Ректификация в вакуумной колонне

Вакуумная колонна предназначена для фракционирования мазутного остатка после первичной переработки нефти, отбираемой с низа второй атмосферной колонны. Сырье (мазут) поступает по двум тангенциально расположенным штуцерам в питательную секцию колонны. Водяной пар подается вниз от парной секции через маточник. Колонну устанавливают на высоком железобетонном постаменте с таким расчетом, что бы обеспечить необходимый подпор жидкости, откачиваемой из аппарата. С низа колонны выводится гудрон. В колонне имеются два циркуляционных орошения, которые способствуют выходу боковых пагон. 1циркуляционное орошение – вывод легкого вакуумного газойля. 2 циркуляционное орошение – вывод тяжелого вакуумного газойля.

 

С нижней части колонны выводится затемненный продукт, а с самой нижней части гудрон. С верхней части колонны выходят пары дизельного компонента и воды. Вакуум в колонне создается за счет пароэжекторов.

По конструкции вакуумные колонны отличаются от других тем, что её отпарная секция с концентрационной и питательной секциями значительно сужена. Это оправдано, с одной стороны, меньшим объёмом паров, приходящимся на отпарную секцию, а с другой стороны, меньшим временем пребывания гудрона на поверхности тарелок, что очень важно для предотвращения его термического разложения и закоксовывания поверхности тарелок и сливных устройств. Разработаны конструкции типовых вакуумных колонн, у которых, кроме отпарной секции, сужена также верхняя часть концентрационной секции (на Киришском НПЗ).

Вакуумную колонну устанавливают на высоком железобетонном постаменте с таким расчётом, чтобы обеспечить необходимый подпор жидкости, откачиваемый из аппарата. Самый нижний штуцер для откачки гудрона должен быть расположен на высоте не менее 2м от оси приёмной линии гудронового насоса.

Материальный баланс вакуумной колонны:

Мазут, т/ч 310,0

ЛВГО, т/ч 21,16

ТВГО, т/ч 147,0

Гудрон, т/ч 138,41

Нефтепродукт с верха колонны, т/ч 3,43

Водяной пар в низ колонны 4,8

 

Рабочие параметры колонны:

Температура, С: Давление (абсолютное), мм РТ. Ст.:

Верх 110 верха 50

Низ 367 в зоне ввода питания 60

Вывод ЛВГО 157

Вывод ТВГО 276

На входе сырья (мазута) в колонну 378

На выходе из печи 400

Перегретого пара 350

 

 

Оборудование для массообменных процессов

Ректификационные колонны

Ректификационные колонны предназначены для чёткого разделения компонентов смеси двух взаимно растворимых жидкостей, при котором получаются целевые продукты требуемой концентрации. Это обеспечивается в результате процесса ректификации.

В зависимости от внутреннего устройства колонн возможно непрерывное (в насадочных колоннах) и ступенчатое (в тарельчатых колоннах) контактирование фаз.

Из свойств равновесной системы известно, что при контакте неравновесных паровой и жидкой фаз система стремиться к состоянию равновесия в результате массообмена и теплообмена между этими фазами. Для протекания ректификации необходимо, чтобы жидкость и пары при одном и том же давлении не были равновесными. Иными словами, нужно, чтобы температура жидкости была ниже температуры паров. В этом случае при контакте паровая фаза обогащается НКК, жидкая фаза – ВКК.

Насадочные колонны

Насадочная колонна представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат, заполненный по всей высоте или на отдельных участках так называемой насадкой – определённых размеров и конфигурации тела из инертных материалов. Назначение насадки заключается в создании большой поверхности контакта между стекающей по ней жидкости и поднимающимся потоком паров и интенсивном перемешивании их. Особенностью контакта и массообмена в насадочной колонне является их непрерывность на всём участке аппарата, заполненном насадкой.

Учитывая неравномерное распределение жидкости по сечению колонны, особенно при больших диаметрах аппарата, в насадочных колоннах трудно достигнуть чёткой ректификации. Однако гидравлическое сопротивление в этих колоннах намного меньше, чем тарельчатых. Это создаёт более благоприятные условия для ректификации в них жидкостей с высокими температурами кипения.

 

Тарельчатые колонны

Процесс ректификации в тарельчатых колоннах осуществляется путём много кратного ступенчатого контактирования паровой фазы с жидкостью. Ректификационная колонна представляет собой цилиндрический аппарат с двумя днищами (верхним и нижним), внутри которого перпендикулярно его оси расположены тарелки. На этих тарелках и происходит массообмен.

 

Конструкции колонн

Корпуса колонн представляют собой вертикально расположенный цилиндр, закрытый по концам крышками. Основные размеры – это диаметр колонны, высота колонны, количество тарелок, толщина стенки корпуса.
Штуцера и люки колонн. Люки колонн, как правило, круглые, их диаметр составляет 450 мм. Для обеспечения ремонтных работ крышки люков имеют поворотные устройства в виде шарниров. В местах установки штуцеров и люков для усиления ослабленного сечения ставят укрепляющие кольца. Фланцы для штуцеров и люков выбирают, согласно ГОСТА, руководствуясь условиями эксплуатации (давлением, температурой среды, и характером износа).

Патрубки изготовляют из бесшовных труб, сорт и марки которых выбирают в зависимости от условий эксплуатации. В качестве прокладок для уплотнений фланцевых соединений колонн в зависимости от давления и температуры среды используют паронит и асбест в металлической оболочке. Фланцевые соединения, работающие при давлениях до 16 ат. и температурах среды до 200 гр., крепят болтами, при более высоких параметрах применяют шпильки с резьбой.