Ректификация-курсач

распределительные решётки и плиты, живые сечения

которых для прохода пара и жидкости должны быть

максимально большими, но исключающими провал

насадочных тел.

При больших рабочих нагрузках по пару и

жидкости, когда перепад давления на 1 погонный

метр слоя насадки превышает 400 – 700 Па, поверх

каждого слоя располагают удерживающую решётку

для предотвращения

псевдоожижения насадочных

элементов. Свободное сечение этой решётки должно

превышать свободное сечение слоя насадки.

3.14.

Гидравлическое

сопротивление

насадочной колонны

Определение сопротивления ∆рор базируется на

предварительно

найденном

сопротивлении

неорошаемой насадки ∆рсух

∆рор = К·∆рсух, Па

где К – коэффициент, учитывающий влияние

орошающей жидкости на сопротивление насадки

[10,24].

При высоте слоя насадки Hнас

2

рсух

Н

нас

п

w

п

dэ

2

где dэ = 4 ε/Fуд – эквивалентный диаметр насадки, м;

– доля свободного сечения насадки, м3/м3; Fуд –

удельная поверхность насадки, м2/м3.

Для колец Рашига, загружаемых навалом:

при Reп

< 40

140

; при Reп > 40

16

;

Reп

Reп0,2

Рис.

1. К определению

минимального

w d

э

п

флегмового числа. а – питание колонны холодной

где

Reп

п

.

смесью,

парожидкостной смесью

или паром; б –

п

рабочая линия — касательная к равновесной.

48

21

www.mitht.ru/e-library

При прочих равных условиях величина

минимального флегмового числа зависит от

агрегатного состояния исходной смеси. При этом

рабочая линия укрепляющей части колонны проходит через точку пересечения кривой равновесия и, так называемой, Е – линии, уравнение которой

y	E		x	x1	,	где E	c1 (t1 t) r1	– количество
	E 1
				E 1			r1

кмолей пара, конденсируемое для испарения 1 кмоля

исходной смеси на тарелке питания; r1 – теплота

парообразования исходной смеси, кДж/кмоль; с1 – теплоемкость исходной смеси, кДж/(кмоль·К); t1 –

температура кипения исходной смеси, 0С; t –

температура поступающей в колонну исходной смеси, 0С; x1 – концентрация исходной смеси, кмоль НКК/кмоль смеси.

Для кипящей жидкости Е = 1, для недогретой смеси Е > 1, для парожидкостной смеси Е < 1, для исходной смеси в виде насыщенного пара Е = 0, а для

перегретого пара Е < 0.

Е – линия может быть построена по двум точкам:

первая точка (А) – на диагонали диаграммы у–х при х = х1 вторая – на оси абсцисс с координатой x1/Е (см.

рис. 1,а).

Минимальное флегмовое число для каждого

случая может быть определено либо по величине отрезка, отсекаемого рабочей линией на оси

координат, либо из соотношения

RM		x2 y*	,
		y* x*

где y* и x* – координаты точки пересечения Е–линией кривой равновесия (например, точки В при 0<Е<1).

Очевидно, что при питании колонны кипящей

22

значениеmcpy между значениями m для концентраций

х2 и х1. Аналогично – для отгонной: принимаетсяmcpo в

диапазоне концентраций х0 и х1.

Высота слоя насадки, эквивалентная единице

переноса hу может быть рассчитана по методике,

изложенной в [8, с. 292 – 293 и с. 309 – 312].

3.13. Особенности конструирования насадочных колонн

Для повышения равномерности распределения жидкости по сечению колонны слой насадки по высоте подразделяют на секции, между которыми

устанавливают перераспределительные устройства.

Высота секции Hсекц зависит от диаметра аппарата dк

и размеров элементов насадки dн.

Насадка		dк / dн	Hсек / dк
Кольца Рашига		≥30	≤2,5–3
Кольца Паля		10–15	≤5–10
Седла Берля и		≥15	≤5–8
Инталокс
В отдельных	случаях (для		колонн малого

диаметра) рекомендуется dк/ dн ≥ 8.

