Колонные аппараты Группа МХТОВ-12 п Выполнили: Кабиденова М.Ж. Тимошко А. Саттарова Р.

Колонные аппараты применяют для процессов ректификации, абсорбции, адсорбции, т.е. для процессов взаимодействия между жидкой и газовой фазой. Обычно для процессов ректификации применяют тарельчатые колонны, а для абсорбции –насадочные. Колонны больших размеров обычно устанавливают под открытым небом. Трубопроводы, обслуживающие площадки, крепятся, к корпусу колонны. На верхнюю площадку крепят кран – укосину для монтажных и ремонтных работ.

Технологического назначения Рабочего давления Типа контактных (массообменных) устройств Ректификационная колонна Абсорбер Экстрактор Адсорбер Тарельчатые Насадочные Роторные, пленочные

Ректификационная колонна представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты, снабженные внутри ректификационными тарелками и другими вспомогательными устройствами (штуцера: ввода сырья, вывода продуктов, подачи орошения и ввода паров из отпарных колонн). К корпусу колонны снизу приваривается цилиндрическая опорная часть, в которой имеется один или два лаза и отверстие для вывода остатка. Для крепления к фундаменту опорная часть имеет лапы. Верх и низ корпуса заканчиваются эллиптическим, коробовым или сферическим днищем. Внутри колонны к корпусу крепятся ректификационные тарелки. Конструкция их очень разнообразна. Ректификационные колонны могут достигать 80 метров в высоту и более 6 метров в диаметре.

Принцип работы: Перегонку нефти осуществляют в установке, которая состоит из трубчатой печи и ректификационной колонны. По трубопроводу подается нефть, где она нагревается до температуры °С и в виде смеси жидкости и паров поступает в колонну. Зону, в которую подаётся питание, там происходит процесс однократного отделения пара от жидкости. Пары поднимаются в верхнюю часть колонны, охлаждаются, конденсируются в холодильнике- конденсаторе и подаются обратно на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Таким образом в верхней части колонны (укрепляющей) противотоком движутся пары (снизу вверх) и стекает жидкость (сверху вниз). Стекая вниз по тарелкам, жидкость обогащается высококипящими компонентами, а пары, чем выше поднимаются в верх колонны, тем более обогащаются легкокипящими компонентами. Таким образом, отводимый с верха колонны продукт обогащен легкокипящим компонентом. Продукт, отводимый с верха колонны, называют дистиллятом. Часть дистиллята, сконденсированного в холодильнике и возвращённого обратно в колонну, называют орошением или флегмой. Для создания восходящего потока паров в кубовой (нижней, отгонной) части ректификационной колонны часть кубовой жидкости направляют в теплообменник, образовавшиеся пары подают обратно под нижнюю тарелку колонны. Таким образом, в кубе колонны создается 2 потока: 1 поток жидкость, стекающая с верха (из зоны питания+орошение), 2 поток пары, поднимающиеся с низа колонны.

Абсорбер. Адсорбер. Экстрактор. Абсорбер – (от лат. absorbeo поглощаю) аппарат для поглощения газов, паров, для разделения газовой смеси на составные части растворением одного или нескольких компонентов этой смеси в жидкости, называемой абсорбентом (поглотителем). Абсорбер обычно представляет собой колонку с насадкой или тарелками, в нижнюю часть которой подается газ, а в верхнюю жидкость; газ удаляется из абсорбер сверху, а жидкость снизу. Абсорберы представляют собой также колонные аппараты, снабжённые теми же тарелками, что и ректификационные колонны. Тарелки, активизирующие массообмен между паровой или газовой, с одной стороны, и жидкой с другой, способствуют лучшей работе этих аппаратов. Адсорбер – аппарат, в котором протекает процесс адсорбции, т.е. массообмен между твердой и жидкой фазами для извлечении из смеси нужных компонентов. Экстрактор – аппарат, в котором осуществляется процесс экстракции, т.е. массообмен между двумя жидкими фазами для удаления из смеси нежелательных компонентов.

Вакуумная колонна С целью избежание разложения высокомолекулярных углеводородов ректификацию проводят в вакуумных колоннах, где температуры кипения искусственно снижают в зависимости от величины вакуума. Особенно распространены вакуумные колонны, применяемые на мазутоперегонных установках для получения масляных дистиллятов. Вакуумные колонны работают под остаточным давлением от мм.рт.ст., то есть уровень вакуума до 750 мм.рт.ст. и отличаются сравнительно большим диаметром корпуса от м. Принцип работы: В Вакуумную колонну мазут подается в виде паро- жидкостных смесей с температурой примерно от град. Перегонка осуществляется при остаточном давлении 15 мм.р.ст. на верху колонны в присутствии водяного пара. Пары проходя через пакеты насадки поднимаются вверх. На верхней части колонны устанавливается отбойное устройство, обеспечивающее эффективное отделение капель от паров. В Вакуумной колонне для сбора и вывода флегмы применены специальные тарелки с патрубками прямоугольного сечения для прохода паров в полу глухие тарелки. Компонент дизтопливо отбирается со сборной тарелки под первой насадочной секции насосом, прокачивается через теплообменники и аппарат воздушного охлаждения. Далее поток разделяется на 2 потока, 1 поток с температурой от гр. возвращается в колонну в качестве орошения, 2 поток выводится с установки. Первая маловязкая масляная фракция пройдя через теплообменники разделяется на 2 потока, 1 поток с температурой от гр. Возвращается в колонну для орошения, 2 поток выводится с установки.

Вторая средне вязкая масляная фракция отбирается со сборной тарелки в отпарную колонну (стриппинг). Стриппинг предназначен для отпарки легких фракции водяным паром с целью получения необходимого качества. Третья фракция отбирается со сборной тарелки под 5 той секции во вторую секцию отпарной колонны. Четвертая фракция высоковязкая отбирается со сборной тарелки под 6 той секции насадки. Она объединяется в один поток с 3 й масляной фракцией, после чего выводится с установки. В кубе собирается гудрон. Гудрон отбирается насосом, пройдя через теплообменники часть потока возвращается в колонну, оставшаяся часть выводится. Таким образом, с вакуумного блока для дальнейшей переработки выходит 5 вакуумных фракции, которые направляются для дальнейшей переработки.

Тарельчатые и насадочные колонны ТАРЕЛЬЧАТЫЕ аппараты - массообменные вертикальные колонные аппараты, расположенными одна над другой поперечными перегородками, или тарелками, с помощью которых по высоте колонны осуществляется многократный дискретный контакт газа (пара) с жидкостью. Организованное движение фаз на тарелках м. б. прямо-, противо- или перекрестно точным, а также смешанным при общем противотоке фаз по колонне (газ либо пар поднимается вверх, жидкость стекает вниз). В зависимости от назначения массообменного процесса (Абсорбция, Газов осушка, Массообмен, Ректификация, Экстракция жидкостная) в колонном аппарате устанавливают тарелок и более. Насадочные колонны - это колонны, на опорные решетки которых загружается насадка (мелкие тела различной формы). Решетки – колосниковые или плоские перфорированные. Достоинства насадочных колонн – простота устройств. Недостатки – трудность теплоотвода и плохая смачиваемость при низкой плотности орошения. Для проведения одинакового процесса требуются насадочные колонны большего объема, чем барботажные.