ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «КӨмірсутекті шикізаттарды өҢдеу технологиясы і» 5В072100 – «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы ушін ОҚУ-Әдістемелік материалдар

1 Негізгі әдебиет

1. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. I бөлім: Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. -504 б.

2. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. II бөлім: Құрылымды өзгертіп өңдеу процестері. -344 б.

3. Бишімбаева Г.Қ. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы: Бастау, 2007.-242 с

4. Серіков Т.П., Ахметов С.А. Мұнай мен газды терең өңдеу технологиясы: оқұлық: 3-томдық – Атырау мұнайй және газ институты. – 2005

5. Надиров Н.К. Высоковызкие нефти и природные битумы. Т. 1-5. – Алматы.: Гылым, 2001.

6. Туманян Б.П. Практические работы по технологии нефти. – М.: «Техника» ТУМА ГРУПП, 2006. – 106с.

7. Умергалин Т.Г. Методы расчетов основного оборудования нефтепереработки и нефтехимии. – Уфа.: Нефтегазовое дело. 2007-236 .

8. Дауренбек Н.М., Еркебаева Г.Ш., Калдыгозов Е.К. Мұнай мен газ технологиясы және мұнай химиясы бойынша мысалдар мен есептер Оқу құралы Шымкент: М. Әуезов атындағы ӨҚМУ, 2009. – 142б.

9. Капустин В.М. Технология переработки нефти. – М.: КолосС. – 2008.-334с.

10. Савельянов В.П. Общая химическая технология полимер. М.: Академкнига, 2007 – 336с.

11. Крыжановский В.К., Кербер М.М., Бурлов В.В., Паниматченко Н.Д.: Производство изделий из полимерных материалов. Санкт-Петербург.: Профессия.2004.-460с.

12. Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен лабораториялық жұмыстардды ұйымдастыру мен өткізуге арналған әдістемелік нұсқаулар.-Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-88б.

7.1.13 Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен студенттердің өзіндік жұмысын ұйымдастыру бойынша әдістемелік нұсқау ( 050721-«Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы үшін) - Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-56б.

2 Қосымша әдебиет

1. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика.-Л.: Химия, 1980. -327с.

2. Вержичинская С.В. , Дигуров Н.Г., Синицие С.А. Химия и технология нефти и газа. М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2009.-400с.

3. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа.- Уфа.: Гилем, 2002. -672с.

4. Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.: ТГУ НиГ им. И.М. Губкина, 2004. -288с.

5. Сериков Т.П. Перспективные технологии переработки нефтей Казахстана. – Алматы.: Гылым, 2001. -276с.
1 бөлім. Көмірсутекті шикізаттарды біріншілік өңдеу технологиясы
1.2 Мұнайдың көмірсутекті шикізаттарды біріншілік өңдеудің және бөлудің негізгі әдістері.
Дәріс №8. Ректификациялық баған және қолданылатын қалқалар түрі.

Ректификациялық баған (ректификациялық баған аппарат) – ішкі жылу және массаалмасу құрылғыларымен және көмекші түйіндермен жабдықталған, қайнау температуралары бір-біріне жақын заттарды сұйық қоспалардан фракцияларға бөлуге арналған мерзімді немесе үздіксіз әрекеттегі тік цилиндрлік сауыт.

Классикалық баған ішінде байланыс құрылғылары – қалқалар немесе насадкалар орналасқан тік цилиндр болып табылады. Тиісінше қалқалы және насадкалы ректификациялық бағандар болып ажыратылады. Көмекші түйіндер сұйық пен буды енгізу, бөлу және жинауға арналған. Жылытылатын сұйық қоспа контейнерден ректификациялық бағанға өтеді, онда «жеңіл» фракциялар (қайнау температуралары төмен өнімдер) бағанның жоғарғы бөлігінде, ал «ауыр» фракциялар ( қайнау температуралары жоғары өнімдер) – төменгі бөлігінді концентрленеді. Жоғары бөлігіндегі қысымы атмофералыққа жақын ректификациялық баған – атмосфералық баған деп аталады. Өндірістік мақсаттағы вакуумдық бағандардың жоғарғы бөлігінде абсолютті төмен 1,87 – 2,4 КПа және одан аз қысым пайдаланылады.

Ректификациялық бағандар дистилляция процесінде, экстрактивті ректификация, сұйықтар экстракциясы, бу мен сұыйқ арасындағы жылуалмасу жыне басқа да процестерде қолданылады.^[1]. Ұстанымы бірдей әрекеттегі ректификациялық баған қарапайым зертханалық аспаптарда ғана емес, сонымен қатар күрделі өндірістік мұнай өңдеу, мұнай химиялық, химиялық, газды, сырапісіру және басқа құрылғыларда да қолданылады.

Өндірістегі ректификациялық бағандардың диаметрі 16 метр, ал биіктігі – 90 метрге дейін жетуі мүмкін

Ректификациялық бағандардың қалқалары.

Қалқалы деп – жұмыс аймағындағы құрылғылар қалқалар болып табылатын бағандық аппараттарды айтады.

Қалқалар – бұл барботажды құрылғы, жұмыс кезінде массаалмасу процессі жүреді, яғни компонент бір фазадан екінші фазаға өтеді.

Химиялық және мұнай өңдеу өнеркәсібінде қалқалы бағандардың әртүрлі өлшемді түрлерді қолданады: диаметрі кішіден бастап 300 ÷ 400 мм диаметрі 5 ÷ 12 м күрделі жоғарыөнімді құрылғыларға дейін. Баған биіктігі қалқалардың саны мен олардың арақашықтығына байланысты болады. Әдетте қалқалар арсындағы арақашықтық 250 ÷ 300 мм болып есептеледі. Құрылым реті, жөндеу мүмкіндігі және қалқаларды тазалау үшін олардың арақашықтығын диаметрі 500 ÷ 600 мм дейін үлкейтеді.

Қалқалы ректификациялық бағанның жалпы түрі суретте көрсетілген.

Ол корпус 3, переливті патрубоктар 1, сақиналы тірек 4, тірек сақиналары 6, қалқалар 2, шығарылатын қыздырғыш 5 және өнім жіберетін және аспап құратын штуцер ретінен тұрады.

Массаалмасу прцестерінің әрқилы болуынан әртүрлі қалқалар қолданылады: қалпақшалы, елеуіш, клапандық, бағытталған-ағымды,  S – тәрізді элементтермен.

Қалақшалы қалқалар басқа түрдегі қалқалармен салыстырғанда күрделі және металлсыйымды.

         Жоғары орналасқан қалқаларды құру үшін тұрғыштар қызмет етеді 1, тірек плиткалар 8. Осылай барлық царганы толтырады.

Қалқаның негізі мен царганы сальникті тығынмен нығыздайды 13, және қысқыш 11 мен жапсырма12 көмегімен сақинаны қысады 6. Қалпақшалар саңылаулармен сұйытыққа батырылған. Бу бу патрубкалар арқылы астынан, қалпақша саңылауы және сұйықтық қабатымен өтеді; осы кезде массаалмасу жүреді. Сұйық төменгі жақта орналасқан қалқаға құйылады, ал бу үстіге барады.

Қалқалар үшін қалпақшаларды екі құрайшыдан жасайды (суретті қараңыз). (I – биіктігі бойынша реттелмейтін жән II – биіктігі бойынша реттелетін).

         Қалпақшалар 1 арнайы болттармен5, шайбалармен3, және бұрандалармен 4, бу патрубкаларға 2 қадалған. Қалпақша шетінде ені 4 мм, биіктігі 15; 20 немесе 30 мм саңылаулар бар.

Қалпақшалар шеттері арасындағы арақашықтық 40 ÷ 60 мм. 

     Елеуіш қалқа -   бұл домалақ ( а сурет), саңылаулы ( б сурет) және қиылыспалы үшбұрышты ( в сурет) 2 ÷ 15 мм өлшемді тесіктері бар бет. Саңылаудан өтетін бу переливті патрубоктар арқылы сұйықтық қабаты арасымен өтеді. Саңыладағы будың жылдамдығы 10 ÷ 12 м/с. 

         Елеуіш қалқалар конструкцияда қарапайым әрі тиімді. Олардың кемшілігі – тапсырылған режимнің дәл реттеуінің талап етілуі(әсіресе газ шығынында) және саңылауды бітейтін тұнбалар мен қалдықтарға сезімталдығы.

Елеуіш қалқалар негізінен кіші өлшемді бағандар үшін, яғни диаметрі 2,5 м асатын болса қалқаларда сұйықтықтар біркелкі таралмай қалады.

       Конструктвті клапанда көтерілу белгілі шамаға ғана болуы мүмкін

     Қалқа  S-тәрізді элементтермен ( суретті қараңыз). Олардың негізгі артықшылығы конструкцияның қарапайымдылығы.

S- тәріздес элементтер будың біржақты шығатын қалпақшалары.

Олардан бу қалқадағы сұйықтық бағытымен бағыттас болады.

Барботажды бағанның ректификациялық процесі сатылы болып келеді.

Ректификациялық бағандарда қалпақшалы қалқаларардан басқа торлы, елеуіш, клапандық және ағынды, S- тәріздес элементтермен және басқалар қолданылады. Қалқаның түрін таңдағанда ол көптеген факторға тәуелді болады, оларға біріншіден компоненттерді бөлу тиімділігі, процесстің үнемділігі, эксплуатация ұзақтығы, өнімдердің жылдам эвакуацияның мүмкіндігі және басқа жатады.

Айдау мен ректификация процесстеріндегі мұнай өңдеу, мұнай химиялық, химиялық, азық-түлік пен басқа салаларда қолданылатын қондырғылардың ерекшеліктері мен кейбір қалақалардың жұмыс типін қарастырайық.

Қалқалы елеуіш қалқаларда қалқаның жоғарғы жағына түскен сұйықтық бумен байланысып ауыстырып құю қондырқысы арқылы төменгі қалқаға түседі.

Кезектесіп орналасқан қалқаланың әрбір саңылыуының өткен бу бағанның төменгі жағынан сұйықтыққа қарай қозғалады.

Бу сұйықтықпен өткенде қалқада көпіршік түзеді.

Бағандардың осы процестегі кемшіліктері: тік қалқаларды қатаң талап етеді, ал қалқаның саңылаулары қалдықтармен бітелуі мүмкін.

Торлы қалқалардың елеуіш қалқалардан қарағанда переливті патрубоктары болмайды, сондықтан бу мен сұйықтық бір саңылаулардан өте береді. Торлы қалқаларда елеуіш қалқаларда болатын артықшылықтар мен кемшіліктер бірдей болады.

Клапандық қалқалар бумен кең диапазонды жүктемеде тұрақты жұмыспен сипатталады. Сұйықтық қалқадан қалқаға переливті патрубоктар арқылы бір біріне түседі, ал бу саңылауларда орналасқан клапандар арқылы өтеді. Будың жүктемесін төмендеткенде кейбір клапандар саңылауларды жауып түседі, сондықтан барботадық режимді қамтамасыз етеді.

Буд саңылау арқылы өткенде клапандар дірілдеп қозғалады, нәтижесінде кокс қалдығынын, термополимерлерден, қақ пен басқа заттардан тазару жүреді.

Ағынды қалқалар еңкейтілген параллельді күрекшелер тәріздес түрде жасалады, олардың арасымен бу өткенде оның бағыты сұйықтыққа қарай бағытталады. Бұл сұйықтық жылдамдығының кинетикалық энергиясы көбейтіп, гидравликалық кедергіні азайтады. Бұл қалқалардағы рұқсат етілетін бу жылдамдығы қалрақшыларға қарағанда 2 еседей көп болады.
***********************

Ректификация мұнай өндеудің негізгі әдісі болып табылады. Ол мұнайды фракцияларға бөлу, өндірілетін өнімдердің стабилизациясы, кейбір жеке көмірсутектерді алу үшін және басқа да қолданылады.

Ректификация процеіне екі негізгі параметр әсер етеді. Олар температура және қысым. Жұмыс қысымға байланысты үш түрлі ректификациялық бағандар ажыратылады : вакуум астында жұмыс істейтін. Жоғарғы қысымда және атмосфералық қыымда жұмыс істейтін.

