Лекция 10. Теоретические основы процессов перегонки

82
весной ступенью, или теор. тарелкой. Подбирая число кон-
тактных ступеней и парамет ры процесса (температурный 
режим, давл., соотношение потоков, флегмовое число и др.), 
можно обеспечить любую требуемую четкость фракциони-
рования нефт. смесей.
Место ввода в РК нагретого перегоняемого сырья назы-
вают питательной секцией (зоной), где осуществляется од-
нократное испарение. Часть колонны, расположенная выше 
питательной секции, служит для рект-и парового потока 
и называется концентрационной (укрепляющей), а др. — 
нижняя часть, в к-рой осуществляется рект-я жидкого пото-
ка, — отгонной, или исчерпывающей, секцией.
Различают простые и сложные колонны.
Простые РК обеспечивают разделение исходной смеси 
(сырья) на два продукта: рект-т (дистиллят), выводимый 
с верха колонны в парообразном состоянии, и остаток — 
нижний жидкий продукт рект-и.
Сложные РК разделяют исходную смесь более чем на 
два продукта. Различают сложные колонны с отбором доп. 
фр-й непосредственно из колонны в виде боковых погонов 
и колонны, у к-рых доп. продукты отбирают из спец. отпар-
ных колонн, именуемых стриппингами. Последний тип ко-
лонн нашел широкое применение на установках первичной 
перегонки нефти.
Четкость погоноразделения — осн. показатель эффек-
тивнос ти работы РК — характеризует их разделительную 
способность. Она может быть выражена в случае бинарных 
смесей концентрацией целевого компонента в продукте. 
Применительно к рект-и нефт. смесей она обычно характ-ся 
групповой чистотой отбираемых фр-й, т. е. долей компонен-
тов, выкипаю щих по кривой ИТК до заданной температур-
ной границы деления смеси в отобранных фр-ях (дистилля-
тах или остатке), а также отбором фр-й от потенциала. Как 
косвенный показатель четкости (чистоты) разделения на 
практике часто используют такую характеристику, как на-
легание t кипения соседних фр-й в продукте. В пром. прак-
тике обычно не предъявляют сверхвысоких требований по 
отношению к четкости погоноразделения, поскольку для 
получения сверхчистых компонентов или сверхузких фр-й

83
потребуются соотв. сверхбольшие кап. и экспл. затраты. 
В нефтеперераб., напр., в кач-ве критерия достаточно высо-
кой разделительной способности колонн перегонки нефти 
на топливные фр-и считается налегание t кипения соседних 
фр-й в пределах 10…30 °С.
Установлено, что на разделительную способность РК 
знач. влияние оказывают число контактных ступеней и со-
отношение потоков жидкой и паровой фаз. Для получения 
продуктов, отвечающих заданным требованиям, необходи-
мо, наряду с другими параметрами РК (давл., t, место ввода 
сырья и т. д.), иметь достаточное число тарелок (или высоту 
насадки) и соотв. флегмовое и паровое числа.
Флегмовое число (R) характеризует соотношение жид-
кого и парового потоков в концентрационной части колон-
ны и рассчитывается как R = L/D, где L и D — кол-ва соотв. 
флегмы и рект-та.
Паровое число (П) характеризует соотношение контакти-
рующихся потоков пара и жид-сти в отгонной секции колон-
ны, рассчитываемое как П = G/W, где G и W — кол-ва соотв. 
паров и кубового продукта.
Число тарелок (N) колонны (или высота насадки) опреде-
ляется числом теор. тарелок (N
Т
), обеспечивающим заданную 
четкость разделения при принятом флегмовом (и паровом) 
числе, а также эффективностью КУ (обычно КПД реальных 
тарелок или удельной высотой насадки, соотв. 1 теор. тарелке). 
Очевидно, при увеличении кол-ва орошения будут расти 
экспл. затраты (связанные с расходом энергии на перекачку, 
тепла в кипятильнике и холода в конд-торах), а кап. затраты 
вначале будут существенно уменьшаться в рез-те снижения 
высоты, а затем расти из-за увеличения диаметра колонны. 
Из опыта экспл. РК установлено, что оптимальное значение 
флегмового числа, соответствующее min общих затрат на 
рект-ию, не намн. превышает min необходимое R
мин
:
R
опт
= βR
мин
,
где β — коэф. избытка флегмы (в пределах 1,0…1,3).
Фактическое число тарелок N
ф
определяется либо ана-
литическим расчетом (на ЭВМ с использованием ур-ний 

84
равновесия фаз, мат. и теплового балансов потоков), либо 
исходя из опытных данных с учетом эффективного КПД 
тарелки η
Т
:
N
ф
 = N
Т
 / η
Т
.
В зависимости от конструкции и места расположения 
в колонне η
Т
изменяется в пределах 0,3…0,9. На технико-
экон. показатели и четкость погоноразделения РК, кроме 
ее разделительной способности, в знач. степ. влияют физ. 
св-ва (ММ, плотн., t кипения, летучесть и др.), компонент-
ный состав, число (би- или многокомпонентный) и характер 
распределения (непрерывный, дискретный) компонентов 
пе регоняемого сырья. В наиб. обобщенной форме раздели-
тельные св-ва перегоняемого сырья принято выражать коэф. 
относительной летучести.
Коэф. относительной летучести — отношение летучес-
тей компонентов (фр-й) перегоняемого сырья при одинако-
вых t и давл.:
α = К
1
/К
2
 ,
где К
1
и К
2
— константы фазового равновесия соотв. низ-
ко- и высококипящего компонентов (фр-й). Поскольку 
К
1
> К
2
, то α > 1.
Коэф. α косвенно характеризует движущую силу процес-
са перегонки применительно к разделяемому сырью. Сырье, 
у к-рого α >> 1, знач. легче разделить на компоненты, чем при 
его значении, близком к единице.
Относительная летучесть зависит от давл. и t, при к-рых 
находятся компоненты. С увеличением давл. и t величина α 
снижается. Вблизи критической области значение коэф. α 
приближается к единице.

жүктеу/скачать 3.43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: