Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 43. Отгонная колонна «—питание двухфазным сырьем; tf—питание однофазным
жидким сырьем
Такие неполные колонны имеют широкое распространение на установках термического и каталитического крекингов.
Неполные колонны, состоящие только из отгонной секции,, чаше всего применяются в тех случаях, когда по температуре кипения HKK резко отличается от BKK и, когда некоторая примесь BKK в ректификате не повлияет на дальнейшее использование последнего.
Такие колонны, например, устанавливаются для отгонки растворителя—пропана от рафинатного или экстрактного рас-
137
творив, получаемых в процессе десфальтизации или діепррафи-низации. Небольшая примесь масляных фракций в пропане не влияет заметным образом на еозможность повторного использования его в качестве растворителя.
10. УКРЕПЛЯЮЩИЕ КОЛОННЫ
Вообще говоря, сырье можно подавать в колонну в любом -состоянии—в ьиде перегретых или насыщенных паров, а также в двухфазном состоянии. Эти варианты рассматриваются ниже.
Питание укрепляющей колонны перегретыми парами (см. фиг. 42 б). Напишем уравнения балансов для колонны
і
L^-D + R . (V, 63)
La = DyD + RxR (V, 64)
L9L = DQd + ^« + d. (V, 65)
Последнее уравнение можно представить в следующем виде
LQl = DQl +Rq^9 (V, 66)
где
Qd = Qd + -|-. (V, 67)
Решая совместно уравнения (V, 63), (V,. 64) и (V, 66), нахо-
дим, что
= *=*<L= . (V, 68)
L Уо — -Vr Qd ~?r
^
Выражение (V, 68) показывает, .что в системе координат
^,теплосодержание—состав" три точки-— L (a, qh)> Sx (j/d, Qd) и R(xRy Qr) лежат на одкой прямой (фиг. 44)
Так как поток R находится в равновесии с О,, то оба эти потока являются насыщенными и находятся на соответствующих кривых (жидкой или паровой фаз).
Задавшись положением полюса S1 (см. фиг. 44), проводим прямую линию через точки Si и L4 пересечение этой прямой с кривой жидкой фазы дает точку /?, координаты которой покажут значения xR и <?r.
Таким образом, прямая SxLR является крайней рабочей линией, так как связывает между собой фигуративные точчи лервых встречных потоков колонны (потоки LhR см. фиг, 42 б).
138
Количество дистиллата и остатка определяется в соответ ствии с уравнениями (V, 68) и (V, 63) и будут равны:
а
D = L R = L-D.
(V, 69) (V, 70)
хкалі#Г
Далее, проводя через точку R ноду, т. е. изотерму (tR=t{), найдем точку G1. Проведя через точку G1 рабочую линию (прямая S1G^2); найдем точку g%9 Затем проводят ноду g>G2
ли-
По-
ноду
(изотерма ?2), рабочую нию G.,gs и т. д. строение производят до тех пор, пока не достигнут точки D, являющейся фигуративной точкой дистиллата.
Число нод (tu t2, tz и т. д.) еоотвеї стьует числу необходимых теоретических контактов (т. е. тарелок).
Последняя нода (/?)» примыкающая к точке D, будет соответствовать парциальному конденсатору.
Координаты точек G1, g7, G*t gs и т. д., покажут составы и удельные теплосодержания потоков, определяемых этими точками.
Фиг. 44. Расчет укрепляющей колонны, питающейся перегретым паром
в
Далее при колонне по
D
желании, можно определить вес любого потока уравнению:
Уъ — Уі-1
Уі-і
или
G
1-і
X
D
Ур — *і
У\-\ — Xi
(V, 71)
Рассмотрим, от каких факторов зависит работа колонны-Если при прочих равных условиях уменьшать тепло оро-
шения, отнесенное к 1 кГ дистиллата
d
D
т. е. понижать по-
ложение полюса S, (фиг. 44), то точка R будет перемещаться по кривой жидкой фазы влево, следовательно Xr будет уменьшаться, т. е. остаток будет получаться более чистым. Ясно, что при этом число контактов увеличится.
Уменьшение значения (—] можно производить до тех пор
V D J
пока концентрация HKK в остатке при данных условиях достигнет своего минимального значения (-*r)miih» отвечающего точке R\ Это будет иметь место, когда рабочая линия Sx LR при своем врашении по направлению час обой стрелки вокруг точки L совпадет с какой-то единственно возможной нодой
(на фиг. 44 кода R'ui). Такое положение полюса (Si), отвечала \
ющее минимальному относительному теплу орошения ( — J
D /мив
соответствует колонне с бесконечно большим числом контактов.
Положение полюса для реальной колонны следует принять
d
так, чтобы относительное тепло орошения— было больше, чем —\ , например, на 10—20%, т. е. чтобы
D J мин
SSi = —=(l,l-*-l,2)?3i=(l,1-ь1,2)(—) ,ккал[кГ. (V, 72)
D \ D ' мин
Если сырье поступает в колонну в более перегретом виде,
то точка L будет располагаться выше. При этом полюс Si колонны с бесконечным числом тарелок будет располагаться также несколько выше, а точка леїее. Соотьетственно^ величина .*rmmi будет иметь меньшее значение.
Таким образом, чем выше температура перегрева паров-сырья, тем более чистый остаток можно получить. Надо, однако, иметь в виду, что это связано с необходимостью перегрева сырья п увеличением удельного (т. е. на 1 нГ дистиллата)* расхода энергии, необходимой для создания орошения.
Рассмотрим работу первой (считая снизу віерх) тарелки. Работа этой тарелки отличается от работы остальных тарелок. Основное назначение первой тарелки— превратить перегретые пары L в насыщенные пары G,, т. е. она работает как паро-ьой умформер. Но при этом состав паров ух будет отличаться от состава a. Ha фиг. 44 показан случай, когда yt>a. Подбирая соответствующие условия (например, меняя положение-полюса S1, или, что то же самое, изменяя температуру ^1), можно наблюдать разные случаи работы этой тарелки: или ока будет способствовать ректификации (когда V1 ><*), или она будет „нейтральной*4 (когда Jz1 = а), или же, наконец, она будет несколько мешать процессу ректификации (когда Уі<а).
