Молодежный вестник ИрГТУ (12+)
Поиск по сайту

Анализ работы тарельчатых ректификационных колонн

Васильченко Д. С. , Янчуковская Е. В.

2022 / Том 12 №4 2022 [ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ ]

Актуальность данной статьи обусловлена необходимостью совершенствования работы ректификационных колонн химических и нефтегазоперерабатывающих производств. Исследован ряд причин неудовлетворительной работы данных аппаратов: погрешности, допускаемые при расчете параметров контактных устройств и их эффективности; нарушения условий эксплуатации действующих ректификационных колонн; отсутствие надежного математического описания процесса разделения смесей, позволяющего найти оптимальные условия работы установок. Представлены рекомендации по расчету равновесных концентраций пара и жидкости в смесях. Показаны три подхода к оценке кинетических параметров процесса разделения многокомпонентной смеси. Обосновано, что наилучшим является способ, раздельно учитывающий межфазную поверхность и коэффициенты скорости переноса, отнесенные к ней. Приведены расчетные уравнения для нахождения величин поверхности контакта фаз и коэффициентов массоотдачи на провальных, ситчатых, колпачковых и клапанных тарелках. Значения коэффициентов и показателей степени для различных типов тарелок найдены методом множественной корреляции. Установлено, что коэффициенты массоотдачи, отнесенные к действительной поверхности контакта, не зависят от конструкции тарелок. В то же время конструктивные параметры тарелок влияют на величину межфазной поверхности. Выявлены причины снижения эффективности массообмена в области больших и малых концентраций, а также вблизи азеотропной точки.

Ключевые слова:

массообмен,ректификация,тарельчатая колонна,поверхность контакта фаз,эффективность работы,корреляция

Библиографический список:

  1. Рогалев М. С., Магарил Р. З. Повышение и оценка эффективности работы контактных устройств ректификационной колонны // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2011. Т. 54. № 6. С. 92-97.
  2. Danilov V. A., Laptev A. G., Karpeev S. V., Vogelpohl A. Determination of efficiencies of a tray on multicomponent reactive distillation // Chem. Ing. Tech. 2001. Vol. 73. No. 6. P. 651.
  3. Владимиров А. И., Щелкунов В. А., Круглов С. А. Контактные устройства массообменных аппаратов нефтегазоперерабатывающих производств // Химия и технология топлив и масел. 2000. № 2. С. 28-34.
  4. Лаптев А. Г., Фарахов М. И., Минеев Н. Г., Лаптева Е. А., Кудряшов В. Н., Мухитов И. Х., Хуснуллин М. Г., Аскаров И. Г. Повышение эффективности ректификационных колонн в производстве этаноламинов // Химическая промышленность. 2007. № 7. С. 354-360.
  5. Полянский А. В., Блиничев В. Н., Чагин О. В. Критерии оценки эффективности работы ректификационных колонн // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2016. Т. 59. № 1. С. 3-8.
  6. Рогалев М. С., Магарил Р. З. Способ интенсификации процесса первичной перегонки нефти // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2008. Т. 51. № 5. С. 90-93.
  7. Морозов В. Н., Соловьев Р. Е., Язев К. Ф., Юсафов Э. А. Оценка эффективности работы установок первичной переработки нефти // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2020. № 3. С. 3-5.
  8. Чернышева Е. А., Игнашина О. Н., Иванова Е. Р., Максимова А. В., Зуйков А. В. Об актуализации показателей оценки эффективности современных нефтеперерабатывающих предприятий // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2020. № 10. С. 3-8.
  9. Лаптев А. Г., Минеев Н. Г., Мальковский П. А. Проектирование и модернизация аппаратов разделения в нефте - и газопереработке. Казань: Печатный двор, 2002. 220 с.
  10. Лаптев А. Г., Фарахов М. И., Лаптева Е. А. Проблемы и решения масштабного перехода в химической технологии // Труды Академэнерго КНЦ РАН. Казань, 2019. № 4. С. 21-35.
  11. Семенов И. А., Ульянов Б. А., Дубровский Д. А., Кулов Н. Н. Моделирование ректификационной колонны в производстве метиламинов с учетом неэквимолярности массообмена // ТОХТ. 2014. Т. 48. № 5. С. 587-593.
  12. Laptev A. G., Lapteva E. A. A model of heat and mass transfer in gas phase in axial and turbulent dispersed annular flows // Journal of engineering thermophysics. 2018. Vol. 27. No. 1. P. 45-50.
  13. Лаптев А. Г., Карпеев С. В., Лаптева Е. А. Моделирование и модернизация тарельчатых колонн при проведении реакционно-массообменных процессов // ТОХТ. 2018. Т. 52. № 1. С. 3-12.
  14. Laptev A.G., Lapteva E.A. Numerical modeling of heat and mass transfer efficiency of the processes in turbulent foam layers in distillation // Journal of engineering thermophysics. 2016. Vol. 25. No. 4. P. 527-535.
  15. Ульянов Б. А., Янчуковская Е. В., Шерстова Л. Н., Петушинский Л. Н. Эффективность тарельчатых массообменных аппаратов и поверхность контакта фаз // Гидродинамика и явления переноса в двухфазных дисперсных системах. 1980. С. 43-47.
  16. Ульянов Б. А. Поверхность контакта фаз и массообмен в тарельчатых ректификационных аппаратах. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1982. 130 с.
  17. Ульянов Б. А., Родионов А. И., Янчуковская Е. В. Структура двухфазных слоев и величина межфазной поверхности на контактных тарелках ректификационных и абсорбционных колонн // ТОХТ. 1982. Т. 16. № 4. С. 491-498.
  18. Белоусов Д. С., Янчуковская Е. В. Расчет поверхности контакта фаз на тарелках массообменных колонн // Молодежный вестник ИрГТУ. 2021. Т. 11. № 4. С. 40-46.

Файлы:

Язык
RuEn