Число тарелок

Число ректификационных тарелок в колонне в основном зависит от требуемой четкости ректификации; разности температур кипе­ния: разделяемых фракций; количества подаваемого в колонну орошения. Число теоретических тарелок в ректификационной ко­лонне определяют обычно графически, методом расче­та от тарелки к тарелке и эмпирическими методами. Можно подобрать число тарелок в колонне и на основании прак­тических данных.

Тарелки с S-образными элементами применяют в колоннах, атмосферных, отпарных, под давлением, ГФУ, абсорбционных. Не рекомендуют применять их для вакуумных колонн. Однопоточные тарелки рекомендованы для колонн диаметром 1 - 4 м, двух- и четырехпоточные - для колонн диаметром более 4 м. Клапанные тарелки рекомендуют применять в колоннах АВТ, ГФУ, АГФУ, азеотропной перегонки, четкой ректификации; ситчатые тарелки - для колонн четкой ректификации, азеотропной перегонки, ГФУ, при повышенных жидкостных нагрузках. Не рекомендуют для вакуум­ных колонн, для загрязненных сред, при больших колебаниях на­грузки, в колоннах большего диаметра (более 2,5 м). Струйные тарелки рекомендуют применять для атмосферных колонн диа­метром до 3,2 м отпарных, в колоннах под давлением (диаметр до 4 м). Струйные тарелки с отбойниками рекомендуют применять для вакуумных колонн. Решетчатые тарелки провального типа применяют в колоннах ГФУ, АГФУ, вторичной перегонки диаметром до 2,4 м, при больших нагрузках по жидкости.

В приложениях дана характеристика ректификацион­ных колонн атмосферно-вакуумных установок.

Задачи

1. Определить диаметр колонны, если максимальный объем паров в ней равен 42500 м³/ч и допустимая скорость паров 0,92 м/сек.

2. В сечении колонны определить секундный объем паров фракций 360-420 °С в количестве 53200 кг/ч (М = 307,9), 420-500 °С количестве 32600 кг/ч (М = 400,5) и 10640 кг/ч водяных паров. Температура в данном сечении колонны 410°С и остаточное давление 100 мм.рт.ст.

3. Определить секундный объем паров под верхней тарелкой (рис.6), если через сечение колонны проходит 117000 кг/ паров бензина 17970 кг/ч водяных паров. Плотность бензина d₄²⁰=0,750, М=102, кратность орошения 2, температура орошения на вводе в колонну 35 °С, температура верха колонны 110 °С, давление наверху колонны 1,54 ат. При определении V_сек учесть горячее орошение.

4. Определить объем паров над верхней тарелкой колонны. Пары бензина (22000 кг/ч) и водяные пары (9970 кг/ч) покидают колонну при t=118 °С и давлении П=1,7 ат. Острое орошение подается на верхнюю тарелку в количестве 40170 кг/ч (М=106,2).

5. Какова допустимая скорость движения паров в колонне, если: количество паров нефтепродукта G= 53100 кг/ч (М=213,9); количество водяного пара

G_в.п.= 710 кг/ч; температура в данном сечении колонны t=230 °С; давление наверху колонны П=1,77 ат; тарелки в колонне колпачкового типа; плотность флегмы d₄²⁰=0,843, расстояние между тарелками 600 мм.

6. Определить допустимые весовую и линейную скорости движения паров в данном сечении вакуумной колонны, если температура в нем 220 °С давление П = 55 мм.рт.ст. и проходит через 203 кг/ч газов разложения (М=48), 407 кг/ч нефтяных паров (М=250), 167000 кг/ч орошения (М=362,4), 4249 кг/ч водяного пара. Плотность флегмы d₄²⁰=0,887. Расстояние между тарелками 600 мм.

7. Определить диаметр колонны, если секундный объем паров V_сек= 7,08 м, плотность паров и флегмы в условиях работы колонны соответственно 3,68 и 650 кг/м³. Расстояние между колпачковыми тарелками 600 мм.

8. Определить диаметр изобутановой колонны, сверху которой отводится 254 кг/ч пропана, 16978 кг/ч изобутана, 1692 кг/ч н-бутана и орошение (весовое отношение к дистилляту 4,57:1). Молекулярный вес дистиллята 58, плотность 52 °С ρ= 560 кг/м³. Температура верха колонны 52 °С и давление 6,6 ат. Тарелки в колонне с S-образными элементами. Расстояние между тарелками 600 мм.

9. Какова высота вакуумной ректификационной колонны, если в ее концентрационной части расположено 16 желобчатых тарелок, в отпарной 4. Вниз колонны поступает гудрон в количестве 103500 кг/ч плотностью d₄³⁹⁰=0,740. Диаметр колонны 8 м. Запас гудрона внизу колонны 10-минутный. Расстояние между тарелками 600 мм.

Литература

1. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа, М., Химия, 1973.

2. Гусейнов Д.А., Спектор Ш.Ш. Технологические расчеты процессов нефтепереработки, М.-Л., Химия, 1964.