Выбор давления и температурного режима в ректификационной колонне

При принятых значениях флегмового числа, числа и типа таре­лок на экономические показатели процессов перегонки наибольшее влияние оказывают давление и температурный режим в колонне. Оба эти рабочие параметры тесно взаимосвязаны: нельзя оптимизиро­вать, например, только давление без учета требуемого температур­ного режима и наоборот.

При оптимизации технологических параметров колонн ректи­фикации целесообразно выбрать такие значения давления и темпе­ратуры, которые:

1) обеспечивают состояние разделяемой системы, далекое от кри­тического (иначе нельзя реализовать процесс ректификации), и воз­можно большее значение коэффициента относительной летучести;

2) исключают возможность термодеструктивного разложения сырья и продуктов перегонки или кристаллизации их в аппаратах и коммуникациях;

3) позволяют использовать дешевые и доступные хладоагенты для конденсации паров ректификата (вода, воздух) и теплоносители для нагрева и испарения кубовой жидкости (например, водяной пар высокого давления), а также уменьшить требуемые поверхности хо­лодильников, конденсаторов, теплообменников и кипятильников;

4) обеспечивают нормальную работу аппаратов и процессов, свя­занных с колонной ректификации с материальными и тепловыми потоками;

5) обеспечивают оптимальный уровень по удельной производи­тельности, капитальным и эксплуатационным затратам.

По величине давления колонны ректификации, применяемые на промышленных установках перегонки нефтяного сырья, можно под­разделить на следующие типы:

a) атмосферные, работающие при давлении несколько выше ат­мосферного (0,1-0,2 МПа), применяемые при перегонке стабили­зированных или отбензиненных нефтей на топливные фракции и мазут;

b) вакуумные (глубоковакуумные), работающие под вакуумом (или глубоком вакууме) при остаточном давлении в зоне питания (=100 и 30 гПа соответственно), предназначенные для фракциониро­вания мазута на вакуумный (глубоковакуумный) газойль или узкие масляные фракции и гудрон;

c) колонны, работающие под повышенным давлением (1-4 МПа), применяемые при стабилизации или отбензинивании нефтей, ста­билизации газовых бензинов, бензинов перегонки нефти и вторич­ных процессов и фракционировании нефтезаводских или попутных нефтяных газов.

Повышение или понижение давления в ректификационной ко­лонне сопровождается, как правило, соответствующим повышени­ем или понижением температурного режима. Так, для получения в качестве ректификата пропана требуемая температура верха колон­ны при давлениях 0,1 и 1,8 МПа составит соответственно - 42 и +55°С. Предпочтительность второго варианта ректификации очевидна, по­скольку повышенное давление позволяет использовать для конден­сации паров пропана воду, а не специальные хладоагенты и дорого­стоящие низкотемпературные системы охлаждения. Перегонка, на­пример, под вакуумом позволяет осуществить отбор без заметного разложения фракций нефти, выкипающих при температурах, пре­вышающих температуру нагрева сырья более чем на 100-150°С.

Температурный режим, наряду с давлением, является одним из наиболее значимых параметров процесса, изменением которого регулируется качество продуктов ректификации. Важнейшими точ­ками регулирования являются: температуры поступающего сырья и выводимых из колонны продуктов ректификации.

Как показала практика эксплуатации промышленных устано­вок, перегонка нефти при атмосферном давлении осуществляется при температуре в зоне питания ректификационной колонны 320 -360°С, а вакуумная перегонка мазута - при температуре на выходе из печи не выше 430