Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним ив важных, процессов в схемах глубокой переработки нефти является процесс вакуумной перегонки мазута, который позволяет дополнительно навлечь ив мазута ценные для последующей переработки фракции и поэтому, вопрооы совершенствования работы вакуумных колонн АВТ занимают ваяное меото в этой проблеме.
Нормальная работа ректификационных колонн обеспечивается путем регулирования теплового режима работы тарелок, обеспечиваюсь го поддержание нужного профиля температур по bl-отє колонны. Решению этой задачи служит использование циркуляционных орошений (ЦО), которые, кроме того, позволяют увеличить производительность колонны по сырью, совдать более равномерное распределение жидкостного орошения по секциям колонны и увеличить на установке степень регенерации тепла.
При использовании двух-трех промежуточных орошений из нормального режима ректификации, особенно в. вакуумных колоннах, исключается до 20-302 общего числа тарелок , на которых реализуется процесс ректификации. В силу этого, выбор числа тарелок, занятых под циркуляционное орошение для вакуумных колони дслаэн быть более обоснованным. Для правильного же выбора числа тарелок, занятых под циркуляционное орошение необходимо более детальное изучение процеосов тепло-и массообмена, протекающих на этих тарелках.
В вакуумной колонне роль секции верхнего циркуляционного оро-швния(ЩО) воерастает вдвойне и к ней предъявляются ряд требований. С одной сторони- это конденсатор, создающий ороэение для нижележащих ректификационных тарелок колонны, а с другой,- являясь первой ступенью конденсации в многоступенчатой конденоационно-вакуумсоадающей оиотемо(КВО),он должен обеопочивать максимальную
конденсацию поступающих паров, а> следовательно, минимальную вагрувку выносной ступеня КЮ и обеспечить минимальный перепад давления на тарелках.
Вопросы,' связанные с изучением процессов» происходящих на конденсационных тарелках, и определением числа тарелок» занимаемых под циркуляционное ороиение, особенно вакуумных колонн, до оих пор остаются недостаточно исследованными.
Цель работы. Изучение гидравлических и тепло- масоообменных характеристик конденсационных тарелок вакуумных колонн при различных схемах орошений, уточнение их роли в процессе ректификации, определение динамики теплообмена и массообмена в оавиоимости от количества тарелок, расхода орошения и его температуры,- а также, разработка способа конденсации паров в вакуумной колонне, который позволял бы повысить конденсационный эффект на каждой та-релке, входящей в контур циркуляции охлаждающей жидкости.
Научная новизна. Впервые изучена работа конденсационных тарелок секции ВЦО на модельной лабораторной установке, позволяющей в условиях вакуума моделировать технологический режим ректификации тяжелых нефтепродуктов и изучать тепло- и массообменные характеристики конденсационных тарелок, а также на специально оборудованной устройствами отбора проб и измерения температур на каждой тарелке секции ЩО промышленной вакуумной колонны.
Показано преимущество комбинированной схемы орошения( ЩО с парциальным выносным конденсатором пэверху вакуумной колонны ), позволяющей равномерно оаспределять нагрузки по отдельным конденсационным тарелкам, при соответствующем распределении количества тепла, отводимого каждым ив этих орошений.
Составлена статическая математическая модель исследуемого объекта и получено уравнение, достаточно хорошо описывающее вави симость количества паров ректификата, уходящих с верха колонны.
>т количества циркулирующего ороввния,, его начальной температуры і нагрувки верхней конденсационной секции по парам.
Результатами обследований промышленной вакуумной колонны полизано, что верхние две- три тарелки секции ВЦО работают в боль-іей степени в режиме конденсации паров, а нижние две тарелки по іежиму своей работы частично выполняют и ректификационные функцій, что подтверждено характером ивменения среднего температур-юго напора и фракционного состава жидкости и паров на этих та-іелках.
Показано, что с ростом величины оредкей теплоналряженнооти 'арелок конденсационной секции четкость погокоравделения дистил-итов, выводимых ниже этой секции, ухудшается. Определена зели-(ина средней удельной теплонапряженности тарелок ВЦО, которую . юкомендуетои принимать при определении количества конденоацион-1ых тарелок ВЦО.
Рааработан способ конденсации паров в ректификационной ваку-'мной колонне, повышающий конденсационный эффект каддой тарелки конденсационной секции.
Практическая ценность. Совдана оригинальная шдедьная уста-юька, поьиолятиш в условиях вакуума моделировать технологический режим ректификации тяжелых нефтепродуктов и ивучать тепле- и аассоооменные характеристики неравновесных (конденсационных) та-лшж. Установка ващии*эна патентом РФ Н 1808344 - Б. И. М14,1993г.
Установлено,что при отьоде тепла верхним циркуляционным оро-иением основное количестьо тепла (80-85Х от общего) отводится на іижних двух тарелках секции ВЦО (нееависимо от общего числа кон-сенсационных тарелок ), а допустимая величина средней удельной геплонапрял^шюсти тарелок ВЦО вакуумных колонн может принимать-:н около ІііО 140 кГн'/м, что почти в два рааи выше рекомендуемой
1 ІІ|1'І'г:і>'і'і'УІІ. .
4-Ка основании проведенных исследований разработаны и предложены две схемы отвода тепла на верху вакуумной колонны:
комбинированная схема- ЩО на їрех тарелках и выносной конденсатор с воввратом части флегмы на верхнюю конденсационную та релку. позволяющая ва счет изменения на этих ступенях нагрувок по конденсации паров ( в пределах 60-76% и 40-25% соответственні достичь наиболее равномерной нагрузки тарелок ВЦО;
схема, и устройство верхней чаоти вакуумной колонны, при к торой под конденсационную секцию выделяется четыре- пять тарело расположенных в конической верхней части колонны, а циркулируют ороиение подается порционно на верхние две-три тарелки и это по водяет с максимальной полнотой конденсировать пары наверху коло ны.
Апробация работы и публикация. Ревультаты диссертационно работы докладывались на межзаводской школе по обмену передовь производственным опытом "' Опыт реконструкции вакуумных блоков г АВГ(Пермь, 1088, июнь).
По материалам диссертации опубликовано 2 статьи и подучен один патент РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 197 стр< ницаХс состоит ив введения, пяти глав и приложения, содержит 21 таблицы и 30 рисунков. Список цитируемой литературы включает 9' наименований.
