Проект ректификационной колонны установки первичной перегонки нефти. Работа ректификационной колонны нефти


Ректификационная колонна — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Промышленные ректификационные колонны

Ректификационная колонна (син. ректификационный колонный аппарат) — Ректификационные колонны применяются в процессах дистилляции, экстрактивной ректификации, экстракции жидкостей, теплообмена между паром и жидкостью и в других процессах[1]. Один и тот же принцип действия ректификационной колонны используется как в относительно простых лабораторных приборах, так и в сложных промышленных установках нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой, пивоваренной и других отраслей. Диаметр промышленных ректификационных колонн может достигать 16 метров, а высота — 90 метров и более.

Ректификация известна с начала XIX века как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификацию во всем мире применяют в самых различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение (в производствах органического синтеза, изотопов, полимеров, полупроводников и различных других веществ высокой чистоты). Ректификация — это процесс многократного испарения и конденсации, в ходе которого исходная смесь разделяется на 2 или более компонентов, и паровая фаза насыщается легколетучим (низкокипящим) компонентом (-тами), а жидкая часть смеси насыщается тяжелолетучим (высококипящим) компонентом (-тами).

ru.wikipedia.org

Работа - ректификационная колонна - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Работа - ректификационная колонна

Cтраница 1

Работа ректификационной колонны во многом зависит от качества регулирования давления из-за значительного влияния давления на температуры потоков и долю отгона сырья. Особенно важно регулирование давления яри разде-лейии легких углеводородов, и изомеров. По схеме а давление регулируется изменением проходного сечения клапана, установленного непорредственно на паровом трубопроводе из колонны. Схема применяется, когда температура верха невелика и требуется минимальное время запаздывания. По этой схеме уровень жидкости в емкости орошения регулируется изменением расхода охлаждающей воды в конденсатор-холодильник.  [2]

Работа ректификационных колонн характеризуется стабильностью режима и высоким качеством продуктов разделения. Качество продуктов разделения сохраняется при изменении в значительных пределах как количества перерабатываемого воздуха, так и доли чистого азота.  [3]

Работа ректификационной колонны определяется многими параметрами и в частности правильным выбором расстояния между тарелками, которое должно обеспечить наименьший унос жидкой фазы на расположенную выше тарелку. Если расстояние между тарелками меньше оптимального, возможно попадание капель флегмы с нижней на вышележащую тарелку и ее захлебывание. Взаимосвязь оптимального расстояния между тарелками и их диаметром определяется расчетом.  [4]

Работа ректификационной колонны начинается с того, что вещества перегоняют в колбу, погруженную в жидкий азот. Затем, насколько возможно, понижают температуру колонны. Сосуд Дьюара с жидким азотом удаляют из-под колбы и повышают температуру колонны до тех пор, пока не начнется отгонка. Температуру выдерживают на одном уровне до окончания перегонки. Далее температуру повышают, пока не начнется дистилляция следующей фракции, и выдерживают на этом уровне. Эту процедуру выполняют для каждой новой отгоняемой фракции.  [5]

Работа ректификационной колонны должна также способствовать повышению выхода бензина: при хорошей четкости по-гоноразделения содержание тяжелых бензиновых фракций во флегме доводится до минимума. Бензиновые фракции, находясь во флегме, снижают глубину крекинга и выход бензина за цикл в печи глубокого крекинга. Крекинг образовавшегося бензина приводит к повышенному газообразованию.  [6]

Работа ректификационной колонны характеризуется материальным балансом по потокам и каждому компоненту смеси.  [7]

Работа ректификационных колонн в значительной мере определяется значением флегмового числа.  [9]

Работа ректификационной колонны связана с обменом энергией ( теплом) между контактирующими фазами.  [10]

Работа ректификационных колонн ( рис. 76) регулируется по показаниям температуры вверху и внизу и по уровню жидкости внизу колонны. Температура верха колонны связана обычно автоматически с подачей насоса, качающего орошение на верх колонны. Нормальная эксплуатация установки может производиться только на основе данных текущего лабораторного контроля.  [11]

Работа ректификационных колонн блоков разделения, построенных по различным схемам, в основном определяется одними законами, и это обусловливает одинаковый подход к решению вопросов автоматизации колонн.  [13]

Работу ректификационной колонны регулируют для получения в качестве нижнего продукта стабильного полимербензина с требуемым давлением насыщенного пара. Стабилизированный полимербензин направляют в промежуточные резервуары, а иногда вторично перегоняют для получения продукта с заданной температурой конца кипения.  [14]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Работа ректификационной колонны - Справочник химика 21