Для распределения орошающей жидкости по

сечению насадочной колонны используют различные устройства. Колонны диаметром до 150 мм,

заполненные насадкой в навал, могут орошаться из единичного центрального источника. Для колонн

большего диаметра необходимо использование

оросителей с большим числом источников (форсунок): для неупорядоченных насадок — 15 – 30 на 1 м2 сечения колонны, для упорядоченной насадки

— 35 – 50.

Насадку	укладывают	на	опорно-
	47

www.mitht.ru/e-library

Таблица 4. Значения С, a и b для различных типов

насадки

	Тип	Размер,		С		a	b
	насадки	мм
	Кольца	9,5	13,1			–0,37	1,24
		25	2,31			–0,10	1,24
	Рашига
		50	1,46		0		1,24
	Седла	12,5	25,2			–0,45	1,11
	Берля	25		2,06		–0,14	1,11
	Насадка	50	0,016		0,48		0,24
		75		0,048		0,26	0,24
	Стедмана
		160	0,032		0,32		0,24

Так как в приведенном уравнении hэ зависит от общей высоты слоя насадки в колонне Hнас, решение этого уравнения требует применения метода последовательных приближений. Этого можно избежать, если решить уравнение относительно

обшей высоты слоя насадки Hнас.

При нагрузках, близких к точке захлебывания,

можно пользоваться [4] уравнением

w

0,2

D 0,342

0,19

0,038

lg

1

п

ж

п

m D

h

28

,

э

m D

Fуд

пFуд

L

п

ж

1

L

где – доля свободного объема насадки, м3/м3; Fуд –

удельная поверхность насадки, м2/м3; μп –

y

динамическая вязкость пара, Па·с, m –x p

коэффициент распределения. Поскольку m изменяется с изменением концентраций, то при расчете hэ для укрепляющей колонны необходимо взять среднее (лучше – среднеинтегральное)

46

исходной смесью

y* y1 и x* x1

(у1 – состав пара, равновесный составу исходной смеси x1).

Для бинарных смесей с кривой равновесия, показанной на рис. 1,б, величину минимального флегмового числа RM определяют по величине отрезка bM, отсекаемого на оси ординат рабочей линией процесса, являющейся касательной к линии равновесия. Такой метод определения минимального флегмового числа правомерен, если точка касания К

лежит правее точки В, упомянутой выше (см. точку B1

на рис. 1,б). Это особенно важно учитывать в случаях подачи исходной при температуре ниже температуры кипения.

3.3. Внутренние материальные потоки в колонне

При равных мольных теплотах парообразования компонентов поток пара по всей колонне остается постоянным, как и потоки жидкости в укрепляющей и

отгонной колоннах. При известном флегмовом числе R поток пара D = П·(R + 1), а поток флегмы (в случае

её подачи при температуре кипения) в укрепляющей колонне L = П·R, где П – поток отбираемого

дистиллята. При вводе в колонну переохлажденной флегмы (ниже температуры её кипения) поток

жидкости соответственно увеличивается за счет конденсации части паров. Это дополнительное

Считаются равными, если их разность не превышает 10÷15 %. При большей разности расчет процесса ректификации проводят с помощью энтальпийной диаграммы [3].

23

www.mitht.ru/e-library

количество стекающей с тарелки на тарелку

жидкости, равно как и необходимый дополнительный

поток пара по колонне, определяется из соотношения

L D ПRc2 (t2 t ) , r2

где t2 – температура кипения флегмы; tф –

температура флегмы на входе в колонну; с2 – теплоемкость флегмы; r2 – теплота парообразования флегмы.

Угол наклона рабочей линии укрепляющей

колонны в этом случае будет определяться

соотношением

L L

(и,

следовательно, новым

D D

флегмовым числом R') вместо обычного

L

R

1

.

1

D

R 1

1

R

Поток жидкости в отгонной части складывается из потока флегмы в укрепляющей колонне и жидкой части исходной смеси.

3.4. Тепловой расчет ректификационной колонны

Целью теплового расчета колонны является

определение необходимых расходов греющего пара и охлаждающей воды на осуществление процесса.

При составлении теплового баланса колонны можно пользоваться как массовыми, так и мольными потоками, применяя, соответственно, массовые и мольные теплоемкости и теплосодержания (энтальпии) жидких и паровых потоков. По результирующему расходу теплоты определяется расход теплоносителя [1 – 3].

Начальная температура охлаждающей воды в

24

wдоп с помощью уравнения расхода вычисляют

диаметр колонны в соответствующих сечениях. По

большему диаметру колонны выбирают

нормализованный аппарат.

При большом различии в результатах расчёта диаметра укрепляющей и отгонной колонн их делают

разного диаметра.

3.12. Высота слоя насадки в ректификационной колонне

Эффективность насадочной колонны

оценивается либо числом теоретических тарелок nт, либо числом единиц переноса Sу. Общая высота слоя

насадки равна

Hнас = nт·hэ или Hнас = Sу· hу,

где hэ – высота насадки, эквивалентная теоретической тарелке, м; hу – высота слоя насадки, эквивалентная единице переноса, м.

Для ориентировочного расчета hэ часто используют формулу [4, с. 214]

H

нас

6

a

b

hэ

C 10

(3600 w

п )

d

H

0,33

ж

nT

к

нас

ж

,

где w – скорость пара в колонне, м/с; ρп и ρж – плотность пара и жидкости соответственно, кг/м3; dк –

диаметр колонны, м; α – коэффициент относительной летучести компонентов разделяемой смеси; μж–

динамическая вязкость жидкой фазы, Па·с.

Значения коэффициентов С и показателей

степени a и b для различных насадок приведены в табл. 4.

45

www.mitht.ru/e-library

делаются в местах расположения опорных балок и не

доводятся до края элементов опорной конструкции на

20 – 30 мм.

3.11. Диаметр насадочной ректификационной колонны

Расчет диаметра колонны и рабочей высоты слоя насадки следует начать с предварительной оценки возможного диаметра колонны при скорости пара 0,8 – 1,3 м/с и выбора размера

стандартизованной насадки, характеристики которой

приведены в [4, 8, 13].

Отметим, что имеется большое число насадок

различных типов, изготовленных из сеток и

перфорированного листового материала, обладающего низким гидравлическим сопротивлением и высокой эффективностью по сравнению с традиционными насадками в виде колец и сёдел [13] и [17, с. 295].

Рабочая (допустимая) скорость пара wдоп, м / с

обычно принимается равной 0,8 – 0,9 от скорости захлебывания wз, определяемой по формуле [3]:

w32 Fуд п ж0,16

L 1/4

п

1/8

A exp 4

,

3

g

ж

D

ж

где А = 0,249 при ректификации; – доля свободного объема (порозность) насадки, м3/м3; Fуд – удельная поверхность насадки м2/м3; μж – вязкость жидкости,

Па·с; L/D – отношение массовых или мольных потоков

жидкости и пара в рассматриваемом сечении. Скорость захлебывания следует вычислить для

верхнего и нижнего сечения колонны и в месте ввода питания.

По найденным допускаемым скоростям паров

44

конденсаторе–дефлегматоре, а также в

холодильниках для дистиллята и кубового продукта

должна быть принята равной температуре воздуха в

летнее время в месте строительства установки. Температуру воды, уходящей из теплообменников, принимают равной 35÷40 0С.

3.5. Диаметр тарельчатой колонны

Диаметр колонны dк определяется из уравнения расхода

V = fcwпр

по допускаемой скорости пара wпр в свободном сечении колонны fc. Формулы для расчета wпр

приведены ниже.

