статические параметры работы колонны непрерывного действия

Технологический расчёт колонны непрерывного действия

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действия

Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Технологические машины и оборудование»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

«РЕКТИФИКАЦИЯ БИНАРНОЙ СМЕСИ»

По дисциплине

«МАССООБМЕННЫЕ И ТЕПЛООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ»

Уфа 2015

Учебно-методическое пособие предназначено для выполнения курсовой работы «Ректификация бинарной смеси» по дисциплине «Массообменные и теплообменные процессы переработки углеводородного сырья».

Данное методическое пособие может быть полезно для бакалавров очной и заочной формы обучения по направлению 15.03.02 – «Технологические машины и оборудование» при выполнении курсовых проектов (работ) и выпускных квалификационных работ.

Составители: Абызгильдина С.Ш., доцент, канд. техн. наук

Ибрагимова Р.Р., доцент, канд. техн. наук

Рафикова З.Р., преподаватель

Рецензент: Баязитов М.И. доцент, канд. техн. наук

ã Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2015

С.
Введение6
1Литературный обзор7
2Цель работы11
3Технологический расчет11
3.1Материальный баланс ректификационной колонны11
3.2Построение кривых изобар пара и жидкости14
3.3Расчет однократного испарения бинарной смеси16
3.4Построение зависимости диаграммы насыщенных паров от температуры, построение изобары, комбинированной диаграммы и статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действиядиаграммы.18
3.5Построение линий рабочих концентраций, графическое определение числа теоретических и действительных тарелок21
3.6Определение среднего массового расхода по жидкости21
3.7Определение среднего массового расхода по пару22
4Определение скорости пара и расчет диаметра ректификационной колонны23
5Расчет высоты колонны26
6Выбор типа тарелки28
7Расчет теплового баланса ректификационной колонны32
8Расчет конденсатора-холодильника35
9Расчет кипятильника37
10Расчет диаметра штуцеров38
Вывод43
Список использованных источников44
Приложения45

Введение

Основная цель курсовой работы состоит в систематизации, закреплении, расширении и углублении практических знаний, приобретенных студентами при изучении курса «Массообменные и теплообменные процессы переработки углеводородного сырья» и ряда предшествующих общеобразовательных дисциплин, таких, как термодинамика и теплопередача, гидравлика, конструирование и расчет аппаратов и машин, в практическом применении этих знаний при самостоятельном проведении разнообразных расчетов и конструкторской разработке отдельных машин и аппаратов химической технологии. Кроме того, при выполнении курсовой работы студент приобретает навыки в аппаратурно-технологическом оформлении конкретного производственного процесса, в умении целенаправленно работать с учебной, научно-технической и справочной литературой, каталогами промышленного оборудования, ГОСТами и другими нормативными документами и материалами.

Опыт, приобретенный студентами при работе над курсовой работой, послужит базой для выполнения в дальнейшем курсовых и дипломных проектов по дисциплинам специализации.

Процесс ректификации в тарельчатой колонне описывается системой нелинейных алгебраических уравнений, включающей в себя потарельчатые и покомпонентные уравнения материальных и тепловых балансов, равновесия и массопередачи. Решение такой системы уравнений при выполнении расчета ректификационной колонны возможно методом последовательных приближений и, вследствие большого объема вычислений, может быть получено только на ЭВМ.

Для бинарной смеси аналитический метод расчета при введении ряда допущений может быть существенно упрощен и трансформирован в графоаналитический, который значительно уступает в точности машинным, но имеет большое познавательное значение. Этот метод позволяет представить промежуточные результаты расчета на диаграммах и графиках, что помогает глубже понять закономерности процесса ректификации.

Литературный обзор

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действия

Сложные ректификационные колонны разделяют исходную смесь более чем на два продукта. Различают сложные колонны с отбором дополнительных фракций непосредственно из колонны в виде боковых погонов и колонны, у которых дополнительные продукты отбирают из специальных отпарных колонн, именуемых стриппингами. Последний тип колонн нашел широкое применение на установках первичной перегонки нефти.