    Показатели работы тарелок. К основным показателям работы ректификационных колонн и контактных устройств промышленных установок АВТ относятся кратность орошения (флегмовое число), весовая скорость паров, линейная скорость паров в свободном сечении колонны, плотность орошения тарелки, градиент уровня жидкости на тарелке, высота подбора слива, гидравлическое сопротивление тарелки, число теоретических тарелок, к. п. д. тарелки. Немаловажную роль играет также конструкция тарелки, способ подачи орошения и отвода тепла. [c.57]     Работа ректификационных колонн в значительной мере определяется значением флегмового числа. Минимальное значение R, при котором можно получить дистиллят заданного состава, определяется уравнением [c.62]

    В каждой простой колонне имеются отгонная и концентрационная секции. Отгонная, или отпарная, секция расположена ниже ввода сырья. 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. Для нормальной работы ректификационной колонны обязательны подача орошения наверх концентрационной секции колонны и ввод тепла (через кипятильник) или острого водяного пара в отгонную секцию. [c.210]

    Нельсон обобщил опыт работы ректификационных колонн и для определения коэффициента С предложил график (рис. 127), учитывающий и конструкцию тарелок. Обследования ректификационных колонн на действующих атмосферно-вакуумных трубчатых установках, проведенные ГрозНИИ, показали, что расчет допустимой скорости паров с использованием графика Нельсона для определения коэффициента С хорошо согласуется с практикой. Скорость паров в атмосферных колоннах установок АВТ составляет 0,46—0,84 м/сек, а в вакуумных 2,5—3,5 м/сек при расстоянии между тарелками [c.237]

    Регулирование работы ректификационной колонны производится по показаниям температуры верха, середины и низа, яо уровню флегмы и кощентрации шлам Температура верха колонны регулируется автоматическим регулятором -подач орошения на верх колонны Температура паров верха ректификационной колонны определяет конец кипения получаемого мотобензина С повышением этой температуры повышается конец кипения получаемого мотобензина и, наоборот. [c.155]

    Математические модели ректификационных колонн, основанные на замене реальных тарелок теоретическими ступенями разделения, получили широкое распространение в практике проектных расчетов, поскольку позволяют вести расчет колонны без учета гидродинамической обстановки на тарелках. По существу эти модели (см. табл. 14, модели 3, 5 и 6) представляют собой попытку замены описания ректификационной колонны описанием аппарата с полной конденсацией пара на ступенях разделения. До некоторой степени это отражает свойства процесса ректификации, поскольку взаимодействие паровой и жидкой фаз, имеющих различные температуры, сопровождается явлениями конденсации. Вместе с тем такая замена, по существу, игнорирует межфазный массообмен, который также влияет на работу ректификационной колонны. [c.302]

    На большей части действующих установок ректификация протекает нечетко. Получаемые компоненты светлых и масляных дистиллятов не соответствуют требуемому фракционному составу, наблюдается налегание фракций, часть наиболее тяжелых фракций светлых нефтепродуктов — дизельного топлива — проваливается в низ колонны, в мазут. Поэтому исследованию и анализу работы ректификационных колонн, разработке и испытанию новых типов барботажных тарелок, совершенствованию методов их расчета уделяется большое внимание. [c.50]

    Нормальная работа ректификационных колонн обеспечивается путем регулирования теплового режима (с целью поддержания [c.39]

    Первое применение Розе и Вильямсом крупных аналоговых машин на 88 усилителей для решения технологических задач (управление работой ректификационных колонн). [c.17]

    Статические модели применяется для расчетного исследования и оптимизации установившихся режимов работы ректификационных колонн. А динамические модели применяются при разработке систем автоматического управления и оптимизации пусковых и переходных режимов установок. [c.63]

    Чтобы определить конкретный рабочий режим разделения ректификационной колонны, необходимо предварительно закрепить некоторое конкретное число переменных параметров процесса, характеризующих его установившееся состояние. Анализ работы ректификационной колонны, основанный на принятии гипотезы теоретической тарелки, сводится к совместному рассмотрению соотношений парожидкостного равновесия и уравнений материальных и тепловых балансов. Общее число входящих в эти уравнения переменных, характеризующих процесс разделения [c.345]

    Исследование работы ректификационной колонны, при условии принятия гипотезы идеальной тарелки, основывается на использовании трех фундаментальных законов, а именно, сохранения вещества, сохранения энергии и, наконец, второго закона термодинамики. Применение первых двух законов находит свое практическое выражение в составлении основанных на них уравнений материального и теплового баланса. Второй же закон термодинамики является той основой, которая используется при выводе равновесных соотношений фазового сосуществования парожидких систем, устанавливающих предельные глубины процессов массообмена и энергообмена взаимодействующих неравновесных фаз. [c.68]

