§ 13.2 Ректификационные колонны: их устройство и работа. Колонны схема

Пример выполнения схемы колонн с пояснениями

В этой статье я хочу привести разбор схемы расположения колонн. Колонны монолитные железобетонные, схема подобрана такая, чтобы рассмотреть колонны разных сечений – квадратного, прямоугольного и уголкового.

Как правильно оформить схему расположения колонн

Итак, что должно быть на схеме колонн?

Обязательно:

Название схемы. Оно всегда начинается с фразы "Схема расположения колонн" (но никак не "План колонн"), это общепринятое заглавие, прописанное в СПДС.
Координатные оси – все, к которым привязаны колонны (не задействованные в схеме оси лучше убрать).
Размеры между координатными осями.
Колонны – ярко, сочно, основной линией. Чтобы было понятно, кто же на этом чертеже главный.
Маркировка колонн.

Привязка каждой колонны к координатным осям (ее можно не делать, если колонны привязаны к осям строго по центру, без сбивки). Если сбито относительно какой-либо оси лишь несколько колонн, можно привязать только их.
Спецификация к схеме расположения колонн.

По желанию:

Для ориентирования тонкими линиями можно нанести стены или другие объекты, но при условии, что они не загромождают чертеж.
Иногда бывает полезным в тонких линиях нанести контур перекрытия, особенно если оно находится не над всеми колоннами или имеет еще какие-то особенности, влияющие на конструкцию колонн.

А вообще лишние объекты на чертежах лучше не изображать – если вдруг необходимо будет индексировать проект (например, конфигурацию стен), придется корректировать лишние чертежи – все, на которых эти стены вдруг оказались. И зачем нам это?

Рассмотрим саму схему подробнее.

Как видите, на схеме показаны только те координационные оси, к которым привязаны колонны.
Колонны нанесены основной, жирной линией. Каждая привязана к координационной оси так, чтобы строители четко видели, как расположить колонну, не заглядывая при этом в какие-либо другие чертежи.

Все колонны замаркированы, в маркировке есть определенная логика, это дает удобство ориентирования в чертежах. Что же значит Км1-2? К – колонна, м – монолитная, индекс 1 – это номер этажа, индекс 2 в конце – это порядковый номер колонны.
На данной схеме в тонких линиях нанесены контуры стен и перекрытия, но это не обязательно и в принципе даже не желательно (об это говорилось выше).

Что должно быть в спецификации к схеме расположения колонн?

У спецификации обязательно должен быть заголовок, и это не одно слово "Спецификация". Заголовок спецификации обычно содержит название схемы, к которой относится эта спецификация. Иногда можно назвать спецификацию "Спецификация к листу …" с указанием номера чертежа, к которому она относится, но это усложняет чтение проекта в будущем.
В первой колонке обозначаются марки колонн. Марки могут совпадать с названиями колонн, как в этом примере (такой подход удобен при небольших схемах с малым количеством колонн), а могут быть марки и просто порядковыми номерами: от 1 до … . Главное обязательное условие – выноски с позициями колонн на плане должны четко совпадать с марками колонн.

Во второй колонке обычно дается ссылка на лист, на котором разработана колонна. Если ссылочный чертеж разработан в другом комплекте чертежей, нужно давать полный адрес, включающий номер комплекта чертежей и номер листа (например, 2438-КЖ2, л. 5). Строители должны с легкостью находить всю предоставленную им информацию, поэтому ссылками пренебрегать нельзя.
В третьей колонке мы пишем название конструкции и ее наименование (в нашем случае "Колонна Км1-1" и т.д.).
В четвертом столбце мы пишем количество колонн данной марки на этой схеме.

Вы также можете ознакомиться со статьей "Пример выполнения чертежа монолитных колонн с пояснениями", в которой рассмотрен чертеж колонн, относящихся к этой схеме.

Если вы хотите увидеть статьи на тему оформления чертежей каких-либо других железобетонных конструкций, пишите об этом в комментариях.

class="eliadunit">

Добавить комментарий

svoydom.net.ua

§ 13.2 Ректификационные колонны: их устройство и работа

Как было сказано выше, ректификация осуществляется в специальных аппаратах — ректификационных колоннах, которые являются основными элементами ректификационных установок.

Процесс ректификации может осуществляться периодически и непрерывно, независимо от типа и конструкции ректификационных колонн. Рассмотрим процесс непрерывной ректификации, с помощью которого происходит разделение жидких смесей в промышленности.

Ректификационная колонна — вертикальный цилиндрический аппарат со сварным (или сборным) корпусом, в котором расположены массо- и теплообменные устройства (горизонтальные тарелки 2 или насадка). В нижней части колонны (рис. 13.3) имеется куб 3, в котором происходит кипение кубовой жидкости. Нагревание в кубе осуществляется за счет глухого пара, находящегося в змеевике или в кожухотрубчатом подогревателе-кипятильнике. Неотъемлемой частью ректификационной колонны является дефлегматор 7, предназначенный для конденсации пара, выходящего из колонны.

Ректификационная тарельчатая колонна работает следующим образом. Куб постоянно подогревается, и кубовая жидкость кипит. Образующийся в кубе пар поднимается вверх по колонне. Предварительно нагревается до кипения исходная смесь, подлежащая разделению. Она подается на питательную тарелку 5, которая делит колонну на две части: нижнюю (исчерпывающую) 4 и верхнюю (укрепляющую) 6. Исходная смесь с питательной тарелки стекает на нижележащие тарелки, взаимодействуя на своем пути с, движущимся снизу вверх паром. В результате этого взаимодействия пар обогащается легколетучим компонентом, а стекающая вниз жидкость, обедняясь этим компонентом, обогащается труднолетучим. В нижней части колонны идет процесс извлечения (исчерпывания) легколетучего компонента из исходной смеси и переход его в пар. Некоторая часть готового продукта (ректификата) подается на орошение верхней части колонны.

Жидкость, поступающую на орошение верха колонны и перетекающую по колонне сверху вниз, называют флегмой. Пар, взаимодействуя с флегмой на всех тарелках верхней части колонны, обогащается (укрепляется) легколетучим компонентом. Пар, выходящий из колонны, направляется в дефлегматор 7, в котором осуществляется его конденсация. Образующийся дистиллят делится на два потока: один в виде продукта направляется на дальнейшее охлаждение и на склад готовой продукции, другой направляется обратно в колонну в качестве флегмы.

Важнейшим элементов тарельчатой ректификационной колонны является тарелка, поскольку именно на ней происходит взаимодействие пара с жидкостью. На рис. 13.4 изображена схема устройства и работы колпачковой тарелки. Она имеет дно 1, герметически соединенное с корпусом колонны 4, паровые патрубки 2 и сливные патрубки 5. Паровые патрубки предназначены для пропускания поднимающихся с нижней тарелки паров. По сливным патрубкам жидкость стекает с вышележащей тарелки на нижележащую. На каждый паровой патрубок монтируется колпачок 3, с помощью которого пары направляются в жидкость, барботируют через нее, охлаждаются и частично конденсируются. Дно каждой тарелки обогревается парами нижележащей тарелки. Кроме того, при частичной конденсации пара выделяется тепло. За счет этого тепла жидкость на каждой тарелке кипит, образуя свои пары, которые смешиваются с парами, поступившими с нижележащей тарелки. Уровень жидкости на тарелке поддерживается с помощью сливных патрубков.

Рис. 13.3. Схема ректификационной колонны: / — корпус; 2 — тарелки; 3 — куб; 4, 6 — исчерпывающая и укрепляющая части колонны; 5—питательная тарелка; 7 — дефлегматор

Процессы, протекающие на тарелке, можно описать следующим образом (см. рис. 13.4). Пусть на тарелку поступают пары состава Л с нижней тарелки, а с верхней тарелки по переливной трубке стекает жидкость состава В. В результате взаимодействия пара А с жидкостью В (пар, барботируя через жидкость, частично ее испарит, а сам частично сконденсируется) образуется новый пар состава С и новая жидкость состава D, находящиеся в равновесии. В результате работы тарелки новый пар С богаче легколетучим веществом по сравнению с поступившим с нижней тарелки паром А, то есть на тарелке пар С обогатился легколетучим веществом. Новая жидкость D, наоборот, стала беднее легколетучим веществом по сравнению с поступившей с верхней тарелки жидкостью В, то есть на тарелке жидкость обедняется легколетучим и обогащается труднолетучим компонентом. Короче, работа тарелки сводится к обогащению пара и обеднению жидкости легколетучим компонентом.

Рис. 13.4. Схема устройства и работы колпачковой тарелки: /— дно тарелки; 2—паровой патрубок;

3— колпачок; 4 — корпус колонны; 5 — сливной патрубок

Рис. 13.5. Изображение работы ректификационной тарелки на диаграмме у—х: 1 — равновесная кривая;

2 — линия рабочих концентраций

Тарелка, на которой достигается состояние равновесия между поднимающимися с нее парами и стекающей жидкостью, называется теоретической. В реальных условиях из-за кратковременного взаимодействия пара с жидкостью на тарелках не достигается состояние равновесия. Разделение смеси на реальной тарелке идет менее интенсивно, чем на теоретической. Поэтому для выполнения: работы одной теоретической тарелки требуется больше чем одна реальная тарелка.

На рис. 13.5 изображена работа ректификационной тарелки с использованием диаграммы у—х. Теоретической тарелке соответствует заштрихованный прямоугольный треугольник, катетами которого являются величина приращения концентрации легколетучего компонента в паре, равная ус—yа, и величина уменьшения концентрации легколетучего компонента в жидкости, равная xB—xD. Отрезки, соответствующие указанным изменениям концентраций, сходятся на равновесной кривой. Тем самым предполагается, что фазы, покидающие тарелку, находятся в состоянии равновесия. Однако в действительности состояние равновесия не достигается, и отрезки изменения концентраций не достигают равновесной кривой. То есть рабочей (действительной) тарелке будет соответствовать меньший треугольник, чем тот, который изображен

на рис. 13.5.

Конструкции тарелок ректификационных колонн весьма разнообразны. Рассмотрим кратко основные из них.

Колонны с колпачковыми тарелками широко применяются в промышленности. Использование колпачков обеспечивает хороший контакт между паром и жидкостью, эффективное перемешивание на тарелке и интенсивный массообмен между фазами. По форме колпачки могут быть круглыми, многогранными и прямоугольными, тарелки — одно- и многоколпачковыми.

Тарелка с желобчатыми колпачками показана рис. 13.6. Пар с нижней тарелки проходит в зазоры и попадает в верхние (опрокинутые) желоба, которые направляют его в нижние желоба, заполненные жидкостью. Здесь пар барботирует через жидкость, что обеспечивает интенсивный массообмен. Уровень жидкости на тарелке поддерживается переливным устройством.

Колонны с ситчатыми тарелками показаны на рис. 13.7. Тарелки имеют большое количество отверстий малого диаметра (от 0,8 до 3 мм). Давление пара и скорость его прохода через отверстия должны находиться в соответствии с давлением жидкости на тарелке: пар должен преодолевать давление жидкости и препятствовать ее утечке через отверстия на нижележащую тарелку. Поэтому ситчатые тарелки требуют соответствующего регулирования и весьма чувствительны к изменению режима. В случае уменьшения давления пара жидкость с ситчатых тарелок уходит вниз. Ситчатые-тарелки чувствительны к загрязнениям (осадкам), которые могут забивать отверстия, создавая условия образования повышенных давлений. Все это ограничивает их применение.

Насадочные колонны (рис. 13.8) отличаются тем, что в них роль тарелок выполняет так называемая «насадка». В качестве насадки используют специальные керамические кольца (кольца Рашига), шарики, короткие трубки, кубики, тела седловидной, спиралевидной и т. п. формы, изготовленные из разнообразных материалов (фарфора, стекла, металла, пластмассы и др.).

Пар поступает в нижнюю часть колонны из выносного кипятильника и движется вверх по колонне навстречу стекающей жидкости. Распределяясь по большой поверхности, образуемой насадочными телами, пар интенсивно контактирует с жидкостью, обмениваясь компонентами. Насадка должна иметь большую поверхность в единице объема, оказывать малое гидравлическое сопротивление, быть стойкой к химическому воздействию жидкости и пара, обладать высокой механической прочностью, иметь невысокую стоимость.

Насадочные колонны имеют небольшое гидравлическое сопротивление, удобны в эксплуатации: легко опорожняются, промываются, продуваются, очищаются.

Рис. 13.6. Тарелка с желобчатыми колпачками: а — общий вид; б — продольный разрез; в — схема работы тарелки

Рис. 13.7. Схема устройства ситчатой тарелки: / — корпус колонны; 2 — тарелка; 3— сливная труба; 4— гидравлический затвор; 5 — отверстия

Рис. 13.8. Схема насадочной ректификационной колонны: 1 — корпус; 2— ввод начальной смеси; 3 — пар; 4 — орошение; 5 — решетка; 6 — насадка; 7—отвод высококипящего продукта j-. 8 — выносной кипятильник

studfiles.net

Стабильная ректификационная колонна чертеж

Стабильная ректификационная колонна

Ознакомившись с популярными сайтами и форумами ректификационной тематики я решил внести свой вклад в общее дело. Домашние мастера мучаются с колоннами, навешивают на них много автоматики. Датчики давления, старт-стоп системы срывающие весь процесс ректификации и т.д.

Основные проблемы кроются в малой высоте, в неверных расчетах установок, работа на газовой плите, ориентирование на давление в колонне, и просто банальное непонимание сути процесса ректификации. И что главное- все напрочь забывают, что правильной колонне автоматика не требуется. Автоматика- только помощник.

Приведенная схема ректификационной колонны является одним из шести вариантов решения выше обозначенных проблем. "Хитрость" в том, что ее можно сделать невысокой (сверхмалой) и получать вполне качественный спирт. Оговорюсь... работа на газовой плите опасна, малейшая ошибка может привести к непоправимым последствиям- вы предупреждены. Стабильность работы конкретного схемного решения кроется в т.н. накопительной емкости под смещенным в сторону дефлегматором, регулируя подачу мощности (нагрева) в кубе, охлаждение и возврат флегмы, можно добраться до стабильной спиртовой полки при высоте насадочной части всего 80см. В колонне полностью отсутствуют "проблемы" температурной пилы из-за невозможности попадания брызг на датчик термометра. Гидроуровень установленный в узел отбора позволяет наблюдать за уровнем накопленной флегмы, что позволяет более точно стабилизировать процесс в начале ректификации и исключает захлеб колонны при правильной эксплуатации. Накопительный "стакан" заимствован у известного и одноименного устройства (Экстрактора Сокслета).. Франц фон Сокслет (Franz von Soxhlet)

Развивая идеи по конструкции можно поработать и с автоматикой. Вместо регулятора отбора можно поставить электронный клапан, подключив его через компаратор снимающий показания температуры. Таким образом колонна превращается в сверхмалую колонну переодического действия с дробным отбором. Компаратор программируется на открытие клапана при определенной температуре, клапан открывается, накопленная флегма сливается в приемную емкость после чего процесс в колонне сорвется и поднимется температура, а компаратор сработает на закрытие клапана. Можно конечно и руками открывать-закрывать, но процесс это утомительный. Таким образом, на колонне можно отобрать все вещества по очереди, немного подробней процесс описан тут

Полноразмерная схема находится на форуме, там же можно обсудить и получить помощь по расчету.

Примеры и отчеты по собранным установкам

alcodistillers.ru

7. Расчетные схемы центрально-сжатых колонн. Определение расчетной длины. Подбор сечений и расчет сквозной колонны.

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА КОЛОННЫ

Представляет собой схематизированное изображение стержня в виде

сплошной осевой линии с идеализированными условиями закрепления его

концов

Результат принятия расчетной схемы – установление

численного значения коэффициентов расчетной длины µ и определение

Сопряжение колонны с фундаментом может быть шарнирным или

жестким и не имеет свободы смещения в горизонтальной плоскости, чему

препятствует грунт, окружающий фундамент. Это находит отражение в

расчетных схемах рис.3.2. Сопряжение оголовка колонны при опирании балок

сверху - шарнирное. При этом, если не принять специальных мер, оголовок

имеет возможность смещения в горизонтальной плоскости. На схемах 1,2,4,5

рис.3.2 препятствиями для смещения оголовка колонны служат узлы крепления

вертикальных связей: рамной в продольном и крестовой в поперечном

направлениях. Поэтому в расчетных схемах в оголовках колонн введены

горизонтальные стержни, закрепляющие оголовок от смещений в направлении

поставленных связей. Следует отметить необходимость постановки

вертикальных связей по каждому ряду колонн, обеспечивающих

геометрическую неизменяемость (при шарнирном сопряжении вверху и внизу)

и необходимую жесткость, воспринимающих и передающих на фундаменты

Расчетную (эффективную) длину рекомендуется принимать для расчета, главным образом, стержневых конструкций при проверке несущей способности их отдельных стержней.

Использование понятия расчетной длины предполагает разделение стержневых систем на отдельные элементы, при этом необходимо учитывать взаимодействие рассматриваемого элемента с основанием и другими элементами (в первую очередь, примыкающими к нему в узлах).

Расчетные длины сжатых, внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов стержневых и рамных систем необходимо устанавливать в случаях, когда выполнить расчет конструкций как единых систем по деформированной схеме с учетом пластических деформаций не представляется возможным.

Под расчетной длиной стержня обычно понимают условную длину однопролетного стержня, критическая сила которого при шарнирном закреплении его концов такая же, как для заданного стержня [18].

По физическому смыслу расчетная длина стержня с произвольными закреплениями концов является наибольшим расстоянием между двумя точками перегиба изогнутой оси, определяемым из расчета этого стержня на устойчивость по методу Эйлера.

Согласно этому определению для установления расчетной длины необходимо применять метод расчета на устойчивость систем с прямыми стержнями при приложении нагрузок в узлах в предположении упругих деформаций [19]. При этом следует учитывать продольные усилия в стержнях и, как правило, исключать из рассмотрения поперечные нагрузки и эксцентриситеты, вызывающие изгиб стержней.

При проектировании расчетную длину стержня lef обычно определяют по формуле

lef = mI, (50)

где m - коэффициент расчетной длины, зависящий от условий закрепления концов стержня и вида нагрузки;

l - геометрическая длина рассматриваемого стержня.

Как и в сплошных колоннах, подбор сечения стержня сквозной колонны начинают с определения необходимой площади сечения, исходя из расчетной нагрузки и расчетного сопротивления материала. Для этого предварительно задаются величиной коэффициента φ = 0,7 / 0,9. После этого определяют требуемую площадь сечения одной ветви по формуле

По найденной площади подбирают по сортаменту ближайший номер швеллера или двутавра и определяют его гибкость относительно материальной оси х — х. Затем поформуле (1.VIII) проверяют расчетное напряжение в колонне при выбранном сечении, исходя из гибкости относительно материальной оси х — х. Далее переходят к компоновке сечения и проверке его относительно свободной оси. Необходимо так расставить ветви сечения и законструировать решетку, чтобы удовлетворялось условие

studfiles.net

4 Расчет сквозной центрально-сжатой колонны

Центрально-сжатые колонны воспринимают вертикальную продольную силу, приложенную по оси колонны, поэтому все поперечное сечение колонны испытывает равномерное сжатие.

Колонна состоит из трех основных частей: оголовка, стержня и базы. При проектировании центрально-сжатых колонн требуется обеспечить устойчивость колонны относительно главных осей ее сечения.

4.1 Выбор расчетной схемы и типа сечения колоны

Расчетная схема колонны определяется способом закрепления ее в фундаменте и способом прикрепления балок, передающих нагрузку на колонну.

Расчетную длину колонны принимаем равной

, (4.1)

где  - коэффициент, учитывающий способ закрепления концов колонны; принимаем по таблице 5.1 [7] ;

l - геометрическая длина колонны; принимается равной расстоянию от верха перекрытия до верха фундамента;

, (4.2)

где hn - отметка верха настила; согласно задания м;

h2 = 0.15 м - заглубление базы колонны ниже отметки чистого пола;

hp - строительная высота перекрытия; при сопряжении балок настила с главной балкой в одном уровне см,

где h - высота главной балки;

hb - высота балки настила;

t - толщина настила;

м.

4.2 Подбор сечения стержня колонны

Стержень сквозной колонны состоит, из двух прокатных двутавров, соединенных между собой планками. Равноустойчивость колонны в обеих плоскостях (х - х и y - y) обеспечиваем раздвижкой ветвей на такое расстояние, чтобы приведенная гибкость ef по свободной оси была не более гибкости колонны по материальной оси (efx). Расчет сечения сквозной колонны ведем относительно материальной оси, а расстояние между ветвями определяем относительно свободной оси. Требуемую площадь сечения центрально - сжатой колонны (при условии обеспечения устойчивости относительно главных осей ее сечения) определим по формуле [2]

, (4.3)

где N - сила, действующая на колонну, кН;

 - коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости колонны.

Принимаем  = 40 [1]. .

см2.

Требуемый радиус инерции сечения стержня колонны относительно материальной оси i определяем из формулы ; при этом учитываем, что гибкость относительно материальной оси равна расчетной гибкости

см.

По полученным значениям (площадь сечения и требуемый радиус инерции) по сортаменту (таблица 3.1) [7] принимаем подходящий профиль проката.

Принимаем два двутавра № 50: см2; см;см;см4; см;см;см.

Проверку устойчивости принятого стержня ведем по формуле

, (4.4)

где x – коэффициент, определяемый по действительной гибкости ; .

кН/см2кН/см2 – условие выполняется, следовательно принимаем двутавр №50.

Недонапряжение составляет , что вполне допустимо.

4.3 Расчет колонны относительно свободной оси

Определяем расстояние между ветвями колонны из условий равноустойчивости колонны в двух плоскостях . Принимаем гибкость ветви 1 = 30.

Требуемое значение гибкости относительно свободной оси

. (4.5)

Соответствующий полученной гибкости радиус инерции см. Требуемое расстояние между ветвями см, где - Коэффициент зависящий от типа сечения ветвей [5]; =0,60 – для сечения из двух двутавров. Принимаем см (полученное расстояние должно быть не менее двойной ширины полок двутавров плюс зазор, необходимый для оправки внутренних поверхностей стержня).

studfiles.net

Простая колонна схема - Справочник химика 21

Для разделения на отдельные фракции такой сложной многокомпонентной смеси, как нефть, широко используется другой путь сочетание простых колонн в так называемых сложных колоннах. Схема сложной колонны для получения из сырья Ь четырех продуктов — А, В, С ц В показана на рис. 11.32. [c.375]

Схема потоков в простой колонне, разделяющей многокомпонентную смесь, принципиально не отличается от потоков в колонне для разделения бинарной смеси (рис. 1У-5). Однако в отличие от бинарной системы в многокомпонентной смеси содержится компонент, имеющий самую низкую температуру кипения (самую высокую относительную летучесть), т.е. НКК, компонент с наибольшей температурой кипения (наименьшей относительной летучестью), т.е. ВКК, а также компоненты, которые по температурам кипения (относительным летучестям) располагаются между НКК и ВКК. Это вносит целый ряд особенностей в расчет и поведение компонентов при ректификации. [c.165]

Рис, П-13. Схемы ректификационных систем со связанными материальными и тепловыми потоками из простых колонн (а), нз сложных колонн с отпарными и укрепляющими секциями (б), из сложных и простых колонн (в). [c.118] Аналогичные результаты были получены также при теоретическом исследовании усовершенствованных схем ректификации при разделении самых различных промышленных смесей (эти данные приведены ниже при рассмотрении ректификации конкретных смесей). Во всех случаях экономия энергии составляет 10—50%, я сокращение капитальных затрат на 10—25% по сравнению с обычными схемами из простых колонн. Такие же выводы получены и в работе [25]. [c.121]

Следовательно, чтобы обеспечить необходимую концентрацию промелголовная фракция, малое содержание которой в сырье затрудняет получение остатка и второй фракции необходимого качества. Так, увеличение концентрации Xwi от 0,0032 до 0,02 привело бы к повышению содержания первой фракции во втором продукте от 2 до 12%, что весьма нежелательно. Вот почему практически, как правило, используется схема 7, которая отличается от остальных сравнительно невысоким требованием к чистоте всех трех промежуточных продуктов. Обычно последние две простые колонны схемы 7 конструктивно оформляются в виде одной сложной колонны с отпарной секцией. Термодинамически такая сложная колонна [c.29]

Простая колонна. Схема работы простой тарельчатой колонны, предназначенной для разделения смеси на две фракции ректификацией, приведена на рис. У-4. Сырье предварительно нагревают до определенной температуры в специальных нагревательных аппаратах, а затем в виде жидкости, паров или смеси паров-И жидкости подают в питательную секцию колонны. [c.116]

Получение нескольких узких фракций из исходной смеси производится с помощью последовательно работающих простых колонн, соединенных между собой прямыми или прямыми и обратными паровыми и жидкостными потоками. В последнем случае система простых колонн конструктивно выполняется в виде одной сложной колонны с отпарными или укрепляющими секциями. Например, при разделении нефтяной смеси на три дистиллятные фракции и остаток технологические схемы разделения могут быть оформлены в виде пяти различных вариантов (рис. 1-38) трех-, двух- или одноколонных схем. Из двух возможных вариантов двух- [c.76]

Технологические схемы разделения нефтяных смесей могут состоять не только из двух, но и из многосекционных (сложных) колонн с боковыми отборами продуктов или с несколькими вводами питания (рис. П-12). В технологических схемах с многосекционными колоннами первая простая колонна создает один или два сырьевых потока для второй колонны, которая в свою очередь создает уже три и более целевых продукта или сырьевых потока для третьей колонны [20]. Схема, изображенная на рис. П-12, б, получается из обычной многоколонной схемы, показанной на рис. П-11,г при объединении не только тепловых, но и материальных потоков двух последующих колонн. [c.116]

Сравнение стоимости затрат цри разделении смеси пропилен — пропан при помощи различных схем (по отношению к общей стоимости разделения в простой колонне) таково [c.308]

В общем случае для разделения -компонентной смеси требуется п—1 простых колонн. Процесс разделения можно организовать по-разному. Например, при разделении четырехкомпонентной смеси иа индивидуальные компоненты в верхней части первой колонны можно получить самый легкий компонент— первый целевой продукт, остаток же, состоящий из трех компонентов, из нижней части колонны направляется на вторую колонну. В верхней части второй колонны получается второй целевой продукт остаток, состоящий из двух наиболее тяжелых компонентов, должен быть направлен в третью колонну, где и разделяется на деа оставшихся целевых продукта. При другой схеме в первой колонне в нижней части можно получить в виде целевого продукта самый тяжелый компонент, в верхней же части — смесь трех более легких компонентов. Верхний продукт направляется во вторую колонну, где целевой компонент можно получить либо в верхней части — и тогда остаток будет направлен в третью колонну, либо снизу — и тогда в третью колонну будет направлен дистиллят. [c.106]

Возможны и другие варианты обвязки простых колонн. Из приведенного следует, что многоколонная система сложна и требует большого числа насосов и много металла. Подобную многоколонную систему применяют при ректификации газов и получении индивидуальных углеводородов высокой чистоты. Для разделения нефти или мазута обычно применяют одну сложную колонну, выполненную, например, по схеме на рис. 134. Фактически такие колонны состоят из нескольких простых колонн, поставленных одна над другой, причем каждая из них дает два продукта — ректификат и остаток. Преимуществами таких колонн являются компактность и возможность осуществить орошение для всех секций с одной верхней точки. Однако в современных колоннах подачу и отвод циркулирующего орошения ведут в нескольких сечениях по высоте колонны. [c.242]

Пакет программ синтеза схем разделения включает программу синтеза для установок из простых колонн без рециклов при разделении смесей углеводородных газов. Развитие пакета предполагает синтез схем разделения азеотропных смесей, а также нефтяных смесей. [c.564]

На рис. Х1У-14 приведены два основных варианта схем соединения простых колонн при разделении четырехкомпонентной [c.278]

На рис. rV-30 приведены схемы вариантов соединения простых колонн последовательный по потокам ректификатов, последовательный по потокам остатков, последовательно-параллельный и с рециркуляцией потоков при разделении многокомпонентной смеси на несколько продуктов (фракций). [c.162]

Комбинируя приведенные выше варианты соединения простых колонн, изменяя последовательность выделения тех или иных компонентов, а также их отбор в виде ректификата или в виде остатка, можно получать различные схемы для ректификации многокомпонентной смеси. [c.162]

Сложная колонна, представленная на рис. 1У-31, состоит из трех простых колонн и соответствует их последовательному соединению по схеме, показанной на рис. 1У-30, б. Эта сложная колонна предназначена для разделения на четыре продукта четырехкомпонентной смеси, в которой первый компонент соответствует НКК, а четвертый — ВКК. [c.179]

В промышленной практике из конструктивных и технологических соображений при ректификации нефтяного сырья несколько последовательно соединенных простых колонн оформляют в виде одной сложной колонны (одноколонная схема) она представляет собой колонну /, изображенную на рис. 6. 4, а, с наращенной на нее кон- [c.181]

В промышленности широко распространена схема работы сложной колонны с промежуточным циркуляционным орошением. Такая схема с организацией промежуточного циркуляционного орошения иа верху одной пз простых колонн (колонны III) показана на рис 6.. [c.187]

На рис. У-5 показана принципиальная схема сложной тарельчатой колонны, предназначенной для разделения смеси на четыре компонента. Она состоит из трех последовательно соединенных простых колонн, расположенных одна над другой (на единицу меньше числа разделяемых компонентов). Преимущество такой колонны перед тремя отдельно стоящими простыми колоннами заключается в том, что она занимает втрое меньшую площадь и острое орошение в нее подается только на самую верхнюю тарелку, в то время как в каждую простую колонну подается свое орошение. [c.129]

Схема расчета при нераспределяющихся в простой колонне [c.151]

На рис. 13 изображена схема так называемой простой колонны, состоящей из концентрационной и отгонной частей и имеющей два вывода продуктов — с верха и низа. [c.123]

На современных установках по перегонке нефти используются комбинированные схемы орошения. Так, в сложных атмосферных колоннах сочетается острое и циркулирующее орошение. В сложных колоннах масса ректификата при переходе от первой (нижней) простой колонны (секции) к верхней сокращается, а масса флегмы (если в колонну подается только острое орошение) должна в той же последовательности увеличиваться. Дело в том, что через секции, расположенные выше, должно проходить такое количество [c.149]

Схемы простых колонн различных типов приведены на рис. ИМ. Сложные ректификационные колонны (рис. И1-2) разделяют исходную смесь более, чем на два продукта. Различают сложные колонны с отбором дополнительных продуктов непосредственно из колонны в виде боковых погонов (рис. П1-2, а) и колонны, у которых дополнительные [c.227]

Из изложенного следует, что для ректификации сложной смеси, состоящей из п компонентов, потребуется п—1 простых колонн. При перегонке нефти мы имеем дело не с выделением индивидуальных компонентов, а с разделением всей массы углеводородов на отдельные фракции с определенными температурами вь -кипапия. Пусть требуется разделить нефть на пять фракций бензиновую, лигроиновую, керосиновую, соляровую и мазут (остаток). Для этого понадобится 5—1 — 4 простые колонны. Схема разделения нефти на пять фракций при помощи ряда простых колонн дана на рис. 45. Как следует из схемы,"каждая простая колонна /, II, III и IV разделяет нефть на два продукта — [c.99]

В работе [35] на примере разработки оптимальной схемы деметанизацни газов пиро пиза описано применение этого метода. В табл. П.З приведены исходные данные по процессу состав сырья, получаемых продуктов, температуры и давления. На рис. П-25 показаны принципиальные технологические схемы процесса, иллюстрирующие последовательность синтеза в качестве первоначального варианта (схема а) была принята обычная схема полной колонны с парциальным конденсатором при температуре хладоагента (этилена) минус 100 °С. Далее для конденсации и охлаждения верхнего продукта наряду с хладоагентом был использован дроссельэффект сухого газа (схема б). Затем исходное сырье охлаждали до температуры минус 62 С (схема в) н подвергали последовательной сепарации с подачей в колонну нескольких сырьевых потоков (схемы гид). Затем организовали промежуточное циркуляционное орошение в верхней частн колонны (схема е) и, наконец, — рецикл пропана с подачей его в промежуточный сырьевой конденсатор (схема ж). Соответствующие изменения температурного режима и стоимостные показатели процесса приведены в табл. П.4. Как видно, наибольшие затраты в простейшей схеме падают на потери этилена с сухим газом и на хладоагент, а по мере усовершенствования схемы эти статьи затрат существенно уменьшаются и становятся соизмеримыми с остальными элементами затрат для оптимальной схемы ж. [c.129]

Простая колонна. Схема работы простой тарельчатой колонны, предназначенной для разделения смесн на две фракши путем ректификации, приведена на рнс. У-4. Сы1)ье нредваригсльно нагревается до определенной температуры в спецнальны.х нагревательных аппаратах и в виде жидкости, нароз нлп смесн паров и жидкости подается в питательную секцию колонны. [c.126]

Например, при разделении эквимассовой трехкомпонентной углеводородной смеси гексан-гептан-октан практически при одинаковых четкости и отборах продуктов разделения и суммарном числе теоретических тарелок в колоннах, равном 43, проводилось сравнение схем, представленных иа рис. 1.1 при менее и более четком разделении исходной смеси. Основные показатели различных схем разделения приведены в табл. 1.1, которые показывают, что при. менее четком разделении смеси (содержание основного компонента в продуктах разделения 92-96 %) наилучшими показателями характеризуется схем а с полностью связанными потоками (схема 4). По сравнению со схемами разделения смеси без обратных потоков (схема 3) и в простых колоннах (схема 2) она характеризуется соответственно меньшими на 12 и 28 % теплоподводом в кипятильниках, на 5 и 18 % количеством тепла р, подводимого в систему ректификации, и на 4 и 12 % эксергией теплоносителей Эп. [c.5]

На примере разделения эквимассовой смеси индивидуальных углеводородов на четыре продукта при суммарном числе тарелок 50 и одинаковой невысокой четкости разделения (содержание основного компонента в продуктах разделения 89-97 %) проводилось сравнение схем, приведенных на рис. 1.2. Основные показатели сравниваемых схем даны в табл. 1.2, содержание основного компонента в продуктах разделения — в табл. 1.3. Из таблицы следует, что в схеме с полностью связанными потоками (схема 5) по сравнению со схемами разделения смеси в простых колоннах (схемы 1-3) теплоподвод в колонны ниже на 16-21 %, суммарная величина эксергии [c.5]

Оценка термодинамической эффективности различных схем ректификации многокомпонентных смесей выполнена в работе [24], где с-ра ннвалнсь обычные схемы из простых колонн (рпс. П-16, а), и схемы со связанными материальными и тепловыми потоками (рис. П-16, б и в цифры у колонн соответствуют номеру таредки N и общему их числу). Состав исходной смеси, относительные летучести компонентов, составы и массы получаемых продуктов приведены в табл. П.2. [c.119]

На рис. У1-21 изоб,ражена схема управления процессо1м в простой колонне по соотношению расходов сырья и орошения с коррекцией по уровню жидкости в рефлюксной емкости. [c.332]

Схемы ректификации многокомпонентных смесей. При фракционировании нефти и нефтяных остатков (мазутов) получают большое число дистиллятов. Такое разделение в одной простой колонне невозможно, пойлому применяют многоколонную систему. Чтобы уяснить ее работу, допустим, что нефть требуется разделить на пять нефтепродуктов. Осуществить эту задачу можно по следующим вариантам. [c.241]

В отличие от схемы разделения смеси в простых колоннах в сложной колонне между отборами боковых погонов 2 и 3 размещена дополнительная про-межзточная секция, позволяющая иск.тпочить кипятильник колонны д.г[я разделения смеси продуктов 1 и 2 и конденсатор колонны для разделения смеси продуктов 3 и 4. [c.176]

Такая сложная колонна отвечает схеме последовате льного соединения простых колонн по потокам ректификатов (см. рис. IV-30, б). Она представляет собой колонну I, на которой как бы установлены концентрационные части колонн II и III. Таким образом, получилась одна основная колонна, включающая концентрационные части всех трех колонн и отгонную часть колонны I. Отгонные части колонн II и III выполнены в виде отдельных аппаратов, называемых отпорными колоннами или стриппинг-секция-ми. Отпарные колонны связаны с основной колонной потоками жидкости и пара. [c.162]

Для выделения из продуктов каталитического риформинга одного ароматического углеводорода с высокой концентрацией его в сырье (выше 80%) следует выбрать перегонку с третьим компонентом. В качестве третьего компонента могут быть выбраны растворители, используемые при экстракции, например N-метилпирролидон и N-формилморфолин. При одновременном выделении двух или более ароматических углеводородов (например, бензола, толуола и ксилола) перегонка с третьим компонентом нерациональна, так как при этом требуется сложное предварительное фракционирование сырья и для выделения каждого ароматического углеводорода из узкой фракции необходима самостоятельная колонна перегонки. В этом случае наиболее простая технологическая схема получается при использовании экстракции. Отборы ароматических углеводородов при экстракции выше, чем при перегонке с третьим компонентом. Другой путь производства ароматических углеводородов — проведение процесса риформинга в таких условиях, которые позволили бы затем ректификацией выделить ароматический углеводород нужной чистоты (см. гл. 1). Это направление наиболее целесообразно при получении ксилола и, возможно, толуола. Бензол чистотой 99,9% и с высоким отбором в этих условиях получить, по-видимому, невозможно. и его, как правило, выделяют из продуктов каталитического риформинга методом экстракции. [c.70]

Достаточно часто в промышленности используются сложт,1е ректификационные колонны, как элементы сети операторов разделения. В этом случае возникает вопрос о целесообразности их использования. Проиллюстрируем это на примере разделения трехкомпонентной смеси. В качестве объекта исследования были выбраны две зеотропные смеси бензол -Т0л> 0л - кумол (I) и бензол - толуол - этилбензол (II), для них были синтезированы схемы, две из которых состоят из простых колонн, а третья из одной сложной колонны с боковым отбором. Исследование проводилось для стационарного режима работы при различных составах питания и качестве продуктовых потоков Р= 0.99 0.95 0.90 0,80 (мольных долей). Чтобы сопоставить все три схемы необходимо выявить область исходных составов питания X, в которой все схемы работоспособны (XtX Х ). Границами [c.159]

Многоколонная система применяется в промышленности главным образом при ректификации нефтяных газов. Для ректификации нефти или мазута ыа современных нефтеперерабатывающих заводах применяют колонны, выполненные по схемам фиг. 159, а, б, в. Фактически такие колонны состоят из нескольких простых колони, каждая из которых дает два продукта ректификат (пары) и остаток (жидкость). Преимуществом таких сложных колонн являются компактность и возможность осуществить их оро1пение с одной лишь верхней точки. [c.265]

Использование в схеме ректификации простых колонн предполагает отбор легкой и тяжелой фракг(ий, соответственно, в верхней и нижней точках колонны. При. этом не производится учет локального профиля концентраций компонентов по высоте колонны. Проведенные расчеты показали, что эффективность ректификации можно повысить за счет применения колонн со стриппинг-секциями. В таких схемах помимо отбора дистиллята и кубового продукта осуществляется отвод промежуточных фракций по высоте колонны. При этом учитывается профиль концетраций, и точка отвода промежуточной фракции выбирается в соответствии с соотношением локальньк концентраций метанола и примесей Сравнение удельных энергозатрат для существующей двухколонной схемы очистки метанола-сырца и предлагаемой схемы, включающей основную ректификационную колонну со стриппинг-секцией, показало, что в случае ректификационной колонны со стриппинг-секцией удельные энергозатраты снижаются на 1 3%. [c.59]

chem21.info

13.Сложная ректификационная колонна (схема)

Рис. IV-31. Схема сложной колонны для ректификации четырехкомпонентной смеси:

В такой сложной колонне процесс протекает следующим образом. Флегма, образованная при конденсации паров на верху колонны, последовательно перетекает с тарелки на тарелку . достигнув нижней тарелки этой колонны, флегма делится на два потока. Один поток отводится в отпарную секцию колонны III, где получается продукт Wm. Второй поток флегмы перетекает на верхнюю тарелку колонны II, являясь орошением для этой колонны.

Пары G'm из отгонной секции колонны III возвращаются под нижнюю тарелку концентрационной части этой колонны. Аналогично протекает процесс и в других колоннах II и /.

14.Классификация ректификационных колонн

Классификация ректификационных колонн по назначению:

Полная (питание в середине)

Отгонная (питание сверху вместо флегмы; высокая чистота ВКК)

Концентрационная (питание снизу; высокая чистота НКК)

Сложная (боковые погоны; возможно использование циркуляционного орошение по высоте колонны)

По способу подвода тепла в колонну:

Встроенный теплообменник

Выносной теплообменник (С естественной циркуляцией, С принудительной циркуляцией)

По способу отвода тепла из колонны:

С применением парциального конденсатора

Острого (холодного) орошения (исп. насос)

Циркуляционного орошения (исп. насос)

По давлению в колонне:

Атмосферные (фракции кипящие 30-150 °С)

Вакуумные (для разделения высококипящих)

Повышенного давления (применяют, когда разделяемая смесь при атмосферном давлении находится в газообразном состоянии)

По типу контактных устройств:

Тарельчатые

Насадочные

15.Ректификация, назначение процесса, способы осуществления процесса ректификации. Простая ректификационная колонна Простые ректификационные колонны обеспечивают разделение исходной смеси (сырья) на два продукта: ректификат (дистиллят), выводимый с верха колонны в парообразном состоянии, и остаток - нижний жидкий продукт ректификации.

Процесс ректификации предназначен для разделения жидких неоднородных смесей на практически чистые компоненты или фракции, которые различаются по температуре кипения. Физическая сущность ректификации, протекающей в процессе перегонки нефти, заключается в двухстороннем массо - и теплообмене между потоками пара и жидкости при высокой турбулизации контактирующих фаз. В результате массообмена отделяющиеся от горячей жидкости пары обогащаются низкокипящими, а жидкость высококипящими компонентами.

Ректификация, как и всякий диффузионный процесс, осуществляется в противотоке пара и жидкости. При ректификации паров жидкое орошение создается путем конденсации части парового потока вверху колонны, а паровое орошение при ректификации жидкости - путем испарения части ее внизу колонны.

Конструкция, аппаратов, предназначенных для ректификации, зависит от способа организации процесса в целом и способа контакта фаз. Наиболее простая конструкция ректификационных аппаратов при движении жидкости от одной ступени контакта к другой под действием силы тяжести, на установках первичной перегонки нефти основным аппаратом процесса ректификации является ректификационная колонна — вертикальный аппарат цилиндрической формы. Внутри колонны расположены тарелки - одна над другой. На тарелке происходит контакт жидкой и паровой фаз. При этом наиболее легкие компоненты жидкого орошения испаряются и вместе с парами устремляются вверх, а наиболее тяжелые компоненты паровой фазы, конденсируясь, остаются в жидкости. В результате в ректификационной колонне непрерывно идут процессы конденсации и испарения.

Колонна включает в себя ректификационную часть 9 и дефлегматор колонны 10. Ректификационная часть колонны представляет собой трубу 11, покрытую снаружи теплоизоляцией 12 и заполненную внутри контактными элементами 13. Дефлегматор колонны представляет собой систему патрубков 3 к которой в соответствии со схемой подсоединены: термометр 6, конденсатор 2, охладитель 14 и регулятор отбора 15.

studfiles.net