вдання раціонального поєднання флегмового числа, від якого залежить витрата енергії, і числа ТТ, тобто висоти колони, визначальною капітальні витрати. Оптим. схема поділу повинна відповідати мінімуму витрат. При виборі схеми, що складається з ряду колон, зниження енергетичних. витрат можливе за рахунок рекуперації теплових потоків завдяки відмінності температур кипіння продуктів розділення (наприклад, висококиплячі компоненти можна використовувати для підігріву низкокипящих).
Велика економія енергії може бути досягнута шляхом застосування схеми з тепловим насосом. У цьому разі пари дистиляту, що виходять з колони, стискуються компресором до тиску, відповідного необхідній температурі його конденсації в кубі колони; при цьому відпадає необхідність у дефлегматоре і скорочуються витрати пари і води. З метою економії капітальних витрат іноді вигідно використовувати замість кілька простих колон одну складну колону з отпарную секціями (див. Нижче) і бічними відборами окремих фракцій. Такі колони використовують при поділі вуглеводневих газів та переробці нафти.
Типовий приклад складної колони-колона атм. перегонки збезводненої і знесоленої нафти (рис.1.5); продукти поділу: газ, що складається з вуглеводнів С2-С4; фракція бензину до 180 ° С; фракція гасу 160-250 ° С;
фракції легкого (220-300 ° С) і важкого (280-350 ° С) дизельних палив; фракція атм. газойля 350-380 ° C; мазут (фракція вище 350-380 ° С). Кожен бічний погон з основні колони направляється в спец. колони (секції), де відбувається відпарювання з нього легких фракцій. З отпарную колон пари повертаються в основні колону, а рідина відбирається
У вигляді цільових фракцій ректифікацію використовують, поряд із зазначеними вище галузями застосування, при отриманні азоту і кисню з повітря (див. Повітря поділ), ряду чистих металів, важкої води, у промисловості органічне синтезу та ін. У лабораторна практиці застосовують в основні ті ж, що і в промисловості, способи ректифікації, проведеної в скляних насадочних або тарілчастих ректифікації. колонках; періодичну ректифікацію використовують для розділення невеликих кол-в (кілька десятків г), безперервну-значною кол-в (сотні і тисячі г) сумішей.
Малюнок 1.5 - Установка атмосферної перегонки нафти: 1-основні колона; 2-отпарную колони (секції); 3-тарілка харчування; 4-відбійник; 5-конденсатор; 6-холодильник; 7-ємність зрошення; 8-робітники тарілки; I-нафта; II - газ; III -бензин; IV-гас; V, VI-легке і важке дизельні палива; VII-атм. газойль; VIII-мазут; IX-під так; Х-водяний пар.
Ректифікація - один з найбільш енергоємних хімічний-технол. процесів. Тому в хімічний виробництвах все частіше застосовують альтернативні процеси та методи поділу. До них відносять: випаровування через мембрану (див. Мембранні процеси розділення), здійснюване в апаратах плівкового типу; противоточную кристалізацію з безперервним масообмінних (економія енергії досягається завдяки тому, що теплота плавлення поділюваних речовин, як правило, істотно менше, ніж теплоти їх пароутворення; див. також кристалізаційної методи розділення сумішей та ін. Однак, незважаючи на все більшого поширення цих та інших альтернативних процесів і методів, ректифікація раніше зберігає своє значення в хімічний галузях промисловості, особливо в нафтопереробці і нафтохімії.
1. Конструкція агрегату і технологічний процес
.1 Конструкція агрегату
Для чіткого поділу нафти на фракції застосовують перегонку з ректифікацією. Ректифікація - це тепло- і -массообменний процес поділу рідин, що розрізняються за температурою кипіння, за рахунок противоточного, багаторазового контактування парів і рідини. Процес ректифікації проводиться в ректифікаційних колонах на спеціальних пристроях - ректифікаційних тарілках або насадках.
Колона обладнана прямоугольно-клапанними тарілками в концентраційної частини і каскадними тарілками в отгонной частини.
Робочі умови в колоні (залежно від переганяється сировини):
тиск верху - 0,5 - 1,5 кгс/см2;
температура верху - 100? 200 ° С;
температура низу - 220? 280 ° С.
У працюючій ректифікаційної колоні через кожну тарілку або заміняє її пристрій проходять два потоки:
рідина - флегма, що стікає з вищерозміщеної на нижележащую тарілку;
пари, що надходять з нижележащей на вищерозміщених тарілку.
Пари і рідина, що надходять на тарілку, не перебувають у стані рівноваги, однак, вступаючи в зіткнення, прагнуть до цього. Рідкий потік з вищерозміщеної тарілки надходить у зону більш високої температури, і тому з нього випаровується деяку кількість низькокиплячого компонента, в результаті чого концентрація останнього в рідини зменшується. З іншого боку, паровий потік, що надходить з нижележащей тарілки, потрапляючи в зону нижчої температури, конденсується, і частина висококиплячих продукту з цьог...
