Процессы и аппараты нефтегазо- переработки. процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о
 Скачать 2.36 Mb.
|
|
! f f t f f + * * 4 “W“W“WT''CP"W“ При использовании тарелок провального типа иар и жидкость проходят через одни и те же каналы (отверстия). При этом места Рис. XIV-24. Основные разновидности тарелок провального типа (ж жидкость; п — пар): а — из плоского листа; б — ступенчатая; в — с отогнутыми кромками хделей; г — труб чато-решетчатая. стока жидкости и прохода пара распределяются случайным обра зом но площади тарелки (рис. XIV-24). Различают также тарелки барботажного и струйного типов. Рис. X1V-25. Основные типы барботажных тарелок (ж — жидкость, п — пар): a - колпачковая; б — клапанная; а — ситчатая. Элементы контактных устройств барботажных тарелок (кол пачки, клапаны, отверстия в полотне тарелки) создают движе ние пара в слое жидкости почти в вертикальном направлении (рис. XIV-25). Среди барботажных можно выделить тарелки со стесненным и свободным зеркалом барботажа (рис. XIV-26). В тарелках со стесненным зеркалом барботажа часть поверхности жидкости (примерно от 50 до 75%) занята устройствами для ввода пара в жидкость (колпачками). В тарелках со свободным зеркалом барботажа устройства для ввода пара в жидкость раз мещены практически на одном уровне с полотном тарелки (отвер стия, клапаны, язычки и т. п.). Поэтому площадь для выхода пара из жидкости составляет примерно 70—90% рабочей пло щади тарелки. Струйные тарелки создают прямоточное движение фаз в преде лах всей тарелки или отдельных ее участков при высоких скоро стях движения пара (рис. XIV-27). В нефтегазоперерабатывающей промышленности СССР в основ ном применяют стандартные конструкции тарелок, разработанные ВНИИнефтемашем (клапанные прямоточные, из S-образных эле ментов, ситчатые из просечно-вытяж ного листа с отбойниками, решет чатые провальные, желобчатые кол- Рис. X1V-26. Барботажные тарелки со стеснен ным и свободным зеркалом барботажа (зеркало барботажа заштриховано): а — со стесненным; 6 — со свободным. пачковые) и УкрНИИхиммашем (колпачковые капсульные, ре шетчатые, провальные, ситчатые, жалюзийно-клапанные).
Рис. X1V-27. Некоторые типы струйных тарелок? а — с вертикальными поперечными перегородками и вводом пара в направлении течения жидкости; б — с продольными перегородками и вводом пара перпендикулярно направ лению течения жидкости; в — с вводом пара вдоль и поперек направления течения жид кости; г — с прямоточно*пересекающимися направлениями движения жидкости и пара. Тарелки с переливными устройствами. Диаметр колонн опре деляется паровой и жидкостной нагрузками и допустимой ско ростью движения паров в колонне. Линейную скорость паров в колонне определяют по уравнению Рж—Рп (XIV,82) Рп w = 0,847 10-4С V 10 Молоканов Ю. К. 289 Расчет основных размеров тарельчатых колонн. Технологи ческими расчетами определяют основные параметры процесса ректификации: давление, температуры, жидкостные и паровые нагрузки, число тарелок в колонне. Эти данные служат исходным материалом для гидравлических расчетов, обусловливающих вы бор размеров основных рабочих сечений колонны и тарелок. Правильно организованный гидравлический режим работы ко лонны обеспечивает получение заданных производительности и эффективности аппарата. а массовую скорость по уравнению О -0,305СКрп(Рж-рп) (XIV,83) где Рис. XIV-28. График для определения величины коэффициента С (Нт — расстояние между тарелками): / — кривая максимальных нагрузок для колпачковых тарелок и нормальных нагрузок для провальных, ситчатых и других аналогичных тарелок; 2 — кривая нормальных нагрузок колпачковых тарелок; 3 — вакуумные колонны без ввода водяного пара с сет чатыми отбойниками, стриппинг-секцин атмосферных колонн; 4 — десорберы абсорбци онных установок, вакуумные колонны с вводом водяного пара; 5 — абсорберы; 6 — разделение жидкостей, склонных к разложению под вакуумом, разделение вязких жидко стей под вакуумом, высококнпящих ароматизированных фракций. Рис. XIV-29. Схема для гидравлического расчета основных размеров переливного ус тройства. рис. XIV-28; при (XIV,84) V а 20 20-103 коэффициент С2о определяют по графику рис. XIV-28. 2|/ где Gn — паровая нагрузка, кг/ч. G п С I^Prr (Рж Рп) (XIV,85) Расстояние между тарелками обычно принимают от 0,2 до 0,8 м. Диаметр колонны в метрах можно найти по уравнению Полученный по приведенным уравнениям диаметр колонны округляют до ближайшего стандартного и затем проверяют его приемлемость после расчета переливных устройств. При расчете переливных устройств обычно исходят из допу щения, что через них течет свободная от пара жидкость, а способ ность жидкости к вспениванию учитывают последующим введением соответствующих поправочных коэффициентов. Схема для расчета переливного устройства приведена на рис. XIV-29. В верхней части переливного устройства происходит удаление основной массы пара из жидкости, стекающей на нижележащую тарелку. Поэтому ширина переливного кармана в верхней части SK должна быть достаточной, чтобы обеспечить необходимую площадь для дегазации. Должно выполняться условие SK > /к, где /к — вылет струи жидкости, стекающей через сливную пере городку. Вылет струи жидкости определяют по уравнению (см. рис. XIV-29) /к — 0,8 jXhow J^(ATn — 1) + hw2 + howt + A + Лдж.) + howj (XIV,86) где Степень вспениваемости 1,25—1,50 2,0 2,5—3,0 Слабопенящаяся Среднепенящаяся Сильнопенящаяся Ширина переливного кармана в его верхней части SkSs(1.5— 2,0) lK (XIV,87) Расстояние между тарелками определяют из условия HT^KnHx-(hw + hWi-hWl) (XIV,88) где Ят и Яж — расстояние между тарелками и высота невспененной жидкости в переливе. Ширина сегментного переливного кармана 5К связана с дли ной сливной перегородки В и диаметром колонны DK соотно шением -^,0.5(|-|Л-(1?гУ!) (XIV,89) Обычно B/DK = 0,6—0,8. Сечение нижней части переливного устройства определяют из условия, что скорость движения жидкости в самом узком сече нии w1Kl не превышает 0,2 м/с и не более скорости всплывания пузырей w*. Fi Dk (Bo/Dk) (1 — V\ — (BoIdkY 3 (XIV,90) Минимально необходимую площадь нижнего сечения перелив ного кармана определяют из следующего выражения: где Размеры остальных сечений переливного устройства опреде ляют, исходя из равенства скоростей жидкости в этих сечениях скорости a;*,. Сопротивление переливного устройства движению жидкостного потока находят по формуле местных сопротивлений Лдж = £ж-ф- (XIV,91)
Подпор жидкости над сливной перегородкой how в метрах рассчитывают по уравнению водослива Расчет сопротивления тарелки. Сопротивление тарелки потоку пара связано с преодолением местных сопротивлений в каналах тарелки и слоя жидкости на тарелке. Схемы для расчета сопротив ления колпачковой, клапанной и ситчатой тарелок приведены на рис. XIV-30 и XIV-31. Общее сопротивление тарелки Ар обычно представляют в виде суммы трех составляющих: сопротивления сухой тарелки Арс, сопротивления слоя жидкости на тарелке Арж и сопротивления, обусловленного силами поверхностного натяжения, Ара, т. е. |