Затраты на выделение различных компонентов на гфу (% от общей суммы затрат на установке)

Статьи затрат	Выделяемые компоненты
	С2	С3	С4	С5	i-С4 н-С4	i-С5 н-С5
Эксплуатационные расходы	5-12	15-20	15-25	7-12	20-30	15-20
Капитальные вложения на ректификационное оборудование	2-8	7-10	10-16	5-10	25-35	25-25

8.3.2. Влияние основных параметров на процесс ректификации

Основными параметрами, влияющими на процесс ректификации газовых смесей, являются: давление, температура, количество теоретических тарелок в колонне и флегмовое число.

Повышение давления при ректификации приводит к увеличению температур кипения и конденсации компонентов разделяемых смесей, возможности применения более дешевых хладоагентов в конденсаторах-холодильниках ректификата и уменьшения их теплопередающей поверхности, уменьшению необходимого диаметра колонны или к росту ее производительности при одном и том же диаметре, однако с повышением давления уменьшается коэффициент относительной летучести компонентов и ухудшается четкость ректификации, увеличивается теплопередающая поверхность рибойлера и затраты на нагрев сырья и подвод тепла в колонну, а при термолабильности продуктов возможна их деструкция из-за повышения температур. Максимальное давление не должно приближаться к критическому для разделяемой смеси во всех сечениях колонны.

Обычно давление в колоннах для разделения газовых смесей составляет (МПа): для этановой колонны – 3,5-4,0; для пропановой – 0,8-2,0; для бутановой – 0,3-1,6; для изобутановой – 0,8-2,0.

От температурного режима колонны, который определяется давлением, зависит фазовое состояние сырья на входе в колонну, а также ректификата, остатка и продуктов в других сечениях колонны. Температурный режим тем выше, чем выше давление в колонне.

С увеличением числа теоретических тарелок и флегмового числа четкость ректификации газовых смесей возрастает, при этом для минимизации эксплуатационных затрат для получения одной и той же четкости ректификации целесообразно увеличивать число тарелок, уменьшая флегмовое число. Флегмовые числа в колоннах для разделения газовых смесей колеблются от 0,5 до 20-25, а число реальных тарелок (к.п.д. – 0,25-0,50) – от 60 до 180 штук (число тарелок в колонне тем больше, чем более близкокипящие компоненты в ней разделяют).

8.3.3. Принципы технологического расчета ректификационных колонн гфу

Целью технологического расчета ректификационных колонн для разделения газовых смесей является определение технологического режима ее работы (давление, температуры, расходы орошения и др.) и основных геометрических размеров (диаметра и высоты). Методика технологического расчета подобных колонн достаточно подробно изложена в специальной литературе [12,18,20] и поэтому в настоящем учебном пособии изложена лишь последовательность укрупненного расчета, которая заключается в следующем:

1. Задаются производительность колонны по сырью F, его состав и требования к качеству получаемых продуктов.

2. Определяют количество ректификата колонны (D) по формуле:

D = , моль/ч (8.4)

где F - количество сырья колонны, моль/ч.

Х_F , у_Д, Х_R - мольное содержание основного продукта колонны

(определяется по названию ректификата колонны) в

сырье, ректификате и остатке.

3. Составляют материальный баланс колонны (практически все колонны для разделения газовых смесей – простые): сырье – F, ректификат – D и остаток R = F-D (потерями пренебрегают).

4. Задаются давлением и кратностью острого орошения в колонне и определяют ее температурный режим, после чего составляют ее тепловой баланс и определяют количество тепла, подводимого в рибойлере.

5. По практическим данным принимается число реальных или теоретических тарелок в колонне и с помощью коэффициента полезного действия переходят от теоретических тарелок к реальным или наоборот.

6. Определяют диаметр и высоту колонны.

Г Л А В А 9