Лекции по технологии глубокой переработки нефти в мотор- ные топлива: Учебное пособие. Спб.: Недра, 2007. 312 с

96
для организации направленного движения жид-сти по тарел-
ке, тем самым устраняется поперечная неравномерность и об-
ратное перемешивание жид-сти на тарелке и в рез-те повы-
шается произв-ть колонны. Однако эффективность контакта 
в них несколько меньше, чем в перекрестноточных тарелках.
Среди клапанных тарелок нового поколения можно от-
метить дисковые эжекционные (перекрестноточные) и плас-
тинчатые перекрестно-прямоточные тарелки, внедрение 
к-рых на ряде НПЗ страны позволило улучшить технико-
экон. показатели установок перегонки нефти (рис. 4.3к, л)*.
Эжекционная клапанная тарелка представляет собой по-
лотно с отверстиями (
∅ 90 мм) и переливными устр-вами. 
В отверстия полотна тарелок устанавливаются клапаны, 
представляющие собой вогнутый диск (
∅ 110 мм) с просеч-
ными отверстиями (каналами) для эжекции жид-сти, име-
ющий распределительный выступ для равномерного стока 
жид-сти в эжекционные каналы. Клапаны имеют 4 ограни-
чительные ножки и 12 эжекционных каналов. Они изготавли-
ваются штамповкой из нержавеющей стали толщиной 0,8..1,0 
мм. Масса клапана = 80…90 г (а капсульного с паровым про-
странством — 5…6 кг). При min нагрузках по парам клапаны 
работают в динамическом режиме. При увеличении нагрузки 
клапаны приподнимаются в пределе до упора ограничителей 
и начинается эжекция жид-сти над клапанами, что способст-
вует более интенсивному перемешиванию жид-сти в надкла-
панном пространстве. Распределительный выступ на клапане 
при остановке колонны способствует полному стоку жид-сти 
с тарелки. Опытно-пром. испытания показали их высокие 
экспл. достоинства: устойчивость и равномерность работы 
в широком диапазоне нагрузок без уноса жид-сти; исключи-
тельно высокий КПД (≈ 80…100 %), высокая произв-сть, пре-
вышающая на ≈ 20 % произв-ть колпачковых тарелок, и т. д.
Сравнение эффективности нек-рых конструкций тарель-
чатых КУ приведено на рис. 4.4. Видно, что лучшими по-
казателями по гидравлическому сопротивлению обладают 
ситчатые и S-образные тарелки с клапанами, а по КПД — 
клапанная балластная и S-образная с клапаном.
* 
Разработаны и внедрены на Ново-Уфимском НПЗ.

97
Рис. 4.4. Зависимость КПД (
η) и гидравличсекого сопротивления (Δ
ρ) тарелок 
нек-рых типов от F-фактора ( F
ϖ ρ
=
), где 
ω = скорость пара, ρ — плотн. пара.
Типы тарелок: 1 — из S-образных колпачков; 2 — ситчатая с отбойником; 3 — 
клапанная перекрестно-прямоточная; 4 — S-образная с клапаном; 5 — клапан-
ная баластная; 6 — вихревая
Следует отметить, что универсальных конструкций та-
релок не существует. При выборе конкретного типа тарелок 
следует отдать предпочтение той конструк ции, осн. (не обя-
зательно все) показатели эффективности к-рой в наиб. степ. 
удовлетворяют требованиям, предъявляемым исходя из 
функционального назначения РК. Так, в вакуумных РК пред-
почтительно применение КУ, имеющих как можно меньшее 
гидравлическое сопротивление.
Насадочные колонны применяются преим. в малотон-
нажных произв-вах и при необходимости проведения мас-
сообменных процессов с малым перепадом давл.
К насадкам предъявл. след. осн. требования: большая 
удельная поверхность; хорошая смачиваемость жид-стью; 
малое гидравлическое сопротивление; равномерность рас-
пределения жидких и газовых (паровых) потоков; высокие 
хим. стойкость и мех. прочность; низкая стоимость.

98
Насадок, полностью удовлетворяющих всем указанным 
требованиям, не существует, поскольку нек-рые из требо-
ваний противоречивы. При нормальной экспл. насадочных 
колонн массообмен происходит в осн. в пленочном режиме 
на смоченной жид-стью поверхности насадок. Естественно, 
чем больше удельная поверхность насадки, тем эффективнее 
массообменный процесс. Однако насадки с высокой удель-
ной поверхностью характ-ся повышенным гидравлическим 
сопротивлением. В хим. пром-сти и нефтегазоперераб. при-
меняют разнообразные по форме и размерам насадки, из-
готавливаемые из разл. мат-лов (керамика, фарфор, сталь, 
пластмассы и др.) (рис. 4.5). 
Осн. недостаток нерегулярных (насыпных) насадок, ог-
раничивающий их применение в крупнотоннажных произ -
в-вах, — неравномерность распределения контактирующих 
потоков по сечению аппарата. Регулярные насадки, изготав-
ливаемые из сетки, перфорированного метал. листа, много-
слойных сеток и т. д., обеспечивают более однородное, по ср. 
с традиционными насадками из колец и седел, распределе-
ние жид-сти и пара (газа) в колоннах. Они обладают исклю-
чительно важным достоинством — низким гидравлическим 
сопротивлением — в пределе до 1…2 мм рт. ст. (130…260 Па) 
на 1 теор. тарелку. По этому показателю они знач. превос-
ходят любой из типов тарельчатых КУ. В этой связи в пос-
ледние годы за рубежом и в нашей стране начата широкая 
науч.-иссл. разработка самых эффективных и перспективных 
конструкций регулярных насадок и широкому применению 
их в крупнотоннажных произв-вах, в т. ч. в таких процессах 
нефтеперераб., как вакуумная и ГВП мазутов. На НПЗ ряда 
развитых капиталистических стран ВК установок перегон-
ки нефти в наст. время оснащены регулярными насадками, 
что позволяет обеспечить глубокий вакуум в колоннах, 
существенно увеличить отбор ВГ и достичь t
к.к.
до 600 °С.
КВСС. Заданная глубина вакуума в ВК создается с по-
мощью КВСС установок АВТ путем конденсации паров, 
уходящих с верха колонн, и эжектирования неконденсирую-
щихся газов и паров (в. п., Н
2
S, СО
2
, легк. фр-и и продукты 
термического распада сырья и воздух, поступающий через 
неплотности КВСС).

99
Рис. 4.5. Т
ипы насадок:
кольца: а — Рашига; б — Лессинга; в — Паля; седла: г — Берля; д — «Инталлокс»; ситчатые и из перфорированного метал. листа: 
е — «Спрейпак», ж — Зульцер; з — Г
удлоу; и — складчатый кубик; к — Перформ-Г
рид

100
КВСС совр. установок АВТ состоит из системы кон-
денсации, системы вакуумных насосов, БТ, газосепаратора 
и сборника конд-та.
Для конденсации паров на практике применяются след. 
два способа:
1) конденсация с ректификацией в верхней секции ВК по-
средством:
— верхнего ЦО;
— ОО;
2) конденсация без рект-ии вне колонны в выносных конд-
торах-холодильниках:
— поверхностного типа (ПКХ) теплообменом с водой или 
воздухом;
— баром. типа (БКС) смешением с водой или газойлем, вы-
полняющим роль хладоагента и абсорбента;
— в межступенчатых конд-торах, устанавливаемых непос-
редственно в ПЭК, — водой.
Для создания достаточно глубокого вакуума в колонне 
не обязательно использование одновр. всех перечисленных 
выше способов конденсации. Так, не обязательно включение 
в КВСС обоих способов конденсации паров с рек тификацией 
в верх ней секции колонны: для этой цели вполне достаточно 
одного из них. Однако верхнее ЦО знач. предпочтительнее 
и находит более широкое применение, поскольку по ср. с ОО 
позволяет более полно утилизировать тепло конденсации па-
ров, поддерживать на верху ВК оптимально низкую t в пре-
делах 60…80 °С, тем самым знач. уменьшить объем паров 
и газов. Из способов конденсации паров без рект-ии вне ко-
лонны на установках АВТ старых поколений применялись 
преим. БКС, характеризующиеся низким гидравлическим со-
противлением и высокой эффективностью теплообмена, кро-
ме того, при этом отпадает необходимость в использовании 
газосепаратора. Сущест венный недостаток БКС — загрязне-
ние нефтепр-том и серов-дом оборотной воды при использо-
вании последней как хладоагента. В этой связи более перс-
пективно использование в кач-ве хладоагента и одновр. аб-
сорбента охлажденного ВГ. По экологическим требованиям 
в КВСС совр. высокопроизводительных установок АВТ, как 
правило, входят только ПКХ в сочетании с газосепаратором.