Для тарелок без переливных устройств

свободное сечение колонны fc fa dK2 /4. В этом

случае, зная объемный расход пара V и предельную скорость пара wпр в свободном сечении колонны, нетрудно найти её диаметр dк.

Для тарелок с переливными устройствами

свободное сечение нужно находить как разность

между полным сечением колонны fa dK2 /4 и

сечением переливных устройств (fпер), скорость

движения жидкости в которых (wпер) для обеспечения устойчивой работы колонны не должна превышать 0,1

– 0,2 м/с. Необходимость учета доли сечения колонны, занятой переливными устройствами,

особенно важна для колонн, работающих при

повышенных давлениях и при высоких объёмных

расходах жидкости. При этом порядок (алгоритм) расчёта следующий. Сначала рассчитывают диаметр колонны без учёта наличия переливных труб. По

рассчитанному значению dк выбирается по каталогу ближайший больший диаметр колонны (тарелки) и из

25

www.mitht.ru/e-library

каталога находят fпер. Зная, что fс = fа – fпер, находят

скорость пара w V и сравнивают её с допустимой fc

wпр, если w > wпр, то выбирают следующий (больший)

размер колоны.

В результате расчетов, выполняемых в проекте для верха и низа колонны, могут быть получены различающиеся результаты. Это различие

объясняется изменением объемного расхода пара по

колонне и различными допускаемыми скоростями пара для нижней и верхней частей колонны.

Объемный расход пара (м3/с) в верхнем сечении колонны при известном массовом потоке D

(кг/с) находится путем деления последнего на

плотность пара (кг/м3) в этом сечении колонны. Объемный расход пара Vн (м3/с) в нижнем

сечении колонны может быть рассчитан по

тепловому потоку в кипятильнике Qк (находится из

теплового баланса колонны) по формуле

V				QK		,
	H		r
					n0
		0

где r0 – теплота парообразования кубовой жидкости, кДж/кг; п,0 – плотность паров, образующихся при её кипении, кг/м3.

По согласованию с консультантом проекта принимается решение – конструировать колонну с

постоянным диаметром (приняв его равным большему требуемому диаметру), или с разными диаметрами в укрепляющей и исчерпывающей частях

колонны.

Ниже приведен принятый в химической и

нефтехимической промышленности нормальный ряд диаметров колонн (в м): 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4;

26

диаметре отверстий 4 – 5 мм составляет δ =(0,5 – 0,8) d0; при большем отверстии толщина не превышает 4

– 5 мм.

Конструктивно усовершенствованной является ситчатая тарелка с отбойными элементами из просечного листа. Свободное сечение полотна тарелки выбирают, исходя из исключения провала жидкости. Контакт фаз на этой тарелке осуществляется частично на тарелке, частично на

отбойниках, чем достигается сравнительно высокая

эффективность.

Дополнительные сведения по конструкции и

параметрам ситчатых тарелок приведены в [4, 13, 14,

17].

Решётчатые тарелки провального типа

Стандартные решётчатые тарелки применяются в колоннах диаметром от 400 мм при расстоянии между тарелками не менее 200 мм. Тарелки этого

типа не имеют специальных переливных устройств,

поэтому их конструкции и монтаж наиболее просты.

Производительность тарелок примерно в 1,8 – 2 раза

выше колпачковых, металлоемкость не превышает 40

– 50 кг / м2. Недостатками этих тарелок по сравнению

с колпачковыми является узкий диапазон устойчивой

работы и более низкий КПД.

Тарелки этого типа рекомендуются в случаях,

когда требуется относительно небольшое число

теоретических тарелок при малом колебании рабочих нагрузок.

Решётчатые тарелки провального типа для

колонн большого диаметра выполняются из отдельных секций и имеют свободное сечение от 10 до 30% при длине щелей от 60 до 120 мм, ширине щелей от 4 до 12 мм и шаге от 8 до 60 мм. Щели не

43

www.mitht.ru/e-library

длина слива жидкости около 0,7 диаметра колонны.