    С точки зрения теоретического обобщения условий протекания процесса ректификации, речь идет об определении соотношений ряда переменных величин, которыми, с одной стороны, являются веса и составы контактирующих потоков на различных ступенях процесса, а с другой,—тепловые свойства, температура и теплосодержания этих потоков паров и флегмы на различных уровнях по высоте колонны. Эти соотношения в общем виде выводятся аналитическим путем и наиболее просто и удобно представляются графически на рассмотренной ранее тепловой диаграмме, дающей теплосодержания единицы веса насыщенных фаз в функции их составов. На той же диаграмме путем проведения семейства конод или путем ее сопоставления с изобарными равновесными кривыми кипения и конденсации оказывается возможным представлять графически условия равновесного сосуществования паровых и жидких фаз, и это обстоятельство делает их применение к анализу работы ректификационной колонны особенно эффективным. [c.69]

    Регулирование работы ректификационной колонны [c.82]

    На современных установках АВТ парциальные конденсаторы не нашли широкого применения они уступили место острому орошению. При остром орошении пары, поднимающиеся с верхней тарелки колонны, целиком конденсируются в конденсаторе-холодильнике. Некоторая часть конденсата возвращается на верхнюю тарелку в качестве орошения, остальная часть отводится как целевой продукт. Подающаяся в этом случае на верх колонны в виде острого орошения холодная жидкость соответствует по составу ректификату, получаемому с верха ректификационной колонны. На всех промышленных установках АВТ применяют острые орошения. Равномерное распределение острого орошения по всему сечению колонны обеспечивает правильный контакт между флегмой и парами, что является необходимым условием для нормальной работы ректификационных колонн. [c.40]

    Основной причиной некачественного погоноразделения была плохая работа ректификационных колонн. На установках АВТ, работающих по схеме двухкратного испарения, количество тарелок в колоннах [в первой 14 тарелок, во второй (основной) 23] не обеспечивало удовлетворительного фракционирования. В последующих установках АВТ мощностью 1 и 2 млн. т/год нефти (проект [c.44]

    Характеристика ректификационных колонн наиболее типичной комбинированной установки ЭЛОУ — АВТ типа А-12/9 производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти приводится в табл. 29, а в табл. 30 приведены характеристики работы ректификационных колонн на действующих установках АВТ. [c.169]

    Управление работой ректификационной колонны. Оценка различных возмущений работы ректификационных колонн показала , что наиболее универсальной является двойная система регулирования, заключающаяся в следующем  [c.79]

    Согласно представлениям об ингибировании свободнорадикального процесса образования (о-полимера стабильными радикалами [40—41], разработан способ эффективного подавления образования и роста (о-полимера хлоропрена. Применение этих стабилизаторов позволило увеличить цикл непрерывной работы ректификационных колонн в 2—3 раза и увеличить безопасность работы в этой стадии процесса. [c.721]

    КОНТРОЛЬ ЗА РАБОТОЙ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОНН [c.251]

    Из приведенных примеров видно, что контроль за работой ректификационных колонн в основном сводится к оперированию важнейшим фактором процесса ректификации — температурным режимом — путем изменения количества подаваемого орошения. Выбранный температурный режим для заданного сырья и качеств получаемых из него дистиллятов поддерживается постоянным автоматически при помощи терморегуляторов, регуляторов расхода и других аппаратов контроля. [c.251]

    Определение оптимальных конструкций и режимов работы ректификационных колонн рационально выполнять, используя электронно-вычислительную технику. Методика проведения таких расчетов приведена в литературе [15]. [c.135]

    Нагревательно-фракционирующая часть. Для обеспечения нормальной работы ректификационной колонны записываются и регулируются следующ,ие параметры  [c.203]

    Рассмотрим основные причины и характер отказов в работе ректификационных колонн (РК). Отказ в работе РК может быть вызван ошибкой в расчете площади отверстия и переливного устройства, плохой установкой тарелок, работой не в расчетных условиях, засорением тарелок (забивкой отверстий), увеличением отверстий, пенообразованием, забивкой переливного устройства, некачественной предшествующей очисткой сырья, наличием посторонних веществ в сырье, образованием полимерного осадка и др. [c.120]

    Для ТД необходимо оценить внешние ц внутренние факторы, влияющие на работу ректификационной колонны. Контроль внешних факторов сводится к проверке качества регулирования входных величин от других аппаратов, а также к проверке качества работы регуляторов колонны и вспомогательного обору- [c.121]

    Эти выводы имеют большое практическое значение при поиске путей усовершенствования условий работы ректификационных колонн. Действительно, в последнее время сохраняется тенденция уменьшения флегмового числа вплоть до минимального. Поскольку при этом должна увеличиваться высота колонны, то действительная степень снижения флегмы может быть определена в результате анализа капитальных, эксплуатационных затрат на организацию и ведение процесса. [c.484]

    Важным параметром, определяющим работу ректификационных колонн в области предельных нагрузок, является унос жидкости паром с тарелок. Обычно унос учитывается в виде степенной функции от скорости пара. При этом показатель степени порядка трех. Наиболее существенно унос жидкости сказывается при расчетах разделения смесей с большим диапазоном температур кипения компонентов. При этом еще более резко изменяется величина уноса по высоте аппарата, что значительно снижает разделительную способность отдельных участков колонны. [c.303]

    Имеется три способа регламентирования работы ректификационных колонн по проценту извлечения компонента в ректификационной колонне или ао количеству компонента, отводимого с низа колонны  [c.139]

    Нормальная работа ректификационной колонны в значительной мере определяется гидравлическим реяшмом ее работы. Это означает, что при проектировании колонны необходимо правильно выбрать ее диаметр, расстояние между тарелками и сечение сливных устройств. [c.230]

    В настоящее время отсутствует надежный метод расчета коэффициента полезного действия тарелок. Поэтому приходится пользоваться практическими данными, полученнымп при обследовании работы ректификационных колонн. [c.236]

    Регулирование давления. Работа ректификационной колонны во МНОГОМ зависит от качества регулирования давления из-за значительного влияния давления на температуры потоков и долю отгона сырья. Особенно важно регулирование давления при разде-Л81н ии легких углеводородов, и, изом1е(ров. В зависимости от состава и свойств разделяемой смеси и аппаратурного оформления процесса может быть принят один из следующих вариантов регулирования давления в колонне (рис. У1-14). По схеме а давление регулируется изменением проходного сечения клапана, установленного нeпoqpeя тввннo яа паровом трубопроводе из колонны. Схема применяется, когда температура верха невелика и требуется минимальное время запаздывания. По этой схеме уровень жидкости в емкости орошения регулируется изменением расхода охлаждающей воды, в конденсатор-холодильник. [c.329]

    Нормальная работа ректификационных колонн и требуемое качество продуктов [герегонки обеспечиваются путем регулирования теплового режима — отводом тепла в концентрационной и подводом тепла в отгонной секциях колонн, а также нагревом сырья до оптимальной температуры. В промышленных процессах перегонки нефти применяют следуюгцие способы регулирования температурного режима по высоте колонны (рис.5.8). [c.167]

    При рассмотрении работы ректификационной колонны, для определенности при переходе отсосгавоз фаз в одном межтарелочном отделении к составам фаз в соседнем, принимается гипотеза теоретической тарелки, выражающая простейлий случай взаимодействия фаз на тарелке и дающая качественно правильную картину процесса. [c.68]

    Диффузионная и кинетическая картина процесса многокомпонентной ректификации выяснена пока недостаточно, поэтому создание обоснованного во всех деталях, теоретически строгого метода расчета сложной колонны оказыиается весьма трудной задачей. Экспериментальные исследования рабочего процесса действующих колонн не дали пока таких существенных результатов, которые исчерпывающим образом объяснили бы все особенности развития и протекания как процесса в целом, так и отдельных его ступеней. Этим объясняется широкое использование в анализе работы ректификационных колонн термодинамического метода исследования, покоятцегося на гипотезе теоретической тарелки. [c.301]

    По указанным причинам при подготовке сырья иногда приходится ограничивать конец кипения направляемого на каталитический крекинг солярового дестиллата. Во многих с.лучаях можно предупредить поступление тяжелых фракций в реактор более тщательной регулировкой работы ректификационных колонн или установок, подготавлпвзющих сырье для крекинга. Конец кипения сырья приходится понижать и в тех случаях, когда реактор крекинг-установки не приспособлен к переработке паро-жидкой смеси. [c.28]

    Для бесперебойной работы ректификационной колонны необходимо соблюдать следующие условия питалис колонны должно быть равномерным и постоянным по [c.34]

    Для нормальной работы ректификационной колонны необходимы тсспешиий контакт между нисходящим потоком флегмы и восходящим потоком паров и надлежащий температурный режим. Первое условие обеспечивается конструкцией колпачков и тарелок, второе — отводом тепла наверху колонны, конденсацией части паров и образованием пото1 а орошения (флегмы). Восходящий поток паров обеспечивается частичным испарением исходного сырья, а также жидкой фазы впияу колонны под действием тепла огневого нагревателя, кипятильника или острого водяного пара. [c.213]

chem21.info

Проект ректификационной колонны установки первичной перегонки нефти

Описание работы

Ректификация - массообменный процесс, который осуществляется в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки). В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высококипящим компонентом, а паровая фаза - более низкокипящим. Процесс массообмена происходит по всей высоте колонны между стекающей вниз флегмой и поднимающимся вверх паром. Что интенсифицировать процесс массообмена применяют контактные элементы, что позволяет увеличить поверхность массообмена. В случае применения насадки жидкость стекает тонкой пленкой по ее поверхности, в случае применения тарелок пар проходит через слой жидкости на поверхности тарелок. В данной работе приведен расчет тарельчатой ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол - толуол.