Мұнайды біріншілік өңдеу ректификациялық бағанының технологиялық режимі өндірілетін мұнай типіне байланысты. АВТ – 6 атмосфералық-вакуумдық қондырғы бағанында технологиялық режим бойынша мына нормалар қолданылады:

 

Бағандар	Температура, °С	Қысым, кПа
Бензинденген К-1	жоғары 100-140 төмен 220-240	400-450
Негізгі атмосфералық К-2	Жоғары 120-150 Төмен 330-350	120-150
Вакуумдық К-10	Жоғары 90-110 Төмен 350-380	5-8

 

Ректификациялық бағандарға берілетін шикізаттын температурасын анықтау, сонымен қатар дайын өнімді шығару күрделі тапсыма болып есептеледі. Осы температураларды анықтайтын аналитикалық және графикалық әдістері болады. Графикалық әдіс қайнау және булану температураларының шынайы қисық сызықтарына негізделген. Кейіннен осы қисықтар арқылы ректификациялық бағандардан шығатын ағындардың температураларын анықтайды: сұйықтықтарды –нольдікпен, ал буларды 100%-тік шығарумен.

 Материалдық баланс. Ректификациялық бағанның материалдық балансы ежүктелетін шикізат пен шығарылатын өнімдердің арасындағы тепе-теңдігіне негізделіп құрылады. Әдетте масса және көлем жұмсалу. 2.1 суретте бағандағы масса ағынының схемасы берілген, G_O, G_D және G_W әріптерімен шикізат, дистиллят және қалдықтың мөлшері көрсетілген. Бұл жағдайда бағанның материалдық балансы былай жазылады

G_O=G_D + G_W. (2.1)

 2.1 сурет. Ректификациялық бағанда материалды және жылуалмасу схемасы

 Кез келген i-компонент үшін

(2.2)

(3.7) мен (3.8) теңдеулері бірігіп (2.3) теңдеуін береді.

Шикізаттың құрамы мөлшері, яғни G_O шамасы әдетте белгілі

Жылулық баланс. Қоршаған ортаға шығарылатын жылу шығымын, былай жазуға болады.

Ф_вх =Ф_вых, (2.4)

Мұндағы Фвх және Фвых – жылу ағынты, тиісінше бағанға енгізілетін және шығарылатын , Вт (1 Вт = 1 Дж/с).

Мұндағы − сұйық шикізат энтальпиясы, Дж/кг;

Мұндағы − шикізат буының энтальпиясы, Дж/кг;

немесе

1) дистиллят буымен

Онда - дистилляттың буының энтальпиясы , дж/кг

төменгі сұйық өніммен

Онда- сұйық қалдық энтальпиясы, Дж/кг;

3) Үстінгі суландыру − Ф_ор.

Бағаннан шығатынсуландыру булары дистиляттағы булардың температуралары,− t_D сияқты болады, конденсациядан кейін суланатын сұйықтық бағанға t_ор. температурамен кіреді.

Сонда (2.4) теңдігі мына түрде жазылады:

Бағанның концентрациялық және лютерлі бөліктер үшін материалдық тепе-теңдік жеке-жеке құрастырылады.

Бағанның концетрациялық және лютерлі бөліктер үшін материалдық тепе-теңдік жеке құрылады.

Ректификациялық бағанның материалды және жылулық баланстарын құру шығарылатын шикізат құрамы, ректификат мен қалдық құрамы, бу құрамы, дистилят, флегмалық сан, баған биіктігі мен қрылымына негізделіп құралады.

Бұл баланстың математикалық балансы төменде көрснтілген.     

Конденсатор мен ректификациялық баған үшін жылулық тепе-теңдік конденсатор мен ребойлер жүктемесін анықтау үшін құрылады.
    Ректификациялық баған үшін жылулық тепе-теңдік былай құралады

 Ректификациялық бағанның технологиялық есептелуі келесі операциялардан тұрады

материалдық тепе-теңдік құру

бағандағы қысымды анықтау

температуралық режимді есептеу

флегма саның анықтау

жылулық тепе-теңдік құру

ішкі материалды ағындарды анықтау

теориялық қалқалар санын есептеу

шынайы қалқалар санын анықтау [c.250]

1. 
   Ұсынылған әдебиеттер тізімі
   

2. 1 Негізгі әдебиет

   
   
3. 
   1. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. I бөлім: Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. -504 б.
   
4. 
   2. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. II бөлім: Құрылымды өзгертіп өңдеу процестері. -344 б.
   
5. 
   3. Бишімбаева Г.Қ. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы: Бастау, 2007.-242 с
   
6. 
   4. Серіков Т.П., Ахметов С.А. Мұнай мен газды терең өңдеу технологиясы: оқұлық: 3-томдық – Атырау мұнайй және газ институты. – 2005
   
7. 
   5. Надиров Н.К. Высоковызкие нефти и природные битумы. Т. 1-5. – Алматы.: Гылым, 2001.
   
8. 
   6. Туманян Б.П. Практические работы по технологии нефти. – М.: «Техника» ТУМА ГРУПП, 2006. – 106с.
   
9. 
   7. Умергалин Т.Г. Методы расчетов основного оборудования нефтепереработки и нефтехимии. – Уфа.: Нефтегазовое дело. 2007-236 .
   
10. 
    8. Дауренбек Н.М., Еркебаева Г.Ш., Калдыгозов Е.К. Мұнай мен газ технологиясы және мұнай химиясы бойынша мысалдар мен есептер Оқу құралы Шымкент: М. Әуезов атындағы ӨҚМУ, 2009. – 142б.
    
11. 
    9. Капустин В.М. Технология переработки нефти. – М.: КолосС. – 2008.-334с.
    
12. 
    10. Савельянов В.П. Общая химическая технология полимер. М.: Академкнига, 2007 – 336с.
    
13. 
    11. Крыжановский В.К., Кербер М.М., Бурлов В.В., Паниматченко Н.Д.: Производство изделий из полимерных материалов. Санкт-Петербург.: Профессия.2004.-460с.
    
14. 
    12. Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен лабораториялық жұмыстардды ұйымдастыру мен өткізуге арналған әдістемелік нұсқаулар.-Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-88б.
    
15. 
    7.1.13 Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен студенттердің өзіндік жұмысын ұйымдастыру бойынша әдістемелік нұсқау ( 050721-«Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы үшін) - Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-56б.
    
16. 
    2 Қосымша әдебиет
    
17. 
    1. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика.-Л.: Химия, 1980. -327с.
    
18. 
    2. Вержичинская С.В. , Дигуров Н.Г., Синицие С.А. Химия и технология нефти и газа. М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2009.-400с.
    
19. 
    3. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа.- Уфа.: Гилем, 2002. -672с.
    
20. 
    4. Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.: ТГУ НиГ им. И.М. Губкина, 2004. -288с.
    
21. 
    5. Сериков Т.П. Перспективные технологии переработки нефтей Казахстана. – Алматы.: Гылым, 2001. -276с.
    

Вакуумдық гидроциркуляциялық агрегаттар (ВГЦ агрегаттар) әртүрлі вакуумдық аппараттар (ретификациялық бағандар,буландырғыштар, конденсаторлар, реакторлар, кептіргіштер, мұнай өңдеу системалары және басқа да құрылғылар) құру мақсатында газдарды, буларды және булы-газды сұйықтарды тартып шығару үшін арналған агрегат.

ВГЦ агрегаттары вакуум құрағыштың дәстүрлі альтернативті жүйесі болып табылады. Вакуумдық сорғыштартар, бу эжекторлар, булыэжекторлы вакуум сорғыштар белгілі бір шартта тұрақты жұмыс пен эксплуатация бағасы жақсы көрсеткіштер көрсетеді.

Бірсатылы ВГЦ агрегатының схемасы.

1 – вакуумқұрағыш құрылғы 2 - сепаратор 3 - тоңазытқыш 4 - сорғыш I – вакуумдалатын ыдыстағы бу-газдық қоспа II – қысылған газ беретін магистраль III – жұмыс сұйықтығының артық мөлшерін ағызу магистралі IV – жаңа жұмыс сұйықтығын құнарландыратын магистраль

Технологиялық аппараттан алынатын орта, мысалы, ректификациялық баған, вакуум құратын құрылғыға кіретін жерге бағытталған 1. Вакуум құратын құрылғыда 1 аппаратқа 1 сорғышпен берілетін энергия жұмыс сұйық ағынының есебінен бу-газдың қысылуы жүреді. Жұмыс сұйықтығы ретінде құрылғының технологиялық бір ағымын пайдалануға болады.

Мұнай өңдеуде жұмыс сұйықтығы ретінде дизель фракциясы немесе вакуумдық газойль қолданылады.

Капролактам өндірісінде жұмыс сұйықтығы болып циклогексанолдың циклогексанмен қоспасы болып табылады.

Бу мен газдың қысылумен қатар жұмыс ағынында бу конденсация процесі жүреді. Бұл кездегі будың конденсациясы мен газдың суытуы вакуумқұратын құрылғыда изобарамен, ал қысылу изотермамен жүреді. Осы процесстер аппаратты басқа вакуумдық сорғыштармен салыстырғанда әсіресе көп үлесті булы газдардың қоспаларын шығаруды тиімді етеді.

Вакуумқұраушы құрылғыдан 1 пайда болған сұйықтықты-газ қоспасы сепараторға түседі 2, онда газ бен сұйықтықтың бөлінуі жүреді.

Талап етілген қысым бойынша қысылған газ одан әргі утилизацияға бағыттылады, мысалы, жағуға. Жұмыс сұйықтығы жылу шығынның шығарылуынан кейін тоңазытқышта 3 сорғыш арқылы 4 вакуумқыраушы құрылғыға жіберіледі. Қажетті жағдайда жұмыс сұйықтығының жаңартылуы үшін қоректендіру жүргізіледі. Жұмыс сұйықтығының баланстық шығыны системадан шығарылады.
Бағанның негізгі өлшемдерін анықтау.

Негізгі конструктивті өлшемдер диаметр мен биіктік болып табылады. Бұл өлшемдер бір-біріне байланысты, себебі екеуі де бағанның бу жылдамдығы мен бос қиылысуна тәуелді.

Бағанның диаметрі жылдамдық пен бағанда көтерілетін булардан анықталады.

, (10.3)

мұндағы – бағанның толық көлденең қиылысына қатысты бу жылдамдығы, м/с; – көтерілетін будың 1 секунтағы көлемі, м³/с .

мұндағы– бағанда көтерілетін бу мөлшері, кмоль/ч; будың орташа температурасы, град; – бағаннан алынатын дистилятын массас; R– флегмалық сан.

Егер дистилляттың массасы кг/с болса, онда баған арқылы өтетін будың шығын көлемі (м³ /с)

, (10.5)

Бағанда рұқсат етілетін оптимальды жылдамдығы (м/с)

Мұндағы G– конструкциялық қалқаларға тәуелді коэффициент, зависящий, олардың арақашықтығы, қыымы және бағанның сұйықтықты жүктемесй (графикпен анықталады);

Егер , онда .

Бу жылдамдығын басқа да әдибиеттердегі формулалармен есептеуге болады.

Баған диаметрін есептеп,

Бу патрубогінің диаметрі d = 50, 75, 100, 125, 150 мм. Берілген d диаметрімен қалқалардағы қалпақшалар санын анықтайды. Барлық патрубоктар қиылысы баған қиылысының 10 % құрауы керек. Сонда патрубоктардың қалпақшалар саны мына теңдікпен анықталады

.

Осыдан

Бу патрубыгінің үстінен қалпақша ұлғаюы Қалпақша диаметрі бу патрубогінің және қалпақша мен патрубок арасындағы сақина саңылауы ішіндегі бу жылдамдығына теңестіріледі. (м):

Мұндағы d – патрубок қабырғасының қалыңдығы, м. Қалпақшалардың жоғарғы деңгейінен сұйықтықтарды ұлғайту деңгейі мм.

Қалпақша саңылауының қиылысу ауданы бу патрубогінің 75 % қиылысу ауданың құрайды, яғни

Келесі тіктөртбұрышты саңылаулардың өлшемдерін қолданады: ені мм, биіктігі ммсаңылаулар арасындағы арақашықтығы мм. Қалпақшалар арасындағы ең кіші саңылау 35 мм тең

Патубок құйылысының диаметрі (м)

, (10.9)

Мұндағы – орташа құйылыс жылдамдығының мөлшері., кг/с; – құйылыс патрубогінің сұйфқтық жылдамдығы, м/с; – сұйықтық құйылысының тығыздығы, кг/м³ ; z = 1, 2, 4, 6, 8 – құйылыс патрубоктарының саны (және тәуелді).

Баған биіктігі массаалмассаалмасу процесінің жылдамдығына тәуелді болып, бірнеше тәсілдермен анықталады. Барботажды бағандар үшін негізінен екі әдіс қолданылады.

Бірінші әдіс. Қалқалар саны кинетикалық қисық пен жұмыс қисығы арасындағы сатылы сызық тұрғызумен анықталады

Бағаның биіктігі h қалқалар саны мен олардың арасындағы арақашықтығына тәуелді болады

Мұндағы – концентрацияның сатылы өзгеруінің саны ( теориялық қалқалар диаграммамаен сатылы сызық пен тепе- теңдік қисығы жұмыс қисығы арасындағы графикалық тұрғызумен анықталады. Y–X; - Қалқалардың орташа к.п.д. Сонда

Мұндағы h – қалқалар арасындағы арақашықтық, м.

Баған диаметріне байланысты h таңдау үшін келесі мәліметтерді пайдалануға болады: баған диаметрі, м – 0 - 0,6; 0,6 - 1,2; 1,2 - 1,8; 1,8 және одан көп; Қалқалар арасындағы арақашықтық h, мм– 152, 305, 46О, 610.

Қалпақшалары дөңгелекті, атмосфералық қысымда жұмыс жасайтын ректификациялық бағандарда қалқалар арасындағы арақашықтық h = 250, 300, 350, 400, 450 мм. Әдетте h мағынасы 0,1 - 0,6 м аралықтарында болады.

Насадкалы бағандар үшін насадка биіктігі Hекі әдіспен анықталады.

Бірінші әдіс. Насадка қабатының қажетті биіктігі

немесе , (10.13)

Мұндағы , – бірлік тасымалдауының саны , ал аналикалык анықталады:

Мұндағы және – бу фазасындағы төмен қайнайтын компоненттердің бастапқы және соңғы концентраиялары; – бу фазасындағы төмен қайнайтын компоненттің тепе-теңдік концентрациясы ( қисықтардың тепе-теңдік графигімен анықталады).

Тасымалдау бірлігінің биіктігі (м)

, (10.15)

Мұндағы : –бу шығыны , кг/с; – массаалмасудың орташа коэффиценті, кг/(м² с); S – бағанның қөлденен қимасы, м²; s _н – насадканың ? бөлінген беті, м²/м³.

Мұндағы , - Прандтлдің орташа критерийі ; ; – будың динамикалық тұтқырлығының коэффиценті және тығыздығы , м²/с.

Егер болса, онда

, (10.17)

Мұндағы және – массаберілу коэффициенті; – насадканың эквивалентті диаметрі м; – насадканың бос көлемі, м³ /м² .

Мұндағы – теориялық қалқалар саны (концентрация сатыларының өзгеруі); – насадка қалыңдығының биіктігі, бір сатылы өзгерудің эквиваленті немесе бір теориялық қалқа

Бір қалқаның теориялық эквивалентінің практикалық биіктігі насадканың түрі мен будың жылдамдығына байланысты (10.1 кесте).

Кесте 10.1 – Насадка түрі мен бу жылдамдығынан биіктіктің тәуелділігі

Насадка түрі	Бу жылдамдығы, м/с	,м
Керамикалық Рашига сақиналар 25- 25 мм	0.2 - 0.5	0.12 - 0.21
Шыны Рашига сақиналар 5.0 - 5.0 мм	0.1 - 0.3	0.11 - 0.17
Болат спираль 4 мм	0.1 - 0.4	0.1 - 0.14
Болат спираль 2.5 мм	0.05 - 0.3	0.03 - 0.06
Карборунд дәні 4 мм	0.03 - 0.1	0.04 - 0.13