Металлоемкость колонны относительно невелика (55

– 90 кг / м2 площади тарелки). Эффективность

тарелки находится на одном уровне с колпачковыми капсульными тарелками, но производительность их на 20 – 30% выше.

Основные размеры и параметры тарелок из S– образных элементов приведены в [4, 13].

Клапанные тарелки

Тарелки этого типа применяется в колоннах диаметром 1000 мм и более при расстоянии между тарелками не менее 450 мм. Основными элементами тарелки являются клапаны круглой, треугольной или

прямоугольной формы, закрывающие в нерабочем

состоянии отверстия в основании тарелки. Конструктивно клапан выполнен так, что его подъем

ограничен.

Клапаны круглой формы обычно располагают в вершинах равностороннего треугольника при шаге t = 2d0.

По сравнению с S–образными тарелками,

клапанные позволяют повысить производительность

на 20 – 25% при сохранении высокой эффективности в широком диапазоне нагрузок по пару.

Дополнительные сведения по характеристикам тарелок этого типа приведены в [4, 13, 21, 31].

Ситчатые тарелки

Ситчатая тарелка представляет собой плоский

перфорированный лист с обычными переливными устройствами для жидкости. Тарелка снабжена регулируемой сливной планкой высотой 20–40 мм.

Диаметр отверстий d0 в тарелке равен 2 – 25 мм (чаще 5 – 8 мм) при шаге (2,5 – 5) d0; доля свободного сечения тарелки – от 2 до 15%. Толщина тарелки при

42

1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,6; 2,8; 3,0; 3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4,0;

4,5; 5,0; 6,0; 6,5; 7,0: 8,0; 9,0; 10,0.

Опыт эксплуатации промышленных колонн

показал, что предельные нагрузки колонн зависят от большого числа факторов (типа и конструкции тарелок, расстояния между тарелками, расходов фаз, физических свойств пара и жидкости и др.), что затрудняет обобщение экспериментальных данных для тарелок различных конструкций едиными

зависимостями, справедливыми в широком диапазоне

изменения влияющих параметров. В связи с этим в практике проектирования до сих пор пользуются

разными уравнениями или расчетными графиками,

справедливыми только в ограниченных условиях. Для расчета предельной скорости пара в

колоннах с переливными устройствами на тарелках наибольшее распространение получила зависимость Саудерса – Брауна [13]

	wnp 0,85 10 4 Cmax	ж n	,
		n

где ж и п – плотности, соответственно, жидкости и

пара в рассматриваемом сечении, кг/м3; Сmax – коэффициент, учитывающий влияние различных факторов (конструкция тарелки, расход жидкости и

другие). Значение Сmах определяется из формулы

Сmах = K1 С1 – K2 (λ – 35),

где	0,655 Lж		K1C1		ж n	, Lж – массовый
	ж		Dч
					n

расход жидкости, кг/час; Dч – объемный расход пара,

м3/час.

Коэффициенты K1 и K2 в зависимости от типа контактного устройства приведены в табл. 3.

27

www.mitht.ru/e-library

Таблица 3. Значения коэффициентов K1 и K2

	Тип тарелки	К1	К2
	Колпачковая	1,0	4,0
	Из S–образных элементов	1,0	4,0
	Клапанная	1,15	4,0
	Ситчатая	1,2	4,0
	Ситчатая с отбойными	1,4	4,0
	элементами

Зависимость величины С1 от расстояния между

тарелками практически линейна. В случае

колпачковых тарелок изменение расстояния между тарелками hт от 400 до 800 мм приводит к увеличению

С1 от 500 до 900 [4, 13]. О выборе расстояния между

тарелками – чуть ниже.

Предельная скорость пара в колпачковой и ситчатой колоннах может быть определена графически [8, с. 323] и [4, с. 180].

Практические рекомендации по определению допустимой скорости пара в колпачковых и ситчатых колоннах имеются также в [10, 14, 22, 24].

Так как выбор расстояния между тарелками

(раздел 3.6) зависит от диаметра колонны, то предельная скорость wпр должна быть определена методом последовательных приближений. Например, можно рекомендовать такую последовательность расчета: задаются ориентировочной скоростью пара в

колонне 1,0 – 1,5 м/с (в случае атмосферного давления в колонне) и по уравнению расхода

вычисляют сечение колонны fа, затем рассчитывают

диаметр колонны и подбирают [10, 14, 15, 16, 21] стандартизованный диаметр колонны, по которому (из таблицы раздела 3.6) выбирают расстояние между тарелками hТ. Далее вычисляют уточненное значение

28

составляет обычно 10 – 15% площади живого сечения

колонны (в колоннах, работающих под вакуумом — 20

– 25%).

При необходимости расчета элементов колпачка исходят из условия равенства скоростей пара во всех сечениях колпачка:

dп2	(d	п	2	o	)h	dKOΛ2	(dп 2 o )2	h	b n
4							4	пр

где dп – диаметр патрубка; dкол – диаметр колпачка; δ0

–толщина стенки парового патрубка; h – высота подъема колпачка над срезом парового патрубка; hпр

–высота прорези; b – ширина прорези колпачка; n – число прорезей колпачка.

Колпачковые тарелки с туннельными колпачками

Тарелки этого типа применяются в колоннах

диаметром от 1000 мм и более при расстоянии между

тарелками 450 мм и более. Уступая всем другим конструкциям тарелок по производительности и

эффективности, тарелки этого типа проще в монтаже

и ремонте. Основные размеры и ряд технологических

характеристик этих тарелок приведены в [4].

Тарелки из S–образных элементов

Тарелки этого типа изготовляются диаметром 1000 – 8000 мм, расстояние между тарелками от 400

до 500 мм. Тарелки собраны из элементов S–

образного профиля, высотой 70 мм и шириной 150 мм, при сборке которых образуются каналы для

прохода пара. Жидкость направляется паром в сторону слива, вследствие чего уменьшается градиент уровня жидкости на тарелке. Высота сливной планки на тарелке обычно равна высоте

колпачка. Свободное сечение составляет 11 –12%, рабочая площадь достигает 80% от сечения колонны,

41

www.mitht.ru/e-library

корпусе периферийным сальником с набивкой из

асбестового шнура.

В горизонтальном положении тарелки

диаметром до 1000 мм устанавливают с помощью трех регулировочных винтов, опирающихся на кронштейны, приваренные к корпусу. Тарелки диаметром 1200 – 1800 мм имеют опорное разъемное кольцо, прикрепляемое к корпусу колонны, на которое сверху крепится основание тарелки. Тарелки

большого диаметра снабжены опорными балками.

Рассматриваемые тарелки имеют круглые колпачки диаметром 80 или 100 мм. колпачки, как

правило, располагаются в вершинах равностороннего

треугольника, а ряды колпачков – перпендикулярно потоку жидкости. Расстояние между центрами колпачков, т.е. их шаг принимается обычно равным 1,3; 1,6; 1,9 от диаметра колпачка. Зазор между нижним срезом колпачка и основанием тарелки должен быть минимальным (0–10 мм).

Расстояние от колпачков до стенок корпуса колонны не должно превышать 40 мм. Минимальное расстояние между колпачками и сливной планкой

должно быть 80 – 100 мм. В тех местах, где колпачки отсутствуют, устанавливают перегородки высотой до

150 мм во избежание перетока жидкости без контакта

с паром.

Высота сливной планки принимается такой,

чтобы погружение верхней точки прорези колпачка

было не менее 12 мм.

Около сливной планки предусматриваются отверстия диаметром от 5 до 10 мм для дренажа

жидкости с тарелок при остановке колонны на ремонт или ревизию.

Суммарная площадь сечения паровых патрубков

40

диаметра колонны (с учетом доли сечения nep fпер , fa

занятого переливными устройствами) по уравнению

	dK2		fa
	4		(1 пер )

Последний необходимо сопоставить с принятым

стандартизованным. При необходимости – принять новое значение диаметра колонны.

Для клапанных тарелок предельная скорость пара wпр определяется по скорости пара в отверстиях w0, обеспечивающей поднятие клапана, с учетом

относительной площади прохода паров fOTB : fa

fOTB

wnp w0 fa , м/с,

где w0 определяется из формулы

w1,85 GKΛ 2g

0 S n .

Здесь Gкл – масса клапана, кг, S – площадь отверстия под клапаном, м2.

Для круглых клапанов (dкл = 50 мм) толщиной 2

мм его масса равна 0,03 кг; при этом диаметр отверстия dотв = 40 мм и S = 1,25×10–3 м2.

Коэффициент сопротивления может быть принят [10] равным 3.

Как и для других типов тарелок при расчете диаметра колонны рекомендуется метод последовательных приближений (величины fа и hт при этом уточняются [21]).

Для тарелок провального типа (без переливных

устройств) предельно–допустимая скорость пара,

29

www.mitht.ru/e-library

отнесенная к полному сечению, определяется по

уравнению

wnp2

n

ж

0,16

L

1/4

ж

1/8

lg

А 1,72

,

2

g d

э

ж

n

D

э

где А = 1 для решётчатых и дырчатых провальных

тарелок; А = 2 для трубчатых тарелок; dэ –

эквивалентный диаметр отверстий или щелей, м; п и

ж, – вязкость пара и жидкости, Па·с;		fOTB	– доля
		fa

свободного сечения тарелки, м2/м2; L, D – массовые

расходы жидкости и пара в колонне, кг/с.

3.6. Расстояние между тарелками

Для обеспечения нормальной работы колонны

должны быть исключены переброс жидкости с нижележащих на вышележащие тарелки, захлебывание переливного устройства и превышение допустимого значения (порядка 0,1 кг жидкости на 1 кг пара) брызгоуноса.

В литературе [4, 10, 11, 15, 16, 21] приведены рекомендации, позволяющие определить

оптимальное расстояние между тарелками.

Может быть также учтена следующая

рекомендация по зависимости между диаметром колонны и расстоянием между тарелками:

dк, м	0,8	0,8–1,6	1,6–2,0	2,0 – 2,4	2,4 – 3,0
hт, мм	200 –	350 –	450 –	500 –	600 –
	300	450	500	600	700

На практике величина hт чаще всего выбирается

впределах 400 – 600 мм.

3.7.Число теоретических тарелок

Расчет числа теоретических тарелок в

ректификационной колонне производится графически

30

быть рекомендован только при малых нагрузках по

жидкости и для слабо пенящихся жидкостей.

При использовании нормализованных тарелок

размеры переливного устройства проверяют по скорости жидкости в наиболее узкой части (сечение S1 на рис. 2) переливного устройства. Она должна находиться в пределах от 0,05 до 0,20 м/с. Если для выбранной конструкции тарелки скорость жидкости в переливном устройстве оказывается вне указанных

пределов, то необходимо выбрать тарелку с другим

переливным устройством.

Полное сопротивление тарельчатой колонны

определяется числом тарелок n в колонне

Pполн P n.

При значительном различии гидравлических условий работы тарелок (их сопротивлений) в укрепляющей и отгонной частях колонны целесообразно рассчитывать отдельно сопротивление укрепляющей и отгонной колонн

pполн pполнYKP pполнOTr pYKP nу pOTr n0

Найденную величину полного сопротивления колонны рполн необходимо учесть при расчете

температурного напора в кипятильнике колонны,

рабочее давление в котором будет равно рабочему давлению вверху колонны плюс рполн.

3.10. Характеристики конструкций тарелок и их основных элементов

Колