Энергозатраты на предприятиях нефтехимии
Общеизвестно, что стабилизация нефти методом ректификации является энергоемким, металлоемким процессом, для проведения которого необходимы сложные расчеты. При замене ректификационной колонны на гидроциклонную установку резко снижаются энергетические и материальные затраты. Температура нефти перед подачей в гидроциклон не превышает 343К, в то время как температура нефти в зоне питания ректификационной колонны, обеспечивающая аналогичную эффективность стабилизации по показателю давления насыщенных паров, составляет 523-573 К. Давление нефти на входе в гидроциклон составляет 0,25-0,6 МПа. Работа гидроциклонной установки стабилизации при таких невысоких давлениях дает возможность при подключении непосредственно после блока обезвоживания-обессоливания исключить использование дополнительных печных насосов, характерных для установок с блоком ректификации. В отличие от стабилизации нефти в ректификационной колонне, при которой значительная часть получаемого нестабильного бензина возвращается в колонну в качестве орошения, в случае обработки нефти в гидроциклоне весь отобранный в центробежном поле бензин идет потребителям, чем в значительной степени снижаются затраты, связанные с захолаживанием продуктов стабилизации. или фаз тонкодисперсной суспензии. В первом случае, к стенкам барабана прилегает жидкость с большей плотностью, а жидкость с меньшей – образует внутренний слой. Во втором случае, у стенок барабана будут находиться частицы суспензии. Центрифуги наибольшее применение получили при сгущении суспензий высокой концентрации, и в технологии очистки сточных вод их целесообразно применять для обезвоживания осадков. Сепараторы применяются для разделения эмульсий. Циклоны служат для очистки газов от дисперсных частиц, а гидроциклоны для разделения эмульсий и суспензий. Таким образом, гидроциклоны отличаются от центрифуг и сепараторов тем, что у них нет движущихся частей, и отличаются от циклонов видом разделяемой смеси.
Конструктивное отличие гидроциклонов от циклонов, центрифуг и сепараторов
В центрифугах, сепараторах и циклонах происходит разделение гетерогенных систем под действием центробежных сил, но все они существенно различаются по конструкциям. Процесс центрифугирования совершается за счет действия центробежной силы, развивающейся при вращении цилиндрического барабана, так называемой корзины центрифуги, в которую загружается фильтруемая масса. Величина центробежной силы зависит от окружной скорости барабана и веса загрузки. Стенки барабана снабжены небольшими отверстиями. Обычно внутрь барабана вкладывается мешок из фильтровальной ткани. При вращении твердые частицы, входящие в состав смеси, остаются в барабане центрифуги. Частицы же жидкости вследствие своей удобноподвижности проходят через фильтровальный мешок и выбрасываются из барабана через отверстия в его боковой поверхности [6]. В сепараторах происходит разделение эмульсий и тонкодисперсных суспензий. Барабаны сепараторов не имеют боковых отверстий. Из-за большого числа оборотов центробежная сила влияет расположение жидкостей эмульсии
Цилиндрические гидроциклоны
Цилиндрические гидроциклоны применяются для обогащения крупнозернистых смесей при первичной стадии обогащения. Гидроциклоны данного типа изготавливаются одно- и многоступенчатые. Цилиндрический двухступенчатый гидроциклон (Рисунок 3.8) состоит из двух циклонов: основного – цилиндрического 3 и перечистного – конического 6. Исходный продукт, входящий через питающий патрубок 1, разделяется в цилиндрическом гидроциклоне на два продукта: верхний, удаляющийся через патрубок 2 и нижний, переходящий по каналу 4 в конический гидроциклон. Наиболее тяжелая фракция покидает аппарат через регулируемую насадку 7, а через патрубок 5 выходит промежуточный продукт, который снова может быть направлен на рециркуляцию в цилиндрический гидроциклон 3.
Рисунок 3.8 – Цилиндрический гидроциклон
1 – питающий патрубок; 2 – удаляющий патрубок; 3 – цилиндрический циклон; 4 – канал; 5 – промежуточный удаляющий патрубок; 6 – конический циклон; 7 – регулируемая насадка.