Курсовая с практикой на тему внутренние контактные устройства ректификационных колонн и аппаратов

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 2

1 Аналитический обзор. 4

1.1 Основные характеристики процесса
ректификации. 4

1.2 Основные схемы установок перегонки нефти. 9

1.3 Конструкции атмосферных ректификационных
колонн. 14

1.4 Критерии
оптимизации работы ректификационной колонны первичной перегонки нефти. 16

2 Технологическая часть. 23

2.1 Основы процесса ………………………………………………………..   23

2.2 Технологическая схема …………………………………………………….
25

3 Совершенствование
контактных устройств ректификационных
колонн . ….27

3.1 Применение тарелки с
вихревыми элементами на нефтеперерабатывающей,
нефтехимической промышленности
…………… 30

Заключение  …………………………………………………………………….
34

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ.. 35

Введение:

Термин «ректификация» относится к процессу разделения гомогенных бинарных
и многокомпонентных смесей летучих жидкостей за счет двустороннего массообмена
и теплообмена между газообразной (паровой) и неравновесной жидкой фазами,
которые движутся вместе, обращенными друг к другу. При ректификации смеси
одновременно происходят процессы частичного испарения и конденсации.

Разделение смесей обычно проводят в
противоточном колонном оборудовании с контактными элементами (соплами и
тарелками) при повторяющемся или непрерывном контакте фаз. При каждом контакте
фаз жидкой смеси предпочтительно испаряется низкокипящий компонент, который
обогащает пар, и происходит конденсация из паровой фазы и переход к жидкости с
преимущественно высококипящим компонентом.

Измельчение — один из важнейших
технологических процессов в химической промышленности, без которого немыслима
нефтепереработка, спирт и многие другие отрасли. Сфера применения измельчения в
химической технологии постоянно расширяется. Этот процесс особенно важен при
производстве веществ высокой чистоты.

Можно сделать вывод, что тема данного
курсового проекта очень актуальна, поэтому знание технологического процесса и
умение рассчитать ректификационную установку необходимы для успешной работы по
выбранной специальности.

В ректификационных колоннах
используется несколько сотен конструкций контактных устройств, различающихся
областями применения, конструкцией и технико-экономическими показателями.
Вместе с эффективными устройствами (клапанные тарелки и штатное сопло) на
старых системах эксплуатируются колонны, оснащенные устаревшими тарелками
(желоба, отказы) [9].

При выборе типа контактных устройств
обычно руководствуются следующими основными показателями:

· производительность
— парогидравлическая емкость;

· гидравлическое
сопротивление [10];

· высокий
КПД — для тарелок и низкий VETT (высота, эквивалентная теоретической тарелке) —
для форсунок;

· низкое
гидравлическое сопротивление (особенно в вакуумных колоннах) [9];

· диапазон
нагрузок;

· способность
работать в средах, подверженных образованию смолистых или других отложений;

· простота
конструкции, проявляющаяся в сложности изготовления, монтажа, ремонта, расхода
металла.

Следовательно, контактные устройства
(КУ) бывают:

1) тарельчатые;

2) роторные;

3) насадочные (регулярные и
нерегулярные).

Плита КУ в свою очередь делится на:

а) по способу организации фаз
контакта — противоток, постоянный ток, перекрестный ток и перекрестный ток;

б) по управляемости свободного
сечения для паровой фазы — тарелки с регулируемым сечением (вентилем) и
постоянным [20].

В зависимости от типа используемых
контактных устройств наиболее распространенными являются пластинчатые и
сопловые ректификационные колонны [10].

Заключение:

Установки первичной
переработки нефти составляют основу всех нефтеперерабатывающих заводов. Они
производят почти все компоненты горюче-смазочных материалов, сырья для вторичных
процессов и нефтехимического производства. Производство и качество компонентов
топлива и смазочного масла, а также технико-экономические показатели следующих
процессов переработки сырой нефти зависят от работы АВТ.

Проблемы повышения
эффективности и интенсификации систем АВТ всегда были и получают серьезное
внимание. Приведенный материал позволяет сделать вывод, что установки АВТ пока
еще далеки от универсальности. Однако их улучшение не только решит эти
проблемы, но и сыграет важную роль в защите окружающей среды.

Процессы ректификации
масла и продуктов из него очень энергоемки; они потребляют 100% топлива,
потребляемого трубчатыми печами, и 80% тепловой и электрической энергии.
Энергоэффективность измельчения низкая: 95% тепла, подаваемого в колонну,
удаляется с водой, что приводит к эффективности измельчения и снижению затрат
на энергию.

.

Фрагмент текста работы:

1.1 Основные характеристики процесса ректификации Ректификация — это
процесс разделения неоднородных жидких смесей на практически чистые компоненты
или фракции, различающиеся температурой кипения [1]. Физическая сущность
перегонки нефти заключается в двустороннем массо- и теплообмене между потоками
жидкости и пара со значительной турбулентностью контактных фаз.

Отделенный в результате
массообмена пар обогащается низкокипящими компонентами, а жидкость —
высококипящими. При определенном количестве контактов между жидкостью и паром
можно получить пары, состоящие в основном из низкокипящих компонентов. Жидкость
будет состоять из высококипящих компонентов. Измельчение, как и любой
популярный процесс, происходит в противотоке пара и жидкости. Жидкостное
орошение при паровой перегонке создается за счет конденсации в верхней части
колонны потока пара, а паровое орошение — за счет испарения части жидкости
внизу колонны [7].

Конструкция
дистилляционного аппарата различается в зависимости от способа фазового
контакта и организации процесса в целом. Самая простая конструкция
дистилляционного аппарата представляет собой колонну, в которой движение
жидкости от одной степени контакта к другой происходит под действием силы
тяжести. Основным аппаратом установок первичной перегонки масла является
вертикальная цилиндрическая ректификационная колонна. Внутри одна над другой —
посуда. На их поверхности имеется контакт паровой и жидкой фаз. Кроме того,
более легкие компоненты при орошении жидкостью испаряются и поднимаются вместе
с парами, в то время как более тяжелые компоненты, конденсируясь, остаются в
жидкости.

В результате в
ректификационной колонне непрерывно протекают процессы испарения и конденсации.
В фазе выпрямления контакт между жидкостью и паром может происходить при
постоянном токе, противотоке и перекрестном токе. При непрерывной ректификации
по объему колонны контакт жидкости и пара при движении обеих фаз происходит только
противотоком.

На большинстве
существующих заводов ректификация не ясна. Полученные компоненты легких и
нефтяных дистиллятов не соответствуют требуемому фракционному составу, имеется
давление фракций, часть более тяжелых фракций светлых нефтепродуктов — газойля
— попадает на низ колонны, в мазут. Поэтому большое внимание уделяется изучению
и анализу ректификационных колонн, разработке и испытанию новых типов
барботажных пластин, совершенствованию методов их расчета.

Классификация контактных
устройств ректификационных колонн

По типу внутренних
контактных устройств различают тарелки, насадки и пленочные колонные устройства
[12].

В тарельчатых устройствах (рис. 1.1, а) контакт между фазами происходит при
прохождении пара (газа) через слой жидкости на контактном устройстве
(пластине). В ректификационных и абсорбционных колоннах используются тарелки
различной конструкции (колпак, вентиль, жиклер, разлом и др.), Существенно
различающиеся по технико-экономическим характеристикам и характеристикам. Рисунок 1.1 — Типы тарелок с переливными устройствами

а – колпачковые тарелки; б – ситчатые тарелки; в
– клапанные тарелки

В насадочных колоннах
(рис. 1.2) контакт между газом (паром) и жидкостью осуществляется на
поверхности специальных сопел тел, а также в свободном пространстве между ними.
Пластинчатые колонны в основном используются при переработке нефти и газа.
Однако в последние годы в связи с созданием эффективных форсунок возрос интерес
к форсункам, особенно к вакуумным процессам, которые в этом случае приобретают
ряд положительных характеристик: низкое гидравлическое сопротивление, низкое
удержание жидкости, высокий КПД в широком диапазоне