Файл: Министерство науки и высшего образования российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования тюменский .docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 135
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Конструкция колонны, предложенная авторами, имеет вид, представленный на рисунке 1.2.
Тепло от нагревателей 3, установленных в теплообменной рубашке 2, через стенку куба 1 передается в разделяемую смесь, вследствие чего она вскипает с образованием поднимающегося пара, который перемещается вверх по царгам 9. Флегма, образованная в дефлегматоре 6, стекает вниз по горизонтальным перегородкам 10 и частично испаряется. Поднимающийся пар контактирует с охлаждаемой поверхностью змеевиков 11 с образованием потока дополнительной флегмы, которая стекает в отбортованные с торцов пластины 12 с образованием слоя жидкости на ней. Дополнительная флегма нагревается теплом поднимающегося пара через стенку пластин 12, вследствие чего за счет частичного испарения образуется вторичный пар, расход которого регулируется температурой охлаждаемой поверхности змеевиков 11 путем изменения расхода охлаждающей воды в трубопроводе 14 и дросселирующих устройствах 13. Далее флегма стекает на перегородки 10, а вторичный пар смешивается с поднимающимся паром, что приводит к увеличению в нем концентрации легколетучих компонентов, и поднимается в верх на вышележащие царги (ступени), а конденсат, образованный на внешней стороне отбортованных пластин 12 и повышенным содержанием ТЛК удаляется в стекающую жидкость. Не сконденсировавшиеся в дефлегматоре 6 пары поступают в конденсатор 7, а оттуда в виде дистиллята по технологическому патрубку (на фиг.1 не показано) поступает в рабочую полость куба 1 (либо осуществляется его отбор в качестве
| | | | | Ёист | ||
| | | | | | КЛ.18030Ю3-3ОЗО/31к543.2О230ОЛЗ | / |
| Изи | Ёист | № докум. | Подпись | Дата | | 4 |
дистиллята). Изменение флегмового числа и скорости пара по сечению колонны осуществлялось путем изменения мощности нагревателей и расхода охлаждающей воды [3].
Рисунок 1.2 - Ректификационная колонна:
1- куб; 2 - рубашка; 3 - нагреватели; 4 - технологические патрубки; 5 - бобышки для приборов автоматизации; 6 - дефлегматор; 7 - конденсатор; 8 - корпус;
9 - царги; 10 - перегородки; 11 - змеевики; 12 - пластины; 13 - дроссели;
14 - трубопроводы для подвода холодной воды; 15 - трубопроводы для отвода воды; 16 - распределительная шайба; 18 - отбортованные пластины;
19 - перегородки; 20 - завихрители; 21 - желоб; 22, 23 - переливные устройства.
| | | | | Ёист | ||
| | | | | | КЛ18.030103-3030/31к.5432023.00ЛЗ | Г |
| Изм | Ёист | № докум. | Подпись | Дата | | 5 |
-
1 2 3 4 5 6 7
Современные исследования. Патент № 2193438
В предложенном способе непрерывной ректификации растворов, включающем подачу нагретого сырья в секцию питания ректификационной колонны, отбор с верха колонны паров дистиллята, их охлаждение и конденсацию с подачей части конденсата на верх колонны в качестве орошения и добавлением в сырье продукта с верха колонны, отвод с низа колонны кубового остатка перегонки, часть которого подогревается и возвращается в низ колонны для обогрева куба, при этом в качестве продукта, добавляемого в сырье с верха колонны перед его нагреванием, используют часть паров дистиллята.
Использование в качестве продукта, добавляемого в сырье с верха колонны, части паров дистиллята позволяет за счет повышения концентрации низкокипящего компонента в питании позволяет уменьшить расход паров, поднимающихся по колонне, а значит снизить размеры колонны и энергозатраты на ректификацию и уменьшить ее стоимость. Подача части паров дистиллята с верха колонны в сырье перед его нагреванием также способствует уменьшению энергозатрат и стоимости ректификации [4].
