Постепенное и однократное испарения.

Под термином «постепенное испарение» понимают такую перегонку жидкости, при которой образующиеся пары по мере их образования непрерывно отводятся из перегонного аппарата. В противоположность этому однократное испарение характеризуется тем, что образующиеся в процессе нагрева пары не отделяются от жидкости до тех пор, пока не достигнута конечная температура нагрева, и только тогда все образовавшиеся пары в один прием (однократно) отделяются от оставшейся жидкости.

Перегонка с дефлегмацией и ректификацией.

Перегонка методом постепенного, а тем более однократного испарения не дает четкого разделения компонентов смеси. Для повышения четкости разделения компонентов при перегонке, процесс ведут с дефлегмацией или с ректификацией паров.

Перегонка с дефлегмацией основана на частичной конденсации паров и возвращении конденсата - флегмы - обратно в куб. Подобным образом уходящие из системы пары обогащаются низкокипящими компонентами, так как при частичной конденсации паров преимущественно конденсируются их высококипящие составные части. Дефлегмация совершается в особых поверхностных конденсаторах воздушного или водяного охлаждения, устанавливаемых над перегонным кубом так, чтобы дать флегме стечь в куб. Дефлегмация, однако, обычно не дает желаемой четкости разделения, поэтому ее повсюду заменяют перегонкой с ректификацией. Основой ректификации является совмещение процесса частичной конденсации высококипящих компонентов из восходящего потока паров с испарением низкокипящих компонентов из стекающего вниз конденсата - флегмы. Осуществляется этот процесс в особых аппаратах, именуемых ректификационными колоннами.

Для успешного ведения процесса ректификации должно быть возможно более тесное соприкосновение между паровой и жидкой фазами; это достигается при помощи особых контактирующих устройств, размещенных в колонне – так называемых - «тарелок». От числа подобных контактов и от количества флегмы (орошения), стекающей навстречу парам, в основном зависит четкость разделения компонентов смеси.

Для образования флегмы нужен съем тепла от восходящего потока паров, что достигается устройством парциального конденсатора в верхней части колонны.

В зависимости от способа испарения перегонка сырья может вестись путем: а) постепенного и б) однократного испарения, в условиях: 1) атмосферного давления, 2) вакуума и 3) в присутствии водяного пара или инертного газа.

Перегонка может осуществляться в аппаратах как периодического, так и непрерывного действия, с включением процессов дефлегмации и ректификации или без них.

ЛИТЕРАТУРА

1. Расчёты основных процессов и аппаратов нефтепереработки : Справочник/ Под ред. Е.Н.Судакова.-М.:Химия, 1979.-568с.

2. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа.-М.:Химия, 1980.-256с.

3. Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа-Л..-Химия, 1985.-424с.

4. Кузнецов А.А., Судаков Е.Н.Расчёты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов: Справ, пособие.-М.:Химия, 1983-.224с.

5. Варгафтик Н.Б.Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.-М.: Наука, 1972.-720с.

6. Технологические расчёты установок переработки нефти:Учеб. пособие для вузов/ Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. и др.-М.:Химия, 1987.-352с.

7. Рудин М.Г., Смирнов Г.Ф. Проектирование нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов .-Л.: Химия, 1984.-256с.

8. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика.-Л. Химия, 198О.-328с.

9. Справочник нефтепереработчика: Справочник/ Под ред. Г.А.Ластовкина, Е.Д.Радченко и М.Г. Рудина.-Л.: Химия, 198б.-648с

10. Хорошко С.И., Хорошко А.Н. Сборник задач по химии и технологии нефти и газа : Учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений.-Минск :Высш.шк., 1989.-122с.

11. Рябцев Н.И. Природные и искусственные газы.-М.:Стройиздат, 1978.-325с.

Характеризующий фактор

1.3. Характеризующий фактор - К является условной величиной, отражающей химическую природу и степень парафинистости нефтепродукта.

Характеризующий фактор определяется по формуле

(1.1)

где Т_ср.м – средняя молярная температура кипения, К; – относительная плотность нефтепродукта (см. § 1.2).

Уравнение (1.1) достаточно точно для прямогонных нефтяных фракций; использование его для вторичных продуктов нефтепереработки, содержащих значительные количества ароматических и непредельных углеводородов, ограничено из-за значительной погрешности [1]. Средние значения характеризующего фактора следующие:

парафинистые нефтепродукты 12,5-13,0

нафтеноароматические 10-11

ароматизированные 10

продукты крекинга 10-11

Характеризующий фактор применяется в некоторых расчетах для повышения их точности.

Рисунок 1.1 – Зависимость относительной плотности жидких нефтепродуктов от температуры

Пример 1.4 Определить относительную плотность жидкой нефтяной фракции при 100°С, если ее .

Решение. Воспользуемся графиком (см. рис.1.1), который позволяет по известной плотности найти любую другую. На оси абсцисс отложим значение плотности 0,811. Из полученной точки А восставим перпендикуляр до пересечения с горизонталью, соответствующей температуре 20°С, при которой определена заданная плотность (точка В). Из точки В параллельно ближайшей наклонной кривой проводим линию до пересечения с горизонталью, соответствующей искомой температуре (точка С). Опустив из точки С перпендикуляр на ось абсцисс (точка D), находим требуемую плотность .

В некоторые формулы, применяемые в практических расчетах нефтезаводских процессов, входит значение плотности . Пересчитать ее можно следующим образом:

(1.2)

Плотность является аддитивным свойством, поэтому при смешении различных нефтепродуктов смеси может быть легко определена. В зависимости от способа выражения состава смеси для расчета применяются следующие уравнения:

по заданным массам компонентов

по массовым долям

по объемным долям

Если состав выражен в молярных долях, их следует вначале пересчитать в массовые доли и затем определить плотность смеси.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.Зависимость плотность – температура для жидких нефтяных фракций при постоянном давлении (область низких температур)

Пользование номограммой. Предварительно по формуле 1.1. проводим расчет характеризующего фактора жидкой нефтяной фракции при заданной температуре. Затем находим его численное значение на сетчатом графике средней шкалы «Характеризующий фактор К» с известной из литературных источников плотности жидкой нефтяной фракции при температуре 20 ⁰С. Проводя прямую через найденную точку и заданную температуру находим плотность жидкой нефтяной фракции при этой температуре.

Указанная номограмма дает хороший результат при давлении до 1,5 Мпа.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.Зависимость плотность – температура для жидких нефтяных фракций при постоянном давлении (область высоких температур)

Пользование номограммой. Предварительно по формуле 1.1. проводим расчет характеризующего фактора жидкой нефтяной фракции при заданной температуре. Затем находим его численное значение на сетчатом графике, расположенном слева с известной из литературных источников плотностью жидкой нефтяной фракции при температуре 20 ⁰С. Проводя прямую через найденную точку и заданную температуру находим плотность жидкой нефтяной фракции при этой температуре.

Указанная номограмма дает хороший результат при давлении до 1,5 Мпа.

ЛИТЕРАТУРА

1. Расчёты основных процессов и аппаратов нефтепереработки : Справочник/ Под ред. Е.Н.Судакова.-М.:Химия, 1979.-568с.