Для разделения бинарных или многокомпонентных смесей на 2 компонента достаточно одной простой колонны (если не предъявляются сверхвысокие требования к чистоте продукта). Для разделения же многокомпонентных непрерывных или дискретных смесей на более чем 2 компонента (фракции) может применяться одна сложная колонна либо система простых или сложных колонн, соединенных между собой в определенной последовательности прямыми или обратными паровыми или жидкими потоками. Выбор конкретной схемы и рабочих параметров процессов перегонки определяется технико-экономическими и технологическими расчетами с учетом заданных требований по ассортименту и четкости разделения, термостабильности сырья и продуктов, возможности использования доступных и дешевых хладоагентов, теплоносителей и т.п.

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действияДля проведения процесса ректификации необходимо в низ колонны подвести тепло. При этом часть жидкости, стекающей с нижней тарелки отгонной части колонны, испаряется, образуя необходимый для процесса ректификации встречный поток паров. Подвод тепла может быть осуществлен различными способами (рисунок 2).

а) змеевик теплообменных труб; б) подогреватель с паровым

пространством; в) горячая струя

Рисунок 2 – Схемы основных способов подвода тепла

Вниз колонны

Для обеспечения нормальной работы ректификационной колонны необходимо на верху ее отводить определенное количество тепла для конденсации части паров и образования потока флегмы (орошения).

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действияВ промышленной практике получили распространение три основных способа отвода тепла: поверхностный парциальный конденсатор, холодное испаряющееся орошение и циркуляционное неиспаряющееся орошение (рисунок 3).

а) парциальный конденсатор; б) холодное испаряющееся орошение;

в) циркуляционное неиспаряющееся орошение;

I, II – контуры для составления балансов

В колонне

Тарелка, на которую подается сырье для разделения, называется тарелкой питания. Целевым продуктом отгонной секции является жидкий остаток. Концентрационная, или укрепляющая, секция расположена над тарелкой питания. Целевым продуктом этой секции являются пары ректификата.

Цель работы

Рассчитать основные показатели работы и размеры ректификационной колонны для разделения бинарной смеси

Технологический расчёт колонны непрерывного действия

Дата добавления: 2018-04-05 ; просмотров: 279 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Расчет ректификационной колонны непрерывного действия

Определение материального баланса колонны. Анализ коэффициентов относительной летучести. Вычисление доли отгона и состава жидкой и паровой фаз сырья при его подаче. Калькуляция толщины корпуса и днища. Расчет аппарата на действие ветровой нагрузки.

РубрикаПроизводство и технологии
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления01.05.2015
Размер файла103,6 K

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действия

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Постановка задачи

2. Описание технологических схем установки «Деэтанизация бензина»

2.1 Характеристика сырья и готовой продукции

2.2 Описание технологической схемы установки «Деэтанизация бензина»

3. Расчет ректификационной колонны

3.1 Определение материального баланса всей колонны

3.2 Определение режима колонны

3.2.1 Определение давления в колонне

3.2.2 Определение температуры верха колонны

3.2.3 Определение давления низа колонны

3.2.4 Определение температуры низа колонны

3.2.5 Расчет коэффициентов относительной летучести

4. Расчет доли отгона и состава жидкой и паровой фаз сырья при подаче его в колонну

5. Расчет режима полного орошения

6. Режим минимального орошения

7. Расчет элементов ректификации укрепляющей части колонны при рабочем флегмовом числе

8. Расчет элементов ректификации отгонной части колонны при рабочем паровом числе

9. Расчет питательной секции колонны

10. Расчет количества холодного орошения

11. Расчет тепловой нагрузки кипятильника колонны и количества парового орошения в низу ее отгонной части

12. Основные размеры колонны

12.1 Определение диаметра колонны

12.2 Определение высоты колонны

12.3 Расчет диаметра штуцеров

13. Расчет на прочность ректификационной колонны

13.1 Расчет на прочность

14. Расчет днищ колонны

14.1 Расчет толщины нижнего днища

14.2 Расчет толщины верхнего днища

15. Проведение гидроиспытания


16. Расчет аппарата на действие ветровой нагрузки


16.1 Геометрические и весовые характеристики аппарата


16.2 Расчет аппарата на ветровую нагрузку

16.3 Расчетная ветровая нагрузка

16.4 Ветровая нагрузка на площадку

16.5 Общие ветровые моменты

16.6 Расчет на резонанс

16.7 Определение напряжений в сварном шве, соединяющим аппарат с опорой при гидроиспытании

