Ориентировочный материальный баланс блока вакуумной перегонки

(добавить табл. - стр.427)

Аппаратурное оформление вакуумного блока

Вакуумные колонны

ВК имеют специфическую форму – «перевернутая бутылка». Это связано с тем, что в кубовой части колонны процесс разложения углеводородов протекает наиболее активно. Поэтому поперечное сечение в данной зоне максимально снижают для уменьшения времени пребывания гудрона в этой зоне:

(6.1), где V - объем зоны, а W – объемный расход потока.

Традиционно в вакуумных колоннах установок АВТ использовались желобчатые тарелки (рис. 5.4), недостатки которых известны (малая эффективность, большое гидравлическое сопротивление, большая металлоемкость, …).

Рис.6.5. Желобчатая тарелка

На смену им пришли клапанные и ситчатые тарелки. Однако и этим тарелкам присущи существенные недостатки, главным из которых является высокое гидравлическое сопротивление.

(6.2)

Поскольку определяющее влияние на процесс разложения тяжелых углеводородов оказывает температура в кубе РК, а значит и давление в кубе, его снижение может быть достигнуто или снижением , или снижением числа тарелок. Второй подход неприемлем (ухудшается качество продукта). Поэтому снижение температуры достигают за счет ввода инерта (водяной пар) и за счет снижения . Для тарельчатых устройств этот резерв практически исчерпан. Поэтому в последние годы в вакуумных колоннах все шире используются высокоэффективные регулярные насадки с малым относительно теоретической тарелки (Па/ВЭТТ).

Рис. 6.6. Принципиальная конструкция противоточной насадочной колонны фирмы «Грима» (ФРГ): I — мазут; II — легкий вакуумный дистиллят; III — глубоковакуумный газойль; IV — гудрон; V — водяной пар; VI — газы и пары к вакуумсоздающей системе

Рис. 6.7. Принципиальная конструкция перекрестноточной насадочной колонны АВТ-4 ПО «Салаватнефтеоргсинтез». 1-телескопическая трансферная линия; 2-горизонтальный отбойник; 3-блок перекрестноточной регулярной насадки квадратного сечения; I-мазут с АТ; II-вакуумный газойль; III- гудрон; IV-затемненный газойль; V-газы и пары

На рис. 6.6 представлена принципиальная схема вакуумной насадочной колонны фирмы Гримм (ФРГ). Аналогичные конструкции разработаны фирмами Нортон, Глитч, Перформ-Грид и др. Для всех эти колонн характерна сложная система распределения жидкости по насадке (сто точек орошения на 1 м² сечения) и высокая стоимость насадки ($1000 за 1 м³ насадки).

Принципиально другой подход использован разработчиками перекрестноточной насадк (ПТН) – рис. 6.7. В этой конструкции сплошной слой насадки заменен блоками, нижний лист которых выполняет функции распределителя жидкости для последующего блока и гидравлического затвора для прохода пара. Это позволяет решать и задачи подвода в колонну потоков питания, а также отвода потоков боковых погонов.

Сами блоки проницаемы по пару только в поперечном направлении. Насадка занимает только часть поперечного сечения колонны и выполняется в виде различных геометрических фигур (четырехугольник, квадрат, кольцо, …). Насадка выполняется из недорогих профилей (рукавновязанная сетка, просечновытяжные листы и т.д.). За счет конструирования при этом удается менять такой важный параметр, как соотношения сечений, открытых для прохода газа и жидкости соответственно:

(6.3)

Для насадочных колонн этот фактор, естественно, равен 1. Для ПТН прямоугольного сечения:

(6.4), (6.5), (6.6), где H – высота блока, а B – его ширина.

Как видим, у конструктора появляется возможность управлять этим соотношением в любых пределах, а значит обеспечивать оптимальные характеристики блока при любых нагрузках и по пару, и по жидкости. В настоящее время эти насадки промышленно освоены и широко используются на НПЗ. Удельное гидравлическое сопротивлении ПТН в 5 раз меньше, чем у клапанных тарелок, что позволяет за счет увеличения числа блоков повысить четкость погоноразделения или снизить затраты на разделение.

Схема вакуумной колонны с ПТН для четкого разделения мазута на фракции приведена на рис. 6.8.