Общие сведения о перегонке и ректификации - Промышленные установки нефти и газа
С основными закономерностями процессов физической переработки нефти и газов, в частности, перегонки и ректификации, а также конструкцией и принципами работы их аппаратов студенты знакомятся в курсе Процессы и аппараты нефтепереработки. В этой связи ниже будут изложены лишь обобщающие сведения по теоретическим основам процессов, получивших в нефтепереработке наименование первичной (прямой) перегонки (переработки), подразумевая, что продукты этих головных на НПЗ процессов будут подвергаться далее вторичной (физической или химической) переработке с получением товарных нефтепродуктов или их компонентов.
Перегонка (дистилляция) -- это процесс физического разделения нефти и газов на фракции (компоненты), различающиеся друг от друга и от исходной смеси по температурным пределам (или температуре) кипения. По способу проведения процесса различают простую и сложную перегонку.
Простая перегонка осуществляется постепенным, однократным или многократным испарением.
Перегонка с ностененным испарением состоит в постепенном нагревании нефти от начальной до конечной температуры с непрерывным отводом и конденсацией образующихся паров. Этот способ перегонки нефти и нефтепродуктов в основном применяют в лабораторной практике при определении их фракционного состава.
При однократной перегонке жидкость (нефть) нагревается до заданной температуры, образовавшиеся и достигшие равновесия нары однократно отделяются от жидкой фазы -- остатка. Этот способ, по сравнению с перегонкой с постепенным испарением, обеспечивает при одинаковых температуре и давлении большую долю отгона. Это важное его достоинство используют в практике нефтеперегонки для достижения максимального отбора паров при ограниченной температуре нагрева во избежание крекинга нефти.
Перегонка с многократным испарением заключается в последовательном повторении процесса однократной перегонки при более высоких температурах или низких давлениях по отношению к остатку предыдущего процесса.
Из процессов сложной перегонки различают перегонку с дефлегмацией и перегонку с ректификацией.
Перегонка с ректификацией -- наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах -- ректификационных колоннах -- путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно (в насадочных колоннах) или ступенчато (в тарельчатых ректификационных колоннах). При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования (тарелке или слое насадки) между ними происходит тепло и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия.
В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость -- высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, т. е. температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пара, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса (температурный режим, давление, соотношение потоков, флегмовое число и др.), можно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей.
Место ввода в ректификационную колонну нагретого перегоняемого сырья называют питательной секцией (зоной), где осуществляется однократное испарение. Часть колонны, расположенная выше питательной секции, служит для ректификации парового потока и называется концентрационной (укрепляющей), а другая -- нижняя часть, в которой осуществляется ректификация жидкого потока -- отгонной, или исчерпывающей секцией.
Различают простые и сложные колонны.
Простые 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 ректификационные колонны разделяют исходную смесь более чем на два продукта. Различают сложные колонны с отбором дополнительных фракций непосредственно из колонны в виде боковых погонов и колонны, у которых дополнительные продукты отбирают из специальных отпарных колонн, именуемых стриппингами. Последний тип колонн нашел широкое применение на установках первичной перегонки нефти.
Четкость погоноразделения -- основной показатель эффективности работы ректификационных колонн, характеризует их разделительную способность. Она может быть выражена в случае бинарных смесей концентрацией целевого компонента в продукте.
Применительно к ректификации нефтяных смесей она обычно характеризуется групповой чистотой отбираемых фракций, т. е. долей компонентов, выкипающих по кривой ИТК до заданной температурной границы деления смеси в отобранных фракциях (дистиллятах или в остатке), а также отбором фракций от потенциала. Как косвенный показатель четкости (чистоты) разделения на практике часто используют такую характеристику, как налегание температур кипения соседних фракций в продукте. В промышленной практике обычно не предъявляют сверхвысоких требований по отношению к четкости погоноразделения, поскольку для получения сверхчистых компонентов или сверх узких фракций потребуются соответственно сверхбольшие капитальные и эксплуатационные затраты. В нефтепереработке, например, в качестве критерия достаточно высокой разделительной способности колонн перегонки нефти на топливные фракции считается налегание температур кипения соседних фракций в пределах 10-30°С.
Установлено, что на разделительную способность ректификационных колонн значительное влияние оказывают число контактных ступеней и соотношение потоков жидкой и паровой фаз. Для получения продуктов, отвечающих заданным требованиям, необходимо, наряду с другими параметрами ректификационной колонны (давление, температура, место ввода сырья и т. д.), иметь достаточное число тарелок (или высоту насадки) и соответствующее флегмовое и паровое числа.
Флегмовое число (R) характеризует соотношение жидкого и парового потоков в концентрационной части колонны.
В зависимости от конструкции и места расположения в колонне изменяется в пределах 0,3-0,9. На технико-экономические показатели и четкость погоноразделения ректификационной колонны, кроме ее разделительной способности, в значительной степени влияют физические свойства (молекулярная масса, плотность, температура кипения, летучесть и др.), компонентный состав, число (би - или многокомпонентный) и характер распределения (непрерывный, дискретный) компонентов перегоняемого сырья. В наиболее обобщенной форме разделительные свойства перегоняемого сырья принято выражать коэффициентом относительной летучести (аналогом коэффициенту разделения (селективности) в процессах экстракции).
Коэффициент а косвенно характеризует движущую силу процесса перегонки применительно к разделяемому сырью. Сырье, у которого а 1, значительно легче разделить на компоненты, чем при его значении, близком к единице.
Относительная летучесть зависит от давления и температуры, при которых находятся компоненты. С увеличением давления и температуры величина а снижается. Вблизи критической области значение коэффициента а приближается к единице.
Похожие статьи
-
Простые и сложные ректификационные колонны - Промышленные установки нефти и газа
Для осуществления процесса перегонки используют ректификационные колонны. Различают колонны простые, для разделения сырья на два компонента (дистиллят и...
-
Назначение установок первичной перегонки нефти - Промышленные установки нефти и газа
Современные ректификационные аппараты классифицируются в зависимости от их технологического назначения, давления, способа осуществления контакта между...
-
Установка атмосферной перегонки нефти - Промышленные установки нефти и газа
На атмосферных нефтеперегонных установках нефть или смесь нефтей обычно разделяется на четыре дистиллятные фракции и остаток -- мазут. Побочным продуктом...
-
Способы разделения нефти на фракции - Промышленные установки нефти и газа
Основной принцип исследования химического состава нефти заключается в том, что, комбинируя разнообразные методы разделения веществ, достигают вначале...
-
В зависимости от исходного состава нефти может варьироваться принципиальная схема установки. Обычно установки предлагаются комплексом ЭЛОУ + АВТ....
-
Принципы первичной переработки нефти., Перегонка нефти. - Технология переработки нефти
Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводов, различных по молекулярному весу и температуре кипения. Кроме...
-
Ассортимент получаемых продуктов и их применение - Промышленные установки нефти и газа
Нефтеперерабатывающая промышленность обеспечивает потребность народного хозяйства в горючих и смазочных материалах. Кроме того, нефть расходуется на...
-
Введение - Промышленные установки нефти и газа
Задачи нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Особенности развития нефтеперерабатывающей промышленности в мире Курсовая работа посвящена...
-
Холодильная автоматизированная установка состоит из трех компрессоров (КМ), оснащенных устройствами автоматической защиты, маслоотделителя (МО), сборника...
-
Общие сведения об адсорбционных аппаратах - Абсорбер для очистки газов от диоксида углерода
В абсорбционных процессах (абсорбция, десорбция) участвуют две фазы -- жидкая и газовая и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую (при...
-
Основная цель курсовой работы Основной целью курсовой работы является анализ работы судовой энергетической установки при заданных условиях эксплуатации,...
-
Введение - Ректификационная установка
Ректификационный установка орошение колонна Ректификация - массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных...
-
Свойства масляных СОЖ условно разделяют на пять групп: физико-химические и функциональные свойства; химическая активность; эксплуатационные и...
-
Технологическая схема ректификационной установки - Ректификационная установка
Принципиальная схема ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол - толуол показана на рис 1. Исходная смесь из...
-
Подготовка нефти к переработке. - Технология переработки нефти
Добываемая на промыслах нефть, помимо растворенных в ней газов, содержит некоторое количество примесей - частицы песка, глины, кристаллы солей и воду....
-
Для управления установкой нами запроектирован микропроцессорный контроллер АК2 - РС301А, производства компании "Danfoss" (Дания). Общие сведения Основное...
-
Общие сведения, Приготовление пищи, Технические приемы и способы приготовления пищи - Немецкая кухня
Приготовление пищи Пища должна содержать нужные для организма пищевые вещества в необходимых количествах и правильном соотношении, обладать приятным...
-
Сушка. Общие сведения - Барабанная сушилка
Сушка представляет собой тепловую обработку материалов с целью удаления из них влаги путем испарения. Испарение влаги из материала происходит при...
-
Введение, Понятие о температуре и о температурных шкалах - Общие сведения об измерениях температуры
Температурой называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Согласно кинетической теории температуру определяют как меру кинетической...
-
Общие сведения, Назначение и характеристики аппаратов - Проектирование перемешивающего устройства
Назначение и характеристики аппаратов Химические аппараты предназначены для проведения различных технологических процессов в химической, нефтехимической,...
-
Общие сведения о крахмале и крахмалопродуктах - Технология производства крахмала и крахмалопродуктов
Крахмал - сложный углевод, образующийся в растениях и откладываемый ими в качестве запасного питательного вещества. Химическая формула (C6H10O5)n. Он...
-
Эксплуатация винтового фреонового компрессора, а так же рассмотрим схему заправки маслом Эксплуатация-стадия жизненного цикла изделия, на которой...
-
Технологический расчет, Материальный баланс - Ректификационная установка
Рассчитать тарельчатую и насадочную ректификационные установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол - толуол. Исходные данные:...
-
Кипятильник - Ректификационная установка
Кипятильник установлен вне колонны, что создает удобства для эксплуатации, ремонта и улучшает процесс теплопередачи. Он представляет собой вертикальный...
-
Установка 5-214 - Демеркаптанизация газолина - Оборудование нефтяной компании
Конденсат экспортируется посредством трубопровода Каспийского Трубопроводного Консорциума (КТК) и, следовательно, должен соответствовать необходимым...
-
Каталитический крекинг - Технологии переработки нефти
Каталитический крекинг (КК) впервые появился в начале 40-х годов XX века в США, в настоящее время это самый массовый процесс получения высокооктанового...
-
Установка 5-213 - Колонна отгонки конденсата (condensate splitter) - Оборудование нефтяной компании
Подаваемое сырье на колонну отгонки подогревается до 180ОС посредством обмена с кубовым продуктом колонны во входном подогревателе колонны отгонки...
-
Установка 5-201/202 - Конденсатные ловушки СД и НД - Оборудование нефтяной компании
Многофазовый поток, поступающий с манифольдов скважин непосредственно направляется на две паралельные конденсатные ловушки СД 5-210-VQ-01A/B. Они...
-
Кондиционеры предназначены для создания благоприятных температурно-влажностных условий в жилых и служебных помещениях. Кондиционеры классифицируют по...
-
Общая характеристика производства - Промышленное производство мелкодисперсной фракции дерева
Процесс изготовления МДФ включает в себя четыре стадии. 1. На первом этапе осуществляется подготовка сырья. Поскольку МДФ плиты производят из леса...
-
Расчет общих технических характеристик Процентное содержание углерода в топливе, СТ: CТ = 87,00 % - принимается из опыта эксплуатации. Процентное...
-
Общие сведения - Способы сохранения пищевых продуктов
Сохранение продовольственных продуктов основано на способности микроорганизмов реагировать на воздействие факторов физической, химической и биологической...
-
Общие сведения об изделии Назначение и область применения Барабан дробеметный конвейерный периодического действия предназначен для очистки отливок от...
-
Организация работы столовой Столовая - общедоступное или обслуживающее определенный контингент потребителей предприятие общественного питания,...
-
Средства контроля АК-2 - Модули. Базовый модуль - предназначен для управления центральной холодильной машиной Модули расширения. В сложных системах могут...
-
В результате произведенного проектирования была создана система автоматического регулирования работы холодильной установки. При проектировании автоматики...
-
В инженерной практике принято промышленные холодильные камеры описывать линейным дифференциальным уравнением 1-го порядка с постоянными коэффициентами....
-
Общие сведения о естественной тяге - Методика расчета естественной тяги воздуха в шахтах
Естественной тягой называется движение воздуха по выработкам под влиянием естественных факторов: разности удельного веса воздуха, ветра, капежа Энергия,...
-
Изготовление форм, Общие сведения - Технология литейного производства
Общие сведения Процесс изготовления литейных форм называется формовкой. Он осуществляется в формовочных отделениях литейного цеха. Стержни изготовляют в...
-
Физические свойства - Технология переработки нефти
Нефть - это Вязкая маслянистая жидкость, темно-коричневого или почти черного цвета с характерным запахом, обладающая слабой флюоресценцией, более легкая...
Общие сведения о перегонке и ректификации - Промышленные установки нефти и газа