16.8 Напряжения, передаваемые опорным кольцом на фундамент колонны

16.9 Расчет опорного кольца

16.10 Расчет фундаментных болтов

Список использованной литературы

Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия многокомпонентной смеси с производительностью по сырью 36500кг/ч, состав сырья приведен в таблице 2.1., составы готовой продукции (ШФЛУ и фракции этановой) приведены соответственно в табл.2.2 и табл.2.3. Содержание пропана С3Н8 в дистилляте должно быть не ниже 20% весовых или 0,151 мольных долей, а содержание этана в остатке не должно превышать 3% весовых или 0,055 мольных долей.

Состав сырья, поступающего в колонну:

Молекулярная масса, М

Состав готовой продукции (ШФЛУ):

Молекулярная масса, М

Состав готовой продукции (Фракция этановая):

Молекулярная масса, М

Требуется определить: давление и температуру верха колонны, зоны питания, низа колонны; рассчитать элементы ректификации укрепляющей и отгонной частей колонны, геометрические параметры колонны. Произвести прочностной расчет элементов колонны. Подобрать теплообменник (рибойлер), который должен будет обеспечить заданный режим работы ректификационной колонны. Произвести технологический и прочностной расчеты теплообменника.

2. Описание технологических схем установки «Деэтанизация бензина»

2.1 Характеристика сырья и готовой продукции

Таблица 2.1 Этановая фракция по ТУ 38- 101489-94.

Массовая доля компонента, %:

сумма углеводородов С4 и выше, не более

Массовая доля СО2, %, не более

Массовая доля Н2S, %, не более

ШФЛУ по ТУ 38.101524-93.

Массовая доля компонентов,%

сумма С6 и выше, не более

Массовая доля Н2S и меркаптановой серы, не более%,

в том числе Н2S, не более

Содержание свободной воды и щелочи

2.2 Описание технологической схемы установки «Деэтанизация бензина»

Состав углеводородного конденсата, поступающего в «деэтанизатор» с установки низкотемпературной конденсации (НТК).

Источник

Эксплуатация колонных аппаратов, методы воздействия на эффективность работы колонны.

Ректификационные колонны – это главные аппараты технологические установок, и их эксплуатация (пуск, нормальный режим и остановка) тесно взаимосвязана со всеми другими аппаратами и оборудованием.

В подготовительный к пуску периодвыполняются обычно следующие работы:

· герметизация колонны – закрытие всех люков, затяжка фланцев, к которым крепятся подсоединенные к колонне трубопроводы;

· проверка работоспособности контрольно-измерительных приборов и автоматики, связанных с работой колонны;

· опрессовка колонн с целью выявления мест пропусков и механической прочности. Эту операцию осуществляют, создавая в колонне сжатым инертным воздухом или углеводородным газом давление выше рабочего. Если в течение определённого времени оно остается постоянным, то аппарат считается выдержавшим испытание. Если давление заметно падает, то стыки всех соединений колонны с помощью мыльной пены проверяют на пропуски, при обнаружении которых соединения герметизируют;

· заполнение колонны жидкой фазой для вывода аппарата на предпусковой период.

Пусковой периодвключает три этапа – холодную и горячую циркуляцию и переход к нормальному режиму работы.

Холодная циркуляция нефти в течение определённого количества времени предназначена для выявления неисправностей насосов и средств измерения расхода, а также для дренажа воды, которая оставалась в аппаратах и трубопроводах. Она заключается в отладки потока нефтепродукта по циркуляционной (закольцованной) схеме, предполагающей возможность подъёма температуры (через теплообменник).

Приступая к горячей циркуляции, организовывается розжиг печи (если нет другого источника тепла) согласно нормативной документации (инструкций по эксплуатации). Далее, приступают к подъёму температуры циркулирующей жидкости с заданной скоростью ( о С в час), в процессе которого из исходного углеводородного сырья начинают испаряться низкокипящие компоненты (НКК), что в свою очередь приводит к уменьшению массы жидкости и снижению уровня раздела газовой и жидкой фаз. Т.к. при эксплуатации аппаратов необходимо не допускать снижения уровня жидкости ниже минимального значения, колонну подпитывают сырьём по линиям загрузки.

Пусковой период завершается выводом всех параметров работы колонн на значения, установленные технологическим регламентом, и получением конечных нефтепродуктов с заданными качествами.

В период нормального режима эксплуатации колонн задача сводится к поддержанию регламентных значений параметров – температур, давлений, расходов, уровней – как системами автоматического регулирования, так и вручную. Кроме того, по установленному графику ведется лабораторный контроль качества сырья и получаемых дистиллятов и остатков.

Важнейшая задача при реализации процессов ректификации – воздействие на технологические параметры процесса с целью его стабилизации и получения конечных нефтепродуктов заданной чистоты.

В зависимости от величины нагрузок по пару и жидкости различают следующие режимы ректификации:

· неравномерный – только часть жидкости на полотне тарелки пронизывается паром (нет прохода в отверстиях, погнуты полотна тарелок, заклинили клапаны и др.);

· равномерный – на всей площади тарелки происходит интенсивный барботаж (желаемый);

· факельный – струи пара прорываются сквозь недостаточный слой жидкости и выходят на поверхность с большой скоростью (недостаточный слой жидкости, сопровождающийся перегревом колонны);

· унос – значительная часть жидкости захватывается потоком пара и перебрасывается на вышележащую тарелку (перегрев колонны, недостаточное охлаждение верха колонны и т.д.).

В ходе эксплуатацииректификационной колонны ставится задача – изменить чистоту конечных нефтепродуктовв. Данная задача решается изменением флегмового число R (отношение флегмы, возвращаемой обратно в колонну в виде орошения, к дистилляту (пару)):

· увеличение потока флегмы (орошения) при сохранении отборов дистиллятаи кубового остатка, если кипятильник и конденсатор рассчитаны с некоторым запасом и позволяют повысить тепловую нагрузку (увеличиваются количество орошения и количество тепла от теплообменника);

· уменьшением производительности колонны по исходной смеси, а значит, и по продуктам; при этом, сохраняя поток флегмы и понижая поток дистиллята, получают более высокое флегмовое число R (снижают загрузку колонны, при этом сохраняется количество орошения и количество тепла от теплообменника).

Повысить флегмовое число можно также путем захолаживания флегмы, т.е. возвращения ее в колонну при более низкой температуре: холодная флегма будет нагреваться в верхних зонах колонны до температуры кипения за счет конденсации части парового потока, и поток флегмы по колонне возрастет.

Увеличивая число тарелок п (высоту слоя насадки Нн), а также флегмовое число R, можно в принципе получить сколь угодно чистые дистиллят и кубовый остаток.

Еще одна возможность воздействия на чистоту продуктов — смещение точки подачиисходной смеси по высоте колонны. Так, если подать исходную смесь в колонну пониже, то увеличится протяженность укрепляющей части, и дистиллят станет чище; при этом уменьшится протяженность отгонной части колонны, так что кубовый остаток будет больше загрязнен низкокипящим компонентом. Изменение точки питания ректификационной колонны может оказаться полезным в двух основных случаях:

1) только один из продуктов должен быть весьма чистым (во втором допускается заметное содержание примеси); тогда следует увеличивать протяженность той части колонны, на выходе из которой нужно получать чистый продукт;

2) по какой-то причине изменился состав исходной бинарной смеси. Например: содержание НКК в исходной смеси понизилось; для сохранения прежней чистоты дистиллята теперь в укрепляющей части колонны потребуется большее число тарелок (или большая высота слоя насадки), чем раньше, а для сохранения чистоты кубового остатка — меньшее число тарелок в отгонной части колонны. Поэтому исходную смесь нового состава следует подавать в колонну на более низкую тарелку. Конкретно: ее надо подавать в то сечение колонны, в котором этот состав равен составу исходной смеси.

Дата добавления: 2016-12-16 ; просмотров: 5322 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Ректификационные колонны, их устройство и принцип работы

Пожарная безопасность процесса ректификации

Ректификацияэто метод разделения смеси на чистые компоненты, осуществляемый путем многократного чередования процессов испарения жидкой фазы и конденсации паров.

Процесс ректификации можно проводить, в простейшем случае, в многоступенчатой установке. В первой ступени такой установки испаряется исходная смесь. На вторую ступень поступает на испарение жидкость, оставшаяся после отделения паров первой ступени. В третьей ступени испаряется жидкость, поступившая из второй ступени (после отбора из последней паров). Аналогично может быть организован процесс многократной конденсации, при котором на каждую следующую ступень поступают для конденсации пары, оставшиеся после отделения от них жидкости (конденсата) в предыдущей ступени.

При достаточно большом числе ступеней таким путем можно получить жидкую или паровую фазу с достаточно высокой концентрацией компонента, которым она обогащается. Однако, выход этой фазы будет достаточно мал по отношению к ее количеству в исходной смеси. Кроме того, такие установки громоздки и их эксплуатация сопровождается большими потерями тепла в окружающую среду.

Значительно более экономичное, полное и четкое разделение смесей на компоненты достигается путем проведения процессов ректификации в более компактных аппаратах – ректификационных колоннах.

Работа ректификационных колонн основана на создании двух встречных потоков – поднимающихся паров и стекающих навстречу им жидкости. Контакт между ними происходит на горизонтальных тарелках, причем пар, подходящий к тарелкам, имеет температуру несколько более высокую, чем жидкость, находящаяся вних. Внутренний объем колонны условно разбивается на три части – эвапорационной, укрепляющей, исчерпывающей. В первом объеме происходит испарение подаваемой жидкости. Подача производится в среднюю часть колонны, так как в этой части состав флегмы примерно равен составу раствора подлежащего ректификации. Подогретая смесь поступает в питающую тарелку колонны и частично испаряется. Паровая фаза движется вверх, а неиспарившаяся смешивается с флегмой и стекает вниз. Часть колонны, расположенная выше ввода начальной смеси называется укрепляющей, так как в ней паровая фаза укрепляется легкими фракциями. Часть колонны, находящаяся ниже ввода начальной смеси называется исчерпывающей, так как в ней из стекающей вниз флегмы отгоняются (исчерпываются) оставшиеся легкие фракции.

Для обеспечения нормальной работы ректификационной колонны необходимо постоянное наличие восходящего потока пара и нисходящего потока флегмы. Для получения пара в нижней части колонны предусмотрена система обогрева. Процесс ректификации может осуществляться при атмосферном давлении, под вакуумом, под избыточным давлением при пониженной температуре. В основном процесс ректификации осуществляется при давлении близком к атмосферному. Вакуумной ректификации подвергают смеси веществ склонных к термическому распаду или полимеризации при высоких температурах. Низкотемпературная ректификация применяется для разделения растворов, имеющих низкую температуру кипения.

Рассмотрим принцип действия ректификационной колонны, входящей в состав ректификационной установки непрерывного действия, предназначенной для разделения бинарных смесей.

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действия

Таким образом, в ректификационной колонне создаются два встречных потока – поток поднимающихся вверх паров и поток стекающей навстречу им жидкости. Контакт между ними происходит на специальных тепломассообменных устройствах, расположенных по высоте колонны с определенным шагом. Такие устройства выполняются в виде горизонтальных тарелок или насадок.

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действия

Таким образом, на тарелках происходит обогащение флегмы высококипящим компонентом (за счет частичной конденсации паров). А восходящие потоки пара обогащаются низкокипящим компонентом. Поскольку пары по мере продвижения снизу вверх все больше обогащаются низкокипящим компонентом, температура кипения жидкости на тарелках (снизу вверх) становится все ниже и ниже. При этом флегма, стекающая с тарелки на тарелку все больше обогащается высококипящим компонентом, и поэтому на нижних тарелках температура кипения максимальна. В результате многократного протекания процесса теплообмена пар, отводимый из верхней части колонны, представляет собой почти чистый низкокипящий компонент, а остаток в нижней части колонны – чистый высококипящий компонент.

статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть фото статические параметры работы колонны непрерывного действия. Смотреть картинку статические параметры работы колонны непрерывного действия. Картинка про статические параметры работы колонны непрерывного действия. Фото статические параметры работы колонны непрерывного действия

Из вышесказанного следует, что для нормальной работы любой ректификационной колонны необходимо: чтобы исходный продукт был предварительно нагрет, непрерывно происходило орошение верхней части колонны, и подогрев нижней части.

Следует обратить внимание на то, что в промышленности чаще всего разделяют не бинарные, а многокомпонентные смеси. В этом случае для разделения смесей на три и более фракций применяют несколько последовательно работающих простых колонн или специальные сложные колонны, состоящие из нескольких простых.

В идеальном случае на каждой тарелке колонны паровая фаза и флегма находятся в состоянии фазового равновесия и, следовательно, каждой тарелке соответствует одна из точек, лежащей на кривой равновесия (рассматривали в начале лекции). В действительности полное равновесие фаз на тарелках ректификационной колонны не достигается. Это учитывается путем введения коэффициента полезного действия.

Для приближения к фазовому равновесию действительных концентраций жидкости и пара разработаны различные конструкции тарелок и насадок. Тарелки или насадки являются наиболее важным конструктивным элементом ректификационных колонн. Именно на них происходит процесс тепломассообмена между восходящим потоком пара и флегмой.

Ректификационные колонны в которых тепломассообменные устройства выполнены в виде тарелок называют барботажными, так как пар барботируется через слой флегмы. Если тепломассообменные устройства выполнены в виде различных насадок, то колонны называют насадочными.

Барботажные ректификационные колонны могут иметь тарелки со сливными устройствами или без них. Тарелки со сливными устройствами. К ним относятся колпачковые, ситчатые и клапанные.

Для разделения растворов используют колпачковые тарелки. Это связано с тем, что данный тип обеспечивает хороший контакт между паром и флегмой на тарелках. Смесь паров, поднимаясь, проходит патрубки (рис 3, методический материал) и, ударяясь о колпачки, барботирует сквозь слой флегмы на тарелках. Колпачки имеют отверстия или зубчатые прорези для дробления пара на мелкие струи. Приток и отток жидкости регулируют с помощью переливных трубок.

Ситчатые тарелки, имеют большое количество мелких (от 0,8 до 3мм) отверстий. Пар, проходит сквозь отверстия тарелки и распределяется в жидкости в виде мелких струек и пузырьков. Важным требованием является постоянные скорость движения пара и его давление, достаточное для преодоления давления слоя жидкости на тарелке и предотвращающее ее стекание через отверстия.

Ситчатые тарелки отличаются простотой устройства, легкостью монтажа, осмотра и ремонта. Но они чувствительны к наличию примесей, которые забивают отверстия тарелок и создают условия для образования повышенных давлений. В случае значительного снижения давления пара вся жидкость с ситчатых тарелок сливается вниз и для возобновления процесса приходится запускать колонну вновь. Указанное накладывает существенные ограничения на использование данного типа тарелок.

Клапанные тарелки. Имеют отверстия перекрывающиеся специальными клапанами, которые поднимаются в зависимости от величины давления пара. При подъеме клапана образуется зазор, через который проходит пар барботирующийся через слой жидкости. С изменением давления клапан закрывается под действием силы собственной тяжести. Высота подъема клапана не превышает 8 мм. Достоинством таких тарелок является сравнительно высокая пропускная способность по пару, высокая эффективность в широком интервале нагрузок. Недостаток – повышенное гидравлическое сопротивление, обусловленное весом клапана.

Тарелки без сливных устройств. Их особенностью является то, что пар и флегма проходят через одни и те же отверстия или щели. На тарелках одновременно с взаимодействием флегмы и пара путем барботажа происходит сток части жидкости на нижерасположенную тарелку. Жидкость «проваливается». Выделяют дырчатые тарелки, решетчатые, трубчатые, волнистые.

Насадочные колонны. Тепломассообмен между паром и флегмой протекает в объеме насадок, выполненных из твердых тел различной формы (таблица с типами насадок). Принцип действия колонн. Пар из исчерпывающей части движется вверх по колонне навстречу стекающей жидкости. Распределяясь по большой поверхности насадочных тел пар интенсивно контактирует с жидкостью и теряет при этом часть высококипящего компонента и обогащается легкокипящим. Требования к насадкам – большая поверхность в единице объема, хорошая смачиваемость флегмой и равномерное ее распределение по всей насадке, малое гидравлическое сопротивление, химическая инертность, механическая прочность.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *