И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 52
Текст из файла (страница 52)
диффузии, Т.к. этот процесс более мелленный, чем испарение с пов-сти, жидкость со стороны пов-сти обедняется относительно более летучими компонентами и в ней возникает градиент концентраций, что ухудшает условия разделения смеси. Ддя предотвращения этого уменьшают толщину слоя жидкости и обеспечивают ее перемешивание. Скорость испарения молекул с пов-сти жидкости определяется ее т-рой: чем она выше, тем больше давленяе пара и скорость испарения.
Однако при увеличении давления пара уменьшается длина своб. пробега молекул и возрастает частота их соударений, что приводит к снижению эффективности разделения смеси. С делаю ее повышения Д. проводят при давлениях более высоких, чем те, при к-рых молекулы достигают пов-сти конденсации без соударений. Каждой смеси отвечает определенная оптим. т-ра, при к-рой достигается нанб. степень разделения. Для оценки последней используют представление о теоретич.
мол. тарелке, под к-рой понимается устройство, обеспечивающее получение дистиллята с относит. содержанием компонентов, соответствующим соотношению скоростей их испарения при данной г-ре, а состав жидкости во всем ее объеме одинаков, т.е. жид- 164 кость идеально перемешана. В производств. условиях при однократном испарении степень разделения колеблется от 0,3 до 0,95 тсоретич. тарелки. Конленсацня на охлаждаемой пов-сти не является лимитирующей стадией процесса, т,к. т-ра этой пов-сти поддерживается как минимум на 30 — 40'С ниже т-ры жидкости.
Ряс я. Аппарат щимолавулярпоа двстилляпяи: С, 5-впутранння обограваама» н вгмшня» овлаидаамая Нсссаваа спаса трубки; 3 -рубашкп. Н ааяууи- васасу Хяаааганг Нубавис спаши В аппарате для молекулярной Д.(рис. 4) исходная смесь распределяется в виде пленки иа нарухсной пов-сти внутр труб- Хяааагавт ки, к-рая обогревается подаваемым в нее теплоносителем. На расстоянии !Π— 30 мм от этой трубки находится трубка, снабженная рубашкой, в к.рую подается хладвгент. Кубовый остаток и днстнллят, полученный на охлаждаемой пов-сти, отводятся снизу, Для поддержания требуемого остаточного давления рабочее пространство аппарата соединено с вакуумной системой.
По способу создания пленки различают аппараты со стекающей жидкостью и центробежные (иром.-с ротором диаметром до 3 м), позволяющие перерабатывать за 1 ч от микроколичеств до 1 т смеси. Для повышения эффективности разделения дистилляц. аппараты могут снабжаться двумя или более конденсаторами, работающими при разя. т-рах, что дает возможность разделять смесь на песк. фракций. Применяют также многоступенчатые противоточные аппараты, степень разделения смеси в к-рых во много раз больше, чем в одноступенчатых.
Рабочие параметры процесса: контролируемые — расход исходной смеси, скорость отгонки дистиллята, т-ра испаряющейся жидкости, т-ра хладагента, используемого для охлаждения пов-сти конденсации, и давление, регулируемые-расходы исходной смеси, теплоносителя и хладагента.
В лабораториях используют периодическую Д. для разделения небольших кол-в (несколько мг) смесей термически стойких в-в и непрерывную Д. для перегонки значит. кол-в (десятки и сотни г) термолабильных в-в. В первом случае аппаратом обычно служит обогреваемая колба с внутренним или вьгноснььтс конденсатором, во втором †цнлиидр. испаритель (трубка) с конденсатором, снабженным охлаждающей рубашкой. Молекулярную Д. применяют для разделения и очистки смесей малолетучих и термически нестойких в-в, напр.
при выделении витаминов из рыбьего жира, растит. масел и в произ-вс вакуумных масел. См, также Дислтилдяцил нефти, Реиитифидапид. Лвмт Коган В. Б., таораттмаскнс освовм отловит прапсссов лшянясскоя тншолотии, Л., Штт; Галвпарнн Н. И. Осиавпма процессы и аппаратм лямияаскоя талиалогня, «н 1-3, М, Грас в. д коган. ДИСТИЛЛЯЦИЯ НЕФТИ (перегонка нефти), разделение ее на отдельные фракции (дистилляты) с разл. температурными интерваламн выкипания путем испарения с послед.
дробной конденсацией образующихся паров. Д, н, — тепло- и массообменный процесс, обычно многоступенчатого испарения сырья с ректификавией полученной парожидкостной смеси на каждой ступени — ректификац. колонне и отводом из нее теплоты, как при диглги глячии любой жидкой смеси. Многоступенчатость процесса обусловлена сложным углеводородным составом нефти, выкипающей на 80-90% по массе в интервале 30 — 550'С. Для выделения при Д.н 165 макс. кол-ва дистиллятов без изменения их прир.
состава, т.е. без термяч. деструкции углеводородов и орг. соед. содержащих гетероатомы, как правило, применяют песк. ступеней, в к-рых процесс проводят при разных т-рах и давлениях. Иногда для повышения степени разделения нефтяных фракций перегонку часто осуществляют, обогащав полученный дистиллят дополнительно путем дефлегмации, при к-рой его снова испаряют, частично конденсируют высококипяшие компоненты, возвращая их в виде флегмы в кипящую нефть, и обогащают таким образом низкокипящями компонентами.
Дистилляцни подвергают предварительно подготовленную нефть: на нефтепромыслах отделяют попутные нефтяные газы, мех. примеси, воду (до остаточного содержания 0,5-1% по массе) и растворенные в ней минер, соли (100-1800 мг/л), на нефтеперерабатывающих заводах глубоко обезвоживают (не более 0,2%) и обессоливают (не более 3 мгтгл), а легкое сырье одновременно стабилизируют-выделяют пропан-бутаиовую, а иногда и пентаиовую фракции углеводородов для снижения их потерь при перегонке нефти. Схемы промышленных установок.
Первые в мире пром. установки Д. н. были построены в России: на р. Ухте Ф. Прядуновым (1745), с кубами периодич. действия-на Северном Кавказе в районе Моздока братьями Дубиниными (1823), трубчатая непрерывного действия (техн. принципы ее используются и поныне)-в Баку В. Г. Шуховым и С. П. Гавриловым (1890).
Различают три принципиальных типа установок Д.нб АТ-атмосферные трубчатые, в к-рых процесс проводят под давленнем песк, выше атмосферного (150— 400 кПа), отбирая только светлые дистилляты, кипящие до 350'С; АВТ вЂ” атмосферно-вакуумные трубчатые, в к-рых процесс осуществлшот сначала на ступени АТ, затем остаток, кипящий выше 350'С, снова нагревают и при низком давлении (5-15 кПа) отбирают дистилляцией фракпии, выкнпаюшие до 500-540'С; комбинированные, в к-рых блок АВТ совмещают с блоком электрообессоливания (ЭЛОУ) сырья (см. Обезиоживаггии и обегсоливаиие иегутяти) и вторичной дисгнлляцией на более узкие фракции дисгиллятов первичной перегонки.
Упрощенная схема установки ЭЛОУ-АВТ приведена на рис. Нефть подают насосом через блок ЭЛОУ в теплообменники, где нагревают до 200-220'С (доля паровой фазы 10-15% по массе), и направляют в колонну 1 (диаметр до 4,5 м, давление 300 — 400 кПа, 20 — 25 тарелок), из к-рой отбирают сверху в парах (105 — 115'С) легкую бензиновую фракцию и углеводородный газ. Из ннж.
части этой колонны отбензиненную нефть (230-240'С) прокачивают через трубчатую печь 7, нагревают в ней до 350 — 365'С (доля паровой фазы 45-55%) и подают в основную атм, колонну 2 (диаметр до 7 м, давление 120 — 160 кПа, 40-50 тарелок). Из верх. ее части в парах (1! 5-125 С) отбирают бензин (ЧХ), в виде боковых дистиллятов через отпарные колонны 3-керосин (Х), зимнее дизельное топливо (Х1) и компонент летнего дизельного топлива (ХП). Слсесь сконденсир. паров бензинов из колонн ! и 2 после нагревания до 80-100 С поступает в колонну стабилизации 5 (диаметр до 2 м, давление 700 — 800 кПа, 40 тарелок), где из нее сверху (60- 70'С) выделяют легкие углеводороды в газовой фазе (С,— Са) и в сжиженном состоянии (Сл — С ).
Стабильный бейзии в колонне 6 (диаметр до 2,8 м, давлейие 300 кПа, 30 тарелок) разделяют на легкий головной погон и бензиновую фракцию (85-150'С) для каталитич. Риформинга. Остаток (мазут) из ииж. части колонны 2 — фракцию с т-рой 315-330'С, кипящую вьппе 350'С, прокачнвают через печь 8, где нагревают до 400-410'С (доля паровой фазы 60-65%), и направляют в вакуумяую колонну 4 (диаметр до 1О м, давление в верх. части 6-8 кПа, 18 — !4 тарелок). В качестве боковых дистиллятов в ней получают вакуумные газойли — легкий (Х!11), средний (Х1Ч) и тяжелый (ХЧ) -исходные продукты в произ-ве масел или сырье для катали. тич. крекннга (смесь потоков Х1Ч и ХЧ).
В этом случае 166 88 ДИСТИЛЛЯЦИЯ легкий газойль используют как компонент дизельных топлив в смеси с потоком ХП. Давление в вакуумной колонне снижают зжектором, откачнваюшим смесь легких углеводородных газов (образуются в кол-ве 0,1-0,2«А«при нагреве в печи 8 мюута за счет частичного его разложения) и воздуха, подсасываемого через неплотностн системы. Пары легких газойлевых фракций (70 — 90'С), выходящие в небольшом кол-ве из верх, части колонны в смеси с водяным паром, кондеисируются до эжектора в аппарате 12. В колонны 2 — 4 под ниж. тарелки в качестве инертного отпарнвающего агента подают перегретый водяной пар (соотв.
1,5, 1,0 н 0,8% в расчете на сырье). Для создания градиентов т-р и концентраций по высоте колонн теплоту отводят на верх. тарелках испаряющимся, «острым» орошением-флегмой (колонны 1, 2, 5, 6) либо неиспаряющимся, циркуляционным (колонна 4).
Кроме того, в колоннах 2 и 4 с помощью циркуляц. орошения теплота отводится на промежут, тарелках. Мощность современных ЭЛОУ-АВТ, работающих по описанной схеме, составляет 6 — 8 млн, т перерабатываемого сырья в год. 818 ХЯ1 Х!Ч М01 1ВТ Пр«в«»««аль»а«ыа«««о»б«н»рован»»я у«т«лов«а зла«грооб«холнва««я н л«стал«««»» нефти 1р«г«н«ра«»в горячих пат««ов теплоты «« покм«»а) Мб- р««т«фи««ц«о««а«««лаи«а с»от« отбенэ»«»ввюша«, атма«4«ряа«, »«пар. »ые, «««уучна«, стабвлнза««он»а» «втар««ной п«р«г»«гл б«нзн»а, 7-В-с«от« «~мосх»в«а««ва«уум«а«труб««им»ечн, 9-эл««троя«гнхратаи те-кипятил» ники, 11-се»ар«гари, Ц-тоахеясатори, 11-гололяяьнвхя; Д-теялеабм«яяигя.
15-вхсосы, 16-зхеьтор; Ат, Аят-еоотв атмосферная я атме«4 рк ° в««гум«а«трубчатые т«гаа«в«н, втв-б»««вт«р«««оя ««р«га««н е««з««а, ЭЛОУ-ело«электр»об«ссол«ва«и«, Ь П-со«тв сырая «отбензая««яа«««еть, ш — и«н ь ш-ггдго«, ч-ч!и . б«нз«««вас фта«и««с»от» легкая (»а««ло «н»«»««85 'С), го ов«а 1««»ю «р«85 ЧСК бО-1ЭЗ С» 85- МО Чх 1Х -акая«««ыя газ («кюа«бута«овая фра«цн«, С~-С ), х-керс«««050-230'С), хюз«мя«« дюемно« топлива 0 80-320'С), Хн †껻не«т летнего диз«льиого то«л«ва Р«е-зео сь хш-хч- 1 и« ««Я 1зте-зю'с1, ч я а <зы-ыо с) « ««ыя 13ВЕУЫО С) ва«уум»ьж газ«ах«ХЮ-«омп»в««т легкого оиоал», Хшк ХЧП! — смгв ги«ин««ого (С, С 1 «высокого (С, — Сй лаал«»»а, х!х — мя«т«ы«тои хх-вал«»оя пар, ххы«о»х«всаь ххц-вала и а«вера»ьаа« со«« Нефти, поступающие на дистнлляцню, существенно различаются по составу, что в значит. степени определяет схему процесса и его режим по ступеням испарения.
Приведенная схема целесообразна для перегонки, напр., самотлорской и ромашкннской нефтей с высоким выходом светлых дистиллятов и бензина. В случае дистилляции озексуатской нефти, содержащей большое кол-во парафинов (до 19« ), в схеме может отсутствовать колонна 1, а при перегонке высоко- вязкой (до 125 мм~/с) нефти п-ова Базучи (Мангышлакскнй район) — также колонны 5 и 6, т.к. в этой нефти очень мало бензиновых фракций. Осн аппараты дистилляц, установок-ректификац, колонны, трубчатые печи и теплообменные аппараты. В ректификац, колоннах обеспечивается четкость разделения целевых фракций нефти, определяющая комплекс их физ.-хим.
св-в. Четкость разделения зависит в осн. от двух факторов-числа 167 тарелок, на к-рых пары контактируют с жидкостью, стекающей им навстречу, и кратностью орошения. В колоннах АВТ используют преим. клапанные и ситчатые с отбойными элементами тарелки. В вакуумных колоннах, где при остаточном давлении в верх, части 6 — 7 кПа перепад давлений на тарелках до места ввода сырья не должен превышать 5-6 кПа (для обеспечения макс. испарения нефти), вместо тарелок применяют регулярные насадки, обладающие малым гндравлнч. сопротивлением (2-3 кПа) при высокой эффективности контакта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
