (ккал/кг).
Эта формула показывает, что холодного (острого) орошения требуется подавать тем меньше, чем ниже температура его при по= ступлений в ректификационную колонну (to) и выше скрытая теплота его испарения. Обычно температура продукта, подаваемого в качестве орошения наверх ректификационной колонны, колеблется в пределах 30—50° С. Отношение подачи орошения к выходу легкого компонента — ректификата называется кратностью орошения.
Подачу горячего орошения (gT, кг/ч) можно определить по формуле St = QdIL, где Qd — тепло орошения, отнимаемое вверху колонны, кДж/ч (ккал/ч); L — скрытая теплота испарения (конденсации) ректификата орошения, кДж/кг (ккал/кг).
Общую подачу циркуляционного орошения (gn, кг/ч) определяют по формуле gn=Qn/I*—If0 . где If —энтальпия циркуляционного орошения при температуре выхода его из колонны, кДж/кг (ккал/кг); — энтальпия холодного орошения на входе в ректификационную колонну, кДж/кг (ккал/кг).
В зависимости от природы сырья, давления в системе и расхода водяного пара температура в колоннах и их частях может колебаться в широких пределах: от 80 до 1200C — для паров бензина (разного качества); от 190 до 22O0C — для дизельного дистиллята в атмосферной колонне; от 220 до 360° С — для масляных (вакуумных) дистиллятов при остаточном давлении 5,32—10,64 кПа (40—80 мм рт. ст.) в вакуумной колонне. Для создания восходящего потока паров, а также максимального извлечения из жидкого остатка более легких фракций в нижнюю часть колонны подают тепло путем ввода острого пара или при помощи кипятильников (подогревателей). На рис. 52 показаны основные способы подвода тепла в нижнюю часть колонны.
Четкость разделения дистиллятов в колонне считается удовлетворительной, если температура начала кипения более тяжелого дистиллята равна температуре конца кипения предыдущего, более легкого дистиллята или несколько выше ее. Чем больше тарелок в колонне и совершеннее их конструкция и чем больше подается орошения, тем четче ректификация. Однако большое число тарелок удорожает колонну и усложняет ее эксплуатацию, а чрезмерно большая подача орошения увеличивает расход топлива на последующее его испарение. Кроме того, увеличивается расход воды и энергии на конденсацию паров и подачу орошения. Коэффициент полезного действия тарелок в зависимости от их конструкции составляет 0,4—0,8.