101
В кач-ве вакуум-насосов в наст. время применяют струй-
ные насосы — 1- и преим. 2- или 3-ступенчатые эжекторы на 
в. п. с промежуточной его конденсацией (ПЭН). ПЭК вакуум-
ные насосы обладают рядом принципиальных недостатков 
(низкий КПД, знач. расход в. п. и охлажденной воды для его 
конденсации, загрязнение охлаждающей воды и воздушного 
бассейна и т. д.).
По признаку связи с окружающей средой различают 
сборники конд-та открытого типа — баром. колодцы и за-
крытого типа — емкости-сепараторы. Вместо широко ис-
пользовавшихся ранее баром. колодцев на совр. установках 
АВТ применяют сборники преим. закрытого типа, обеспе-
чивающие более высокую экологическую безопасность для 
обслуживающего персонала.
КВСС установок АВТ обязательно включают БТ высотой 
не менее 10 м, к-рая выполняет роль гидрозатвора между 
окружающей средой и ВК.
В последние годы на ВК ряда НПЗ (Московском, Мо-
зырском, Мажейкяйском, Комсомольском, «Уфанефтехиме» 
и др.) внедрена и успешно эксплуатируется новая высоко-
эффективная экологически чистая КВСС с использованием 
жидкостного струйного устр-ва — ВГЦ агрегата. В ВГЦ аг-
регате конденсация паров и охлаждение газов осуществля-
ется не водой, а охлаждающей рабочей жид-стью (примени-
тельно к АВТ — газойлевой фр-ей, отводимой из ВК). По 
ср. с традиционным способом создания вакуума с исполь-
зованием паровых эжекторов, КВСС на базе ВГЦ агрегатов 
обладает след. преимуществами:
— не требует для своей работы расхода пара;
— экологически безопасна, работает с низким уровнем 
шума, не образует загрязненных сточных вод;
— создает более глубокий вакуум (до 67 Па, или 0,5 мм рт. ст.);
— полностью исключает потери нефтепр-тов и газов, отхо-
дящих с верха ВК; 
— знач. уменьшает потребление энергии и экспл. затраты 
на тонну сырья;
— позволяет дожимать газы разложения до давл., необходи-
мого для подачи их до установок сероочистки.

102
Принципиальная технол. схема КВСС для перспектив-
ных установок АВТ с использованием ВГЦ агрегатов при-
ведена на рис. 4.6.
Рис. 4.6 — Схема многоступенчатой системы создания вакуума с жидкостными 
эжекторами:
1 — колонна; 2 — жидкостный эжектор; 3 — промежуточные эжекторы; 4 —сто-
як; 5 — разделительная емкость; 6 — холодильник 7 — насосы; I — сырье-ма-
зут; II — гудрон; III — несконденсированные пары и газы; IV — циркулирующий 
нефтепр-т; V — газ; VI — избыток нефтепр-та; VII — дистилляты

103

жүктеу/скачать 3.43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: