Колонна ректификационная для отбензинивания нефти - Диплом по ПАХТ. Ректификационной колонны для нефти


courses:refining:типы_колонн_и_внутр._устр-ва [ЮниТех]

Ректификационная колонна (колонна фракционирования) — цилиндрический вертикальный аппарат, оснащенный внутренними тепло- и массообменными устройствами и вспомогательными узлами, предназначенный для разделения двухкомпонентных или многокомпонентных жидких смесей на фракции, каждая из которых содержит вещества с близкой температурой кипения.1)

Ректификационные колонны подразделяются:

простые

Простые ректификационные колонны обеспечивают разделение исходной смеси (сырья) на два продукта: ректификат (дистиллят), выводимый с верха колонны в парообразном состоянии, и остаток (нижний жидкий продукт ректификации)

сложные

Сложные ректификационные колонны разделяют сырье более чем на два продукта. Различают сложные колонны с отбором дополнительных фракций из колонны в виде боковых погонов и колонны, у которых дополнительные продукты отбирают из специальных отпарных колонн (стриппинги). 2)

1) для атмосферной и вакуумной перегонки нефти и мазута

2) для вторичной перегонки бензина

3) для стабилизации нефти, газоконденсатов, нестабильных бензинов

4) для фракционирования нефтезаводских, нефтей и природных газов

5) для отгонки растворителей в процессах очистки масел

6) для разделения продуктов трубчатой печи и каталитических процессов переработки нефтяного сырья и газов и т. д.

атмосферные колонны

это колонны, в верхней части которых давление несколько выше атмосферного (0,1…0,2 МПа). Давление в нижней части колонны, как правило, зависит от сопротивления ее внутренних устройств и может значительно превышать атмосферное. Применяются такие колонны при перегонке стабилизированной или отбензиненной нефти на топливные фракции и мазут.

вакуумные (глубоковакуумные) колонны

работают под вакуумом (или глубоким вакуумом). Иными словами, давление в них ниже атмосферного (создается разрежение), что позволяет снизить рабочую температуру процесса и избежать разложения продукта. Такие колонны предназначаются для фракционирования мазута на вакуумный (глубоковакуумный) газойль или узкие масляные фракции и гудрон.

колонны, работающие под повышенным давлением (1…4 МПа)

применяются при стабилизации или отбензинивании нефти, стабилизации газовых бензинов, бензинов перегонки нефти и вторичных процессов и фракционировании нефтезаводских или попутных нефтяных газов. 3)

колонны периодического действия

применяются на установках малой производительности при необходимости отбора большого числа фракций и высокой четкости разделения. Исходное сырьё заливают в куб на высоту, равную 2/3 его диаметра. Подогрев ведут глухим паром. В первый период работы ректификационной установки отбирают наиболее летучий компонент смеси, например бензольную головку, затем компоненты с более высокой температурой кипения (бензол, толуол и т. д.). Наиболее высококипящие компоненты смеси остаются в кубе, образуя кубовый остаток. По окончании процесса ректификации этот остаток охлаждают и откачивают. Куб вновь заполняют сырьём и ректификацию возобновляют. Периодичностью процесса обусловлены больший расход тепла, меньшая производительность труда и менее эффективное использование оборудования.

Схема установки для периодической ректификации: 1 - куб; 2 - ректификационная колонна; 3 - конденсатор-холодильник; 4 - аккумулятор; 5 - холодильник; 6 - насос. Линии: I - сырье; II - пары; III - пары верхнего продукта; IV - верхний продукт; V - орошение; VI - кубовый остаток; VII - вода; VIII - водяной пар.

колонны непрерывного действия

Установки с колоннами непрерывного действия лишены недостатков колонн периодического действия. В таких колоннах нагретое сырьё вводится в ректификационную колонну, где разделяется на жидкую и паровую фазы. В результате ректификации сверху колонны отбирается изопентан как головной продукт и снизу колонны – н-пентан как остаток. 4)

Схема установки для непрерывной ректификации двухкомпонентной смеси: 1 - подогреватель; 2 - ректификационная колонна; 3 - теплообменник; 4 - конденсатор-холодильник; 5 - кипятильник. Линии: I - сырье; II - изопентан; III - н-пентан.

1) с переточными устройствами (с одним, двумя или более) 5)

2) без переточных устройств (провального типа)

роторные

Эти колонны применяют, например, для выделения тяжёлой воды. Тарелки представляют собой конические щитки с углом наклона 40°. Неподвижные тарелки 4 по периферии прикреплены к корпусу колонны 1, подвижные 3 прикреплены в центре к валу 5 и вместе с ним вращаются. Вращающиеся тарелки чередуются с неподвижными. Через каждые 1,5 м по высоте вал охватывается шариковыми подшипниками 6, работающими без смазки. Для удобства монтажа колонна собрана из царг (частей / на фланцах). Флегма спускается сверху по неподвижной тарелке 4 и у центра переливается на нижележащую вращающуюся тарелку 3. Под влиянием центробежной силы флегма перемещается по вращающейся тарелке вверх до её периферии и в виде сплошной кольцевой пленки переливается на неподвижную тарелку. Пары движутся над флегмой противотоком. 6)

Схема роторной колонны с вращающимися тарелками: 1 - корпус; 2 - привод; 3 - вращающаяся тарелка; 4 - неподвижная тарелка; 5 - вал; 6 - подшипник; 7 - нагревательный змеевик

насадочные

В насадочных колоннах контакт между газом (паром) и жидкостью осуществляется на поверхности специальных насадочных тел, а также в свободном пространстве между ними. 7)

Насадка – тело из инертных материалов, она создана для создания большей поверхности контакта меж стекающей по ней жидкостью и поднимающимся потоком паров и интенсивного их перемешивания. Насадка выполняется обычно из коррозионно-стойкого материала (керамика, фарфор, стекло).

Схема насадочной колонны: 1 - слой насадки; 2 - перераспределительная тарелка; 3 - распределитель жидкости; 4 - направляющий конус. Линии: I - сырье; II - выход паров; III - вход орошения; IV - выход жидкого продукта.

Насадку укладывают на тарелки, снабженные двумя отверстиями двух видов: малыми – для стока орошения (флегмы) и большими – для прохода паров. Слой насадки разбивают на несколько маленьких слоев высотой 1-1,5 м, разделяя их свободным пространством.

Чем мельче насадочные кольца, тем лучше контакт между парами и флегмой, но тем выше гидравлическое сопротивление движению паров в колонне. При некотором предельном значении нагрузки насадочной колонны, т. е. при высокой скорости паров или жидкости, может наблюдаться «захлёбывание» насадки, когда прекращается стекание жидкости и начинается её выброс из колонны. Основной недостаток насадочных колонн – образование «мёртвых» зон в насадке, через которые не проходят ни пары, ни флегма, что ухудшает контакт между массообменивающими фазами и понижает эффективность разделения.8)

Конструкции насадок, применяемых в промышленных аппаратах нефтегазопереработки и нефтехимии, можно разделить на две группы — нерегулярные (насыпные) и регулярные насадки.

В качестве нерегулярных (насыпных) насадок используют твердые тела различной формы, загруженные в корпус в навал. В результате в колонне образуется сложная пространственная структура, обеспечивающая значительную поверхность контакта фаз.

Среди насадок, засыпаемых в навал, широкое распространение получили кольца Рашига, представляющие собой отрезки труб, высота которых равна наружному диаметру. Низкая стоимость и простота изготовления колец Рашига делают их одним из самых распространенных типов насадок. Наряду с гладкими цилиндрическими кольцами из металла, керамики или фарфора разработаны насадки с ребристой наружной и (или) внутренней поверхностями. Для интенсификации процесса массообмена разработаны конструкции цилиндрических насадок с перегородками.9) Насадка из колец Рашига (1 - отдельное кольцо; 2 - кольца навалом; 3 - регулярная насадка)10)

Промышленное использование в настоящее время нашла еще одна кольцевая насадка — кольца Палля. При изготовлении таких колец на боковых стенках сделаны два ряда прямоугольных, смещенных относительно друг друга надрезов, лепестки которых отогнуты внутрь насадки. Конструкция колец Палля по сравнению с кольцами Рашига позволяет увеличить пропускную способность и снизить гидравлическое сопротивление.

Насадка, известная как седла Инталлокс, является сегодня наиболее распространенной керамической насадкой. Поверхность ее представляет собой часть тора. Седла Инталлокс обладают механической прочностью, обеспечивают однородность размещения насадки и хорошее самораспределение жидкости. 11)

тарельчатые

В тарельчатых колоннах контакт между фазами происходит при прохождении пара (газа) сквозь слой жидкости, находящейся на контактном устройстве (тарелке).12)

Тарелка ректификационной колонны представляет собой горизонтальную перегородку в колонне, на тарелке находится слой стекающей по колонне жидкости (орошение), сквозь которую барботируют поднимающиеся снизу пары.13)

пленочные

В книге Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. «Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии» 14) колонные аппараты по типу внутренних контактных устройств подразделяются на тарельчатые, насадочные и пленочные (к пленочным авторы данного издания относят аппараты, в которых фазы контактируют на поверхности тонкой пленки жидкости, стекающей по вертикальной или наклонной поверхности).

wiki.unitechbase.com

Колонна ректификационная для отбензинивания нефти

Диплом включает пояснительную записку на 135 страниц и 4 листа чертежей. Выполнены технологический, конструктивный и механический расчеты. Определена эффективность модернизации и социальная ответственность производства.

При анализе технологии существующей первичной переработки нефти мощностью 6,5 т/ч выявлено, что производительность установки можно увеличить за счет замены сложной колонны с тарельчатой и насадочными частями на более простую, содержащую только тарельчатые части.

В проекте предусмотрена замена существующего колонного оборудования, установка новых контактных устройств. Применение проектируемого колонного аппарата позволило повысить производительность установки, обеспечить четкость ректификации и выработку продукции требуемого качества.

Диплом по ПАХТ на тему «Колонна ректификационная для отбензинивания нефти» содержит материал для самостоятельной подготовки по предмету. Работа включает пояснительную записку и чертежи. В ознакомительных целях можно скачать записку в формате pdf (электронная книга). Цена всей работы 5000 ₽.

В ряде производств химической, нефтяной, пищевой и других отраслей промышленности в результате различных технологических процессов получают смеси жидкостей, которые необходимо разделить на составные части.

Для разделения смесей жидкостей и сжиженных газовых смесей в промышленности применяют способы простой перегонки (дистилляции), перегонки под вакуумом и с водяным паром, молекулярной перегонки и ректификации.

Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси двух или в общем случае нескольких жидкостей с различными температурами кипения одной или нескольких жидкостей в более или менее чистом виде. Процесс ректификации осуществляют в ректификационной установке, включающей ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник-конденсатор, подогреватель исходной смеси, сборники дистиллята и кубового остатка. Основным аппаратом установки является ректификационная колонна, в которой пары перегоняемой жидкости поднимаются снизу, а навстречу парам сверху стекает жидкость, подаваемая в верхнюю часть аппарата в виде флегмы.

Ректификационные колонны широко применяются на технологических установках НПЗ и НХЗ для разделения смесей. Целью расчета ректификационных колонн является определение параметров технологического режима и размеров аппарата. К параметрам режима относятся: рабочее давление в аппарате, температуры входа и выхода различных материальных потоков. Вопросам расчета ректификационных колонн посвящена обширная литература.

В проекте предусмотрена замена существующего колонного оборудования, установка новых контактных устройств. Применение проектируемого колонного аппарата позволило повысить производительность установки, обеспечить четкость ректификации и выработку продукции требуемого качества

Целью курсового проекта является проектирование ректификационной колонны непрерывного действия, в которой происходит разделение отделение бензиновой фракции от сырой нефти.

vector-study.ru

Описание ректификационной колонны SARGAS

 Состав ректификационной колонны SARGAS

ректификационная колонна купить
1 Печь, 1 шт.
2 Куб, 1 шт.
3 Колонна, 1 шт.
4 Конденсатор, 1 шт.
5 Делитель, 1 шт.
6 Лестница с площадкой, 1 шт.
7 Холодильник остатка, 1 шт.
8 Сборник, 4 шт.
9 Система трубопроводов, комплект
Описание процесса ректификации

Ректификация — процесс разделения смесей взаимно растворимых компонентов, различающихся по температурам кипения, путем противоточного многократного контактирования неравновесных жидкости и пара. Контактирование осуществляется, как правило, в колонных аппаратах на тарельчатых или насадочных контактных устройствах противоточно — пар снизу вверх, жидкость сверху вниз.

Колонный аппарат представляет собой вертикальную стальную трубу с размещенными внутри контактными устройствами. В тарельчатых колоннах контакт происходит ступенчато на отдельных ступенях, называемых тарелками (ситчатые, колпачковые, клапанные и т.д.), обычно путем барботажа пара сквозь слой жидкости или путем распылительного перемешивания, или другим способом, обеспечивающим максимально эффективный тепло- и массообмен. В насадочных колоннах контакт осуществляется непрерывно между паром и жидкой пленкой в слое насадки с развитой поверхностью, которой заполнена колонна (щебень, кольца, пружины, сетки и т.п.).

Жидкость, относительно богатая легкокипящими компонентами, имеющая относительно более низкую температуру, поступает на контактное устройство сверху. Пар, богатый высококипящими компонентами, имеющий более высокую температуру, поступает на контактное устройство снизу. На контактном устройстве жидкость и пар стремятся к равновесию путем тепло- и массообмена. Если равновесие между паром и жидкостью, покидающими контактное устройство достигается, то такое контактное устройство называется теоретической ступенью или теоретической тарелкой.

Простая дистилляция («самогонный аппарат») обеспечивает однократный хороший контакт жидкости и пара и эквивалентна одной теоретической ступени. Реальные тарелки промышленных колонн имеют эффективность 0,3...0,8 теоретической ступени. Для насадочных колонн есть величина, называемая высотой эквивалентной теоретической тарелке, — это высота слоя насадки, массообменная эффективность которого эквивалентна одной теоретической ступени. Эта высота может быть 100...600мм. На контактных устройствах пар обогащается низкокипящим компонентом, а жидкость высококипящим. Проходя последовательно ряд ступеней, жидкость и пар достигают заданных концентраций компонентов. Вверху колонны концентрируется низкокипящие компоненты, внизу — высококипящие. Наращивая число ступеней, можно получить любую заданную четкость разделения компонентов. По высоте колонны концентрации компонентов меняются иногда весьма нелинейно.

В аппаратах непрерывной ректификации сырье вводят примерно на середине высоты колонны, т.е. на ту тарелку, где концентрации компонентов примерно равны таковым у сырья. Сверху колонны отбирают дистиллят, богатый низкокипящими компонентами. Снизу отбирают остаток, богатый высококипящими компонентами. Пары с верхней тарелки колонны охлаждаются в конденсаторе, часть в виде паров или жидкости отбирается как дистиллят, остальное возвращается в колонну в виде жидкости. Жидкость с нижней тарелки нагревается в кипятильнике, часть жидкости отбирается как нижний продукт (остаток), остальное в виде пара возвращается в колонну.

Отношение массового расхода жидкости, поступающей из конденсатора в колонну, к массовому расходу дистиллята называется флегмовым числом. Отношение массового расхода паров из кипятильника к массовому расходу остатка называется паровым числом. Эти числа характеризуют режим работы верхней (выше питания) и нижней (ниже питания) секций колонны. Чем выше флегмовое (и паровое) число, тем легче (меньшим числом ступеней) достигается заданная четкость раделения смеси ректификацией, но также возрастают удельные затраты энергии и уменьшается производительность колонны. Флегмовое (и паровое) число не может быть меньше определенного минимального, при котором заданная четкость ректификации не достигается при сколь угодно большом числе ступеней.

При периодической ректификации в кипятильник соответствующего объема (называемый кубом колонны) загружается порция сырья, в процессе ректификации сырье не добавляют и состав кубового остатка непрерывно меняется от состава сырья до заданного высококипящего остатка. Соответственно сверху колонны отбирают дистиллят изменяющегося по времени состава. Если число компонентов смеси невелико (2...5), а количество ступеней и флегмовое число достаточны для сравнительно четкого разделения, то состав дистиллята и температура на верхней тарелке изменяется ступенчато, вначале дистиллят состоит из концентрированного самого низкокипящего компонента (назовем его первым компонентом), затем следует короткий переходный период, когда дистиллят представляет собой смесь переменного состава, в которой концентрация первого компонента убывает, а концентрация второго компонента возрастает, далее дистиллят состоит из концентрированного второго компонента, и т.д. для всех компонентов. Дистиллят переходных периодов традиционно называют bad cuts, его смешивают со следующей порцией сырья.

Если четкость разделения невелика и/или количество компонентов велико (нефтяные смеси), то ступенчатость состава дистиллята становится незаметной, состав дистиллята и температура на верхней тарелке меняются непрерывно. Многокомпонентные смеси могут быть разделены на индивидуальные компоненты повторной ректификацией узких фракций дистиллятов, содержащих уже небольшое число компонентов. Особенности ректификации нефтяных смесей обусловлены требованиями к качеству разделения на фракции и тем, что нефтяные смеси состоят из тысяч компонентов. Многокомпонентность нефтяных смесей обуславливает непрерывный состав дистиллята при периодической ректификации для любого практически достижимого числа ступеней и флегмового числа.

Качество разделения на фракции определяется по результатам простой дистилляции (стандарт ASTM D86) проб данной фракции, по температурам 5% и 95% отгона. Стандартами на соответствующие нефтепродукты определяется, что перекрытие температур 95% и 5% отгона между соседними фракциями должно быть не более 10...15С. Например, если 95% бензиновой фракции, полученной на данной колонне, отгоняется по D86 не более чем при 180С, то 5% дизельной фракции, полученной на этой же колонне, должно отгоняться по D86 не менее чем при 170С.

ttgroupworld.com

Колонна ректификационная первичной перегонки нефти

В данном дипломном проекте была спроектирована ректификационная ко-лонна для разделения бензиновых фракций, работающая в составе установки первичной переработки нефти.

В разделе, посвященном обзору и анализу состояния вопроса, выполнен краткий анализ существующих способов переработки нефти и приведены конструкции типовых колонных аппаратов, используемых на производстве. На основании анализа выбрана технологическая схема и аппарат, в котором вы-полняется процесс ректификации. Выбраны колпачковые тарелки.

Технологический раздел посвящен детальному описанию выбранной схемы производства и ректификационной колонны. Раздел содержит технологические расчеты по проектируемому аппарату и вспомогательному оборудованию. Определены геометрические размеры аппарата и его составных частей.

Расчетно-конструкторский раздел содержит описание конструкции аппарата и прочностной расчет его основных элементов: обечайки, фланцевого соединения, укрепления отверстия, расчета на ветровую нагрузку.

Расчет на ветровую нагрузку выполнен с использованием ЭВМ. Программа на MathCAD приведена в приложении 1.

Специальный раздел описывает выбранный способ монтажа и необходимые расчеты для безопасной установки оборудования на фундамент. Также приведены указания по безопасной эксплуатации оборудования и организации его ремонта.

Раздел, посвященный автоматизации оборудования, описывает используемые средства регулирования и контроля, применяемые в производстве для обеспечения эффективности процесса и его технологичности.

Безопасность и экологичность проекта подтверждается расчетами и указа-ниями соответствующего раздела. При соблюдении указанных требований гарантируется долговременная и безопасная работа колонны конденсации.

Организационно-экономический раздел содержит расчет величин, показы-вающих экономическую эффективность проекта.

Спроектированная ректификационная колонна удовлетворяет техническому заданию и может быть использована в установке переработки нефти.

Диплом по ПАХТ на тему «Колонна ректификационная первичной перегонки нефти» содержит материал для самостоятельной подготовки по предмету. В ознакомительных целях можно скачать записку в формате pdf (электронная книга). Цена всей работы 5000 ₽.

Сырая нефть впервые в значительных количествах была добыта в 1880 г. Сырая нефть является смесью химических веществ, содержащей сотни компонентов. Основную массу нефти составляют углеводороды – алканы, циклоалканы, арены.

В основу классификации нефтей положено преимущественное содержание какого-либо одного или нескольких классов углеводородов, причем количество основного компонента, определяющего название нефти, должно составлять не менее 50%. Различают нефти парафиновые, нафтеновые, ароматические.

Помимо углеводородов в составе органической части нефти находятся смолистые и асфальтовые вещества, представляющие собой высокомолекулярные соединения углерода, водорода, серы и кислорода, сернистые соединения, нафтеновые кислоты, фенолы, азотистые соединения типа пиридина, хинолина, различные амины и др. Все эти вещества являются нежелательными примесями нефти. Для очистки от них требуется сооружение специальных установок. Сернистые соединения, вызывающие коррозию аппаратуры, наиболее вредны как при переработке нефти, так и при использовании нефтепродуктов. По содержанию серы нефти классифицируют на малосернистые, содержащие от 0,1 до 0,5% серы; сернистые – до 2,5-3% серы; высокосернистые – до 5% серы.

Фракционный состав нефти определяется фракционной перегонкой, при которой нефть разделяется на фракции по температурам кипения. По плотности фракций, кипящих при одинаковой температуре, нефть классифицируют на легкую и тяжелую. Фракционный состав нефти предопределяет пути ее промышленной переработки.

Для переработки и использования нефти и нефтепродуктов большое значе-ние имеют следующие свойства: температуры застывания, вспышки, воспламенения и самовоспламенения, взрывоопасность.

Из нефти в процессе переработки получают топливо (жидкое и газообраз-ное), смазочные масла и консистентные смазки, растворители, индивидуальные углеводороды (этилен, пропилен, метан, ацетилен, бензол, толуол), твердые и полутвердые смеси углеводородов (парафин, вазелин, церезин), нефтяные битумы и пеки, технический углерод (сажу), нефтяные кислоты и их производ-ные.

Одним из главных продуктов переработки нефти является моторное топливо, которое включает авиационные и автомобильные бензины. Важное свойство бензина, характеризующее его способность противостоять преждевременному воспламенению в камере сгорания, – детонационная стойкость.

Детонационную характеристику бензина определяют в стандартном одноцилиндровом двигателе при переменном давлении и оценивают значением октанового числа.

Бензин, полученный в процессе прямой перегонки нефти, состоит в основном из алканов с октановым числом 50-70. Для повышения октанового числа осуществляют обработку, в результате которой углеводороды бензина изомеризуются с образованием более благоприятных структур, а также используют антидетонаторы – вещества, которые добавляют к бензинам в количестве не более 0,5% с целью значительного увеличения их детонационной стойкости.

Расчет ректификационной колонны для получения бензиновых фракций в установке переработки нефти является целью данной дипломной работы.

010|Установка вторичной перегонки нефти|Т3|А2

020|Отделение ректификации|А2|А2

030|Колонна ректификационная|ВО|2хА1

040|Колонна ректификационная|С7|А2

050|Колонна ректификационная|С8|А2

060|Тарелка колпачковая|СБ|А2

062|Тарелка колпачковая|ДТ|А2

070|Отбойник|СБ|А2

072|Отбойник|3D|А2

080|Установка вторичной перегонки нефти|ГП|А1

090|Холодильник|ВО|А1

vector-study.ru