Содержание

Введение 3Особенности расчета тарельчатой ректификационной колонны 4Пример расчета ректификационной колонны для перегонки смесибензол – толуол 5Материальные расчеты 5Материальный баланс колонны 5Определение рабочего флегмового числа 6Построение рабочей линии на диаграмме “жидкость - пар” 7Определение среднего массового расхода по жидкости 7Определение среднего массового расхода по пару 9Скорость пара и диаметр колонны 10Определение высоты колонны 122.3.1. Определение высоты колонны по числу теоретическихТарелок 122.3.2. Определение высоты колонны по кинетической кривой 133. Пример расчета 144. Охрана труда и окружающей среды на Карачаганакскомнефтегазоконденсатном месторождении 244.1. Основные производственные опасности и вредности 244.2. Физико-химическая характеристика вредных веществ.Оказание до врачебной помощи пострадавшим 254.2.1. Оксид углерода (СО) 254.2.2. Оксид азота (NOX) 254.2.3. Сернистый ангидрид (SO2) 254.2.4. Сероводород 254.2.5. Углеводороды 264.2.6. Метанол (Ch4OH) метиловый спирт, карбонил 264.2.7. Технический углерод (сажа) 264.2.8. Оказание первой помощи при отравлении метанолом. 274.2.9. Оказание до врачебной помощи при отравлениисероводородом и сернистым газом. 274.3. Мероприятия по обеспечению газовой безопасности. 284.3.1. Объекты производства, предрасположенные к наиболеехарактерным аварийным ситуациям: 294.3.2. Показатели безопасности оборудования 294.4. Мероприятия по обнаружению мест ЧС, аварий 35Заключение 38Список литературы 39

stud24.ru

Проект ректификационной колонны установки первичной перегонки нефти

 

 

Министерство образования и  науки Республики Казахстан

Инженерно-технологический колледж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине:

Процессы и  аппараты нефтегазопереработки

 

На тему:

«Проект ректификационной колонны

установки первичной перегонки нефти»

 

 

Подготовил:  ст-ка гр. ТПНГ-12(уск)

Калашникова Евгения

 

Проверил:                Преподаватель

Шамуратова А.К.

 

 

 

 

 

 

 

 

Уральск 2009

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение           3

  1. Особенности расчета тарельчатой ректификационной колонны  4
  2. Пример расчета ректификационной колонны для перегонки смеси

бензол – толуол          5

    1. Материальные расчеты        5
      1. Материальный баланс колонны      5
      2. Определение рабочего флегмового числа    6
      3. Построение рабочей линии на диаграмме “жидкость - пар” 7
      4. Определение среднего массового расхода по жидкости  7
      5. Определение среднего массового расхода по пару   9
    2. Скорость пара и диаметр колонны      10
    3. Определение высоты колонны      12

2.3.1. Определение высоты колонны по числу теоретических

Тарелок           12

2.3.2. Определение высоты колонны по кинетической кривой  13

3. Пример расчета          14

4. Охрана труда и окружающей среды на Карачаганакском

нефтегазоконденсатном месторождении      24

4.1. Основные производственные опасности и вредности   24

4.2. Физико-химическая характеристика вредных веществ.

Оказание до врачебной  помощи пострадавшим    25

4.2.1. Оксид углерода (СО)        25

4.2.2. Оксид азота (NOX)        25

4.2.3. Сернистый ангидрид (SO2)       25

4.2.4. Сероводород        25

4.2.5. Углеводороды         26

4.2.6. Метанол (Ch4OH) метиловый спирт, карбонил   26

4.2.7. Технический углерод (сажа)      26

4.2.8. Оказание первой помощи при отравлении метанолом.  27

4.2.9. Оказание до врачебной помощи при отравлении

сероводородом и сернистым  газом.     27

4.3. Мероприятия по обеспечению газовой безопасности.   28

4.3.1. Объекты производства, предрасположенные к наиболее

характерным аварийным ситуациям:     29

4.3.2. Показатели безопасности оборудования    29

4.4. Мероприятия по обнаружению мест ЧС, аварий   35

Заключение          38

Список литературы         39

 

Введение

 

Ректификация - массообменный  процесс, который осуществляется в  противоточных колонных аппаратах  с контактными элементами (насадки, тарелки). В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высококипящим компонентом, а паровая фаза - более низкокипящим. Процесс массообмена происходит по всей высоте колонны между стекающей вниз флегмой и поднимающимся вверх паром. Что интенсифицировать процесс массообмена применяют контактные элементы, что позволяет увеличить поверхность массообмена. В случае применения насадки жидкость стекает тонкой пленкой по ее поверхности, в случае применения тарелок пар проходит через слой жидкости на поверхности тарелок. В данной работе приведен расчет тарельчатой ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол - толуол.

 

1 Особенности  расчета 

тарельчатой ректификационной колонны

 

Как правило, расчет ректификационной колонны производится для заданных: составе исходной смеси, кубового остатка, дистиллята, производительности и рабочем давлении в колонне.

В начале определяется   материальный баланс колонны и рабочее флегмовое  число. Для этого используется диаграмма y -x .  Затем подбирается тип тарелок, определяется скорость пара, диаметр колонны, коэффициенты массопередачи, высота колонны, гидравлическое сопротивление тарелок. После этого можно провести расчет эксплуатационных свойств, а также экономические показатели ее использования.

 

2 Пример расчета  ректификационной колонны для перегонки смеси бензол - толуол

 

Для примера, рассчитаем колонну при  содержании легколетучего компонента (т.е. бензола) в исходной смеси 35%(масс.), в дистилляте 98%, в кубовой жидкости 1,7%. Производительность по исходной смеси 5 кг/с.

2.1 Материальные расчеты

2.1.1 Материальный  баланс колонны

Производительность по дистилляту P и кубовому остатку W определяется из уравнения материального баланса ректификационной колонны:

   (1)

Откуда:

  (2)

  (3)

Все расчеты в данном случае ведутся для легкокипящего  компонента, а значит х есть концентрация бензола. Для дальнейших расчетов необходимо пересчитать составы фаз из массовых в мольные по соотношению:

   (4)

где  x - мольная доля компонента А,

- массовая доля компонента А, % (масс.)

МА - мольная масса компонента А,

МВ - мольная масса компонента В,

Подставив мольные массы  бензола и толуола  получаем:

 

 

2.1.2 Определение  рабочего флегмового числа

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются значением рабочего флегмового числа R. Флегмовое число являет собой отношение количества флегмы к количеству дистиллята. Оно может находиться в интервале от Rmin до ¥. При минимальном флегмовом числе можно получить максимальное количество дистиллята, но число тарелок становится бесконечно большим. Если флегмовое число принять равным бесконечности, то получится, что колонна работает сама на себя. При флегмовом числе меньше минимального мы ни при каких условиях не сможем получить конечный продукт с заданными свойствами.

Рисунок 1

Диаграмма "жидкость-пар" для  смеси бензол-толуол

Вообще флегмовое число отражает угол наклона рабочей линии к оси абсцисс для верхней части колонны и входя в уравнение рабочей линии. Уравнение рабочей линии для верхней части колонны выглядит как:

     (5)

 

 

 

yD , как впрочем и yW определяются равными xD и xW соответственно. Иначе говоря предполагается что состав паровой и жидкой фазы одинаков как для низа так и для верха колонны. Все это можно увидеть на рисунке 1.

Минимальное флегмовое  число определяется по следующей  формуле:

      (6)

где - мольная доля спирта в паре, находящемся в равновесии с исходной смесью, определяется по y-x диаграмме .

Тогда:

Рабочее  значение флегмового числа примем равным 2,1. Для определения  рабочего флегмового числа существует множество рекомендаций, мы их упускаем, но их можно найти в [3].

 

2.1.3 Построение  рабочей линии на диаграмме  “жидкость - пар”.

Рабочая линия процесса ректификации, в отличие от процесса абсорбции, представляет собой совокупность рабочих линий для верхней  и для нижней части колонны  и характеризуется изломом в точке соответствующей составу питательной смеси.

Для верхней части  колонны можно воспользоваться  уравнением (5), а для нижней части  колонны существует уравнение:

    (6)

Вид  рабочей линии  представлен на все том же рисунке 1.

 

2.1.4 Определение среднего массового расхода по жидкости

Средние массовые расходы  по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяются из соотношений :

 

 

      (7)

     (8)

где МP и МF - мольные массы дистиллята и исходной смеси,

МВ и МН - мольные массы жидкости в верхней и нижней частях,

Мольная масса жидкости в верхней  и нижней частях колонны соответственно  равна :

    (9)

    (10)

где Мб и Мт - мольные массы бензола и толуола

xср.в и xср.н - средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и  нижней частях колонны:

Тогда

Аналогично находится мольная  масса  исходной смеси:

Мольную массу дистиллята можно  принять равной мольной массе  бензола.

Подставив результаты соотношения в (7) и (8) получаем:

 

2.1.5 Определение среднего  массового расхода по пару

Средние массовые потоки пара в верхней и нижней частях колонны  соответственно равны :

    (11)

    (12)

где  и - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях  колонны:

   (13)

   (14)

где средние значения состава паровой фазы рассчитываются аналогично жидкой фазе и равны:

Тогда из формул (13) и (14) следует

Подставив результаты в (11) и (12) получаем:

 

2.2 Скорость  пара и диаметр колонны

 

На этой стадии необходимо выбрать тип тарелки. Поскольку  предполагается, что жидкость не содержит взвешенных частиц выберем используем сетчатые тарелки.

Допустимая скорость в верхней и нижней части колонны  определяется по формуле:

      (15)

Поскольку плотности  бензола и толуола близки, то плотность жидкой фазы может быть приближенно определена как 796 кг/м3.

Средняя плотность пара для нижней и для верхней части  колонны может быть определена по формуле:

      (16)

где t - температура для верхней или для нижней части колонны.

Температура  в колонне,  в  свою  очередь,  определяется  по  диаграмме t - x,y, которую можно увидеть на рисунке 2.

Рисунок 2

 Диаграмма t - x,y

По средним составам фаз определим температуру в  верхней части колонны 89°С, в нижней части колонны 102°С.

Тогда по формуле (16) рассчитываем плотность паровой фазы соответственно в нижней и верхней части колонны.

 

 

Сейчас можно рассчитать допустимые скорости как в верхней, так и в нижней части колонны:

Диаметр колонны может быть определен  по формуле:

      (17)

Диаметр колонны принимается одинаковым по всей ее высоте и как правило равен большему из определенных. Однако, в данном случае различия между скоростями в верхней и нижней части колонны не велики поэтому можно использовать средние значения:

Подставив их в формулу (17) получим:

м

Приняв стандартный  размер обечайки равным 1,8м уточним  рабочую скорость пара. Она будет  равной 0,82м/с.

На данном этапе необходимо выбрать тарелку из ряда стандартных. Опуская процесс выбора, отметим, что это тарелка ТС-Р с ниже приведенными характеристиками:

Диаметр отверстий в  тарелке d0

8мм

Шаг между отверстиями t

15мм

Свободное сечение тарелки Fc

18,8%

Высота переливного  порога hпер

30мм

Ширина переливного  порога b

1050мм

Рабочее сечение тарелки Sт

2,294м2

Скорость пара в рабочем  сечении тарелки:

 

2.3 Определение высоты колонны

 

Количество тарелок  в колонне может быть определено либо по числу теоретических тарелок, либо по кинетической кривой.

stud24.ru

Технологический расчет атмосферной ректификационной колонны для разделения нефти

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА

Кафедра оборудования нефтегазопереработки

Курсовой проект по курсу «Процессы и аппараты химической технологии»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ АТМОСФЕРНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТИ

Выполнил: студент группы ХТ-14-03

                                                                                                                           Федотов В.

                                                                                        Проверил:                      Завьялов А. П.                      

Москва, 2018

СОДЕРЖАНИЕ.

  1. Физико-химические свойства нефти…………………………………………3
  2. Материальный баланс аппарата ………………………………………………4
  3. Описание атмосферной колонны К-2………………………………………...6
  4. Давление и температура в колонне……………………...................................7
  5. Физические характеристики потоков……………………………..………....11
  6. Расчёт процесса однократного испарения сырья на входе в колонну…………………………………………………………………….......14
  7. Тепловой баланс колонны………………….…………………………………16
  8. Расчёт диаметра и высоты колонны К-2……………………………………..18
  9. Список использованной литературы……………………………...………….21
  1. Физико-химическая характеристика нефтей

Нефть

Ромашкинская

Горизонт, свита, ярус

Угленосный

Глубина перфорации, м

1050-1060

№ скважины

5223а

ρ420

0,8903

M

300

ν20, ссm

34,8

ν20, ссm

12,3

Температура застывания, оС :

 

с обработкой

-33

без обработки

-17

Температура вспышки в закрытом тигле, оС

-38

Давление насыщенных паров(при 38  оС), мм рт. ст.

312

Парафин:

 

содержание

3,5

температура плавления, оС

51

Содержание, % :

 

серы

3,5

азота

0,2

смол сернистых кислот

50

смол селикагелевых

14

асфальтенов

5,2

Коксуемость, %

6,7

Зольность, %

0,038

Кислотное число, мг KOH на 1 г нефти

0,17

Выход фракций, вес. % :

 

до 200 С

17,4

до 350 С

42

  1. Материальный баланс аппарата.

    Материальный баланс аппарата составляется по кривой ИТК нефти. Сырьём установки является Ромашкинская нефть угленосного горизонта [1]. Выход отдельных фракций принят по их потенциальному содержанию в нефти без учёта чёткости ректификации.

Кривая  ИТК Ромашкинской нефти угленосного горизонта [1].

ru.essays.club

Нормальная работа - ректификационная колонна

Нормальная работа - ректификационная колонна

Cтраница 2

Для нормальной работы любых пленочных ректификационных колонн большое значение имеет равномерность подачи флегмы и питания по сечению колонны. Затруднения, связанные с достижением такой равномерности, часто препятствуют созданию промышленных колонн больших диаметров по данным, полученным на лабораторных моделях.  [16]

При нормальной работе ректификационной колонны в зависимости от условий получаются 99 95 - 99 97 % - ный азот и 90 - 92 % - ный кислород или чистый ( 99 5 - 99 7 % - ный) кислород и азот с повышенным содержанием кислорода.  [17]

Для обеспечения нормальной работы ректификационной колонны в низ ее необходимо подводить тепло; при этом часть жидкости, стекающей с нижней тарелки, испаряется, образуя необходимый для процесса ректификации восходящий поток паров.  [18]

Для обеспечения нормальной работы ректификационной колонны из ее куба в каждый момент времени должна отводиться жидкость в количестве, соответствующем притоку ее с тарелок отгонной части колонны. Соответствие между притоком и стоком кубовой жидкости характеризуется постоянством величины уровня в кубе колонны. Поэтому, как правило, воздействие на регулирующий клапан, изменяющий количество отводимого кубового продукта, осуществляется по сигналу от регулятора уровня. Для этого в колоннах, в кубовой части которых имеется встроенный кипятильник, датчик регулятора уровня измеряет фактическое значение уровня непосредственно в кубе колонны.  [19]

Необходимым условием нормальной работы ректификационных колонн является стабильность потоков жидкостей - питания колонн и особенно их орошения и постоянство флегмовых чисел.  [20]

Для обеспечения нормальной работы ректификационной колонны на верху ее необходимо отводить определенное количество тепла для конденсации части паров и образования потока флегмы ( орошения), необходимого для процесса ректификации.  [22]

Орошение необходимо для нормальной работы ректификационных колонн. В результате непрерывного массообмена и теплообмена между стекающей флегмой и парами происходит ректификация смеси углеводородов.  [24]

Как известно, для нормальной работы ректификационной колонны необходимо поддерживать соотношения количеств исходной смеси и пара. Комбинированная система обеспечивает изменение подачи пара в зависимости от колебаний количества исходной смеси еще до того, как изменилась температура кубового продукта. В результате достигается лучшее качество регулирования температуры кубового продукта.  [26]

Не менее важное значение для нормальной работы ректификационной колонны имеет подача рефлюкса или флегмы. Орошение рефлюксом или флегмой способствует интенсивному охлаждению и конденсации паров в колонне, причем потребное число тарелок уменьшается.  [27]

От работы последних, в частности, существенно зависит нормальная работа ректификационных колонн, поскольку при неполной конденсации паров начинает расти давление в колонне и меняется ее температурный режим. Поэтому если давление в колонне начинает повышаться, в первую очередь изменяют режим конденсации паров: увеличивают расход воздуха через АВО и подают свежую воду на впрыск в поток воздуха. Если эти меры исчерпаны, а давление продолжает расти, то это свидетельствует о забивке трубок АВО отложениями и необходимости их очистки или замены.  [28]

Постоянная температура нефти на выходе из печи имеет большое значение для нормальной работы ректификационной колонны, так как обеспечивает постоянство качества вырабатываемых дистиллятов и высокий отбор светлых продуктов. Колебания температуры сырья нарушают режим колонны, так как при этом изменяется количество испаряющихся фракций, ухудшается ректификация и снижается отбор светлых продуктов.  [29]

Тарелки в ректификационной колонне обеспечивают тесный контакт между парами нефтепродуктов, поднимающимися вверх по колонне, и жидкими нефтепродуктами, стекающими вниз. При этом пары обогащаются низкокипящими компонентами, а жидкость высо-кокипящими. Нормальная работа ректификационных колонн в сильной степени зависит от качества монтажа тарелок.  [30]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru