Построение линии ОИ нефтей и нефтяных фракций при атмосферном давлении. Однократное испарение (ОИ)

Название	Однократное испарение (ОИ)
Анкор	Построение линии ОИ нефтей и нефтяных фракций при атмосферном давлении
Дата	22.03.2021
Размер	138.87 Kb.
Формат файла
Имя файла	postroenie_OI.docx
Тип	Документы #187056

Однократное испарение (ОИ) – это такая перегонка, при которой перегоняемая смесь нагревается до заданной температуры, по достижении которой образовавшиеся паровая и жидкая фазы, находящиеся в состоянии равновесия, разделяются в один прием однократно.

В лабораторной практике применяются в основном аппараты одно-кратного испарения двух типов: с одновременной загрузкой сырья и с непрерывной подачей сырья.

Аппарат однократного испарения с постоянной загрузкой сырья и модификации, предложенные проф. С.Н. Обрядчиковым, применяется в лабораторной практике для получения кривых ОИ нефти и нефтепродуктов Приборы такого типа употребляются как для бинарных смесей, так и для нефтепродуктов, но применение их ограничено относительно низкой температурой паров, невозможностью работать в вакууме и при малой загрузке аппарата, иногда недостаточной для детального анализа отгона или остатка.

Непрерывность процесса в аппаратах однократного испарения и непрерывная подача сырья обеспечивается за счет питания системы сырьем постоянного состава и с постоянной скоростью при непрерывном отводе образующихся паров и жидкого остатка. При построении кривых ОИ необходимо, чтобы значения температуры паровой и жидкой фаз бы-ли одинаковы. В приборах, в которых нагреватель и испаритель вмон-тированы в общую баню, это условие почти полностью выполняется.

Построение линии однократного испарения (ОИ) может быть произведено на основании опытных данных, полученных непосредственно на лабораторной установке ОИ.

Поскольку этот путь сложен и длителен, обычно для построения линии ОИ применяют расчетные методы.

Линии ОИ близки к прямым и поэтому их можно строить по двум известным точкам.

Кривая ОИ характеризует условные температуры кипения смеси при нечетком разделении фракций. Начальные и конечные точки кривой ОИ определяют соответственно истинные температуры кипения жидких смесей и конденсации паровых смесей заданного состава.

Кривая ОИ занимает определенное положение относительно кривой ИТК (рис. 1). Поскольку процесс однократной перегонки является наименее эффективным процессом разделения, кривая ОИ имеет минимальный угол наклона, т.е.

. Кривая ОИ, полученная при атмосферном давлении, пересекает кривую ИТК примерно при 30 % отгона фракций. В этих условиях при нагреве нефти до одинаковой температуры однократное испарение дает большую долю отгона по сравнению с постепенным. В связи с этим при получении заданной доли отгона сырья методом однократного испарения процесс разделения протекает с меньшей вероятностью термического разложения компонентов смеси.

Рис. 1. Кривые ИТК и ОИ.

Использование в промышленности принципа перегонки с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз позволяет достигать высокой четкости разделения нефти на фракции, непрерывности потока, а также экономного расходования топлива на нагрев сырья.

Построение линии ОИ нефтей и нефтяных фракций при атмосферном давлении

Для построения линии ОИ нефтей и нефтяных фракций применяют следующие два метода:

- метод Обрядчикова-Смидович;

- метод Нельсона.

Исходными данными для построения линии ОИ нефти и нефтяных фракций являются кривые ИТК

1. Сущность метода Обрядчикова-Смидович

Метод заключается в применении графика Обрядчикова-Смидович. По этому графику имеется возможность найти температуры, отвечающие началу однократного испарения - 0% (НОИ) и концу однократного испарения – 100 % (КОИ).

В соответствии с методом необходимо знать тангенс угла наклона кривой ИТК и температуру 50 %-ного отгона. Тангенс угла наклона кривой ИТК изменяется в пределах всей кривой разгонки. Однако наклон участка кривой ИТК от 10 до 70% дает достаточно надежные средние величины для всей кривой.

Тангенс угла наклона кривой ИТК находится из соотношения

tg

ИТК =

Температуры 10, 50 и 70 %-ного отгона находим непосредственно по кривой ИТК. Определяем тангенс угла наклона кривой. По значениям тангенса угла наклона ИТК и температуре 50 %-ного отгона находим на графике Обрядчикова-Смидович НОИ и КОИ (см. приложение 1). Недостатком графика является его низкая точность, связанная с температурой 50 % выкипания.

Пример 1. Построение линии ОИ фракции 120-180 ^оС

По кривой ИТК фракции 120-180 ^оС находим следующие температуры:

= 126 ⁰С,

= 148 ⁰С,

= 162 ⁰С

Рассчитываем тангенс угла наклона кривой ИТК:

tg <ИТК =

=. 0,60

Далее на графике Обрядчикова-Смидович от абсциссы, отвечающей tg <ИТК, ведем вертикальную прямую вверх и вниз до пересечения с кривыми 50 %-ного выкипания, значение которых равно 125 ⁰С. Полученные точки этих кривых проецируем на ось ординат, где и получаем процент отгона по кривой ИТК, соответствующие 0 % (НОИ) и 100% (КОИ) по ОИ.

В нашем примере: 0% (НОИ)

34% (ИТК);

100% (КОИ)

59% (ИТК).

Затем по кривой ИТК получаем температуры, отвечающие НОИ (34 % ИТК) и КОИ (59 % ИТК). Соединяя полученные точки, получаем линию ОИ фракции 120-180 ^ОС при атмосферном давлении (см. рис. 2):