-
Современные исследования. Патент № 2678666
Одной из последних разработок является изобретение Патент RU 2 678 666 C1 от 30.01.2019.
В предложенном способе ректификации, содержащем подачу исходной смеси, флегмы и пара в ректификационную колонну, в которой они раздельно перемещаются с использованием контактных массообменных тарелок, причем в период подачи жидкой фазы отсекают поток паровой фазы, и вывод готового продукта, подачу исходной смеси и пара осуществляют непрерывно, кроме того, пространство ректификационной колонны разделено на независимые секции, колонна содержит распределительные устройства, выполненные с
| | | | | Ёист | ||
| | | | | | КЛ.18030Ю3-3ОЗО/31к543.2О230ОЛЗ | |
| Изи | Ёист | № докум. | Подпись | Дата | | 6 |
возможностью синхронной подачи исходной смеси и флегмы последовательно в каждую из секций, кроме того поток паровой фазы отсекают для секции, в которую поступает жидкая фаза.
Результатом работы является повышение эффективности и оптимизации процесса ректификации в циклическом режиме, обусловленных следующими факторами:
- обеспечение непрерывной подачи пара и жидкости в ректификационную колонну;
- возможность осуществления непрерывной циклической ректификации при параллельной реализации паровых и жидкостных периодов;
- проведение процесса в одной колонне, без использования дополнительного оборудования [5].
-
Обоснование выбора конструкции аппарата
Для разделения жидких однородных бинарных и многокомпонентных смесей широкое применение в промышленности находят тарельчатые ректификационные колонны. Они имеют высокую разделительную способность, устойчиво работают при значительных колебаниях нагрузок по жидкости и пару.
Аппараты тарельчатого типа (рисунок 1.3) выполняют в виде цилиндрических колонн с укрепленными внутри тарелками, конструкция которых позволяет осуществлять контактирование жидкой и паровой фаз разделяемой жидкой смеси. В нижней части колонны имеется кубовая часть, а в верхней - сепарационная.
Преимуществами тарельчатых колонн являются высокая эффективность и надежность, меньшая по сравнению с насадочными колоннами масса, устойчивая работа при изменении нагрузок, возможность работы с относительно небольшими расходами жидкой фазы.
| | | | | Ёист | ||
| | | | | | КЛ18.030103-3030/31к.5432023.00ЛЗ | п |
| Изм | Ёист | № докум. | Подпись | Дата | | 7 |
По способу перетекания жидкой фазы различают тарелки провальные и с переливными устройствами.
Тарелки провального типа представляют собой решетчатые или дырчатые перегородки в виде плоских листов толщиной 2-6 мм с отверстиями круглой или прямоугольной формы (щелями). Ширина щелей составляет 3 - 8 мм, длина 60 - 200 мм, диаметр отверстий 4 - 8 мм. Относительное свободное сечение составляет 10 - 30% от площади поверхности тарелки.
Рисунок 1.3 - Тарельчатая ректификационная колонна:
1 - тарелка; 2 - корпус; 3 - люк; 4 - переливные устройства; 5 - опора;
А - исходная смесь (питание); Б - дистиллят; В - флегма; Г - пар из кипятильника; Д - кубовый остаток
| | | | | Ёист | ||
| | | | | | КЛ18.030103-3030/31к.5432023.00ЛЗ | п |
| Изм | Ёист | № докум. | Подпись | Дата | | 8 |
Особенностью конструкций провальных тарелок является то, что слив жидкости производится через те же отверстия, через которые проходит пар. Это значительно упрощает конструкцию тарелки, а ее площадь полностью используется для массообменного процесса. Кроме того, провальные тарелки пригодны для работы с жидкостями, склонными к выделению осадков и полимеризации.
Пар проходит через слой жидкости противотоком, контактируя с нею с образованием барботажного или пенного слоя, а жидкость стекает навстречу пару на нижерасположенную тарелку. Провальные тарелки требуют точной горизонтальности установки их в колонне. Они характеризуются узким диапазоном изменения нагрузки по пару и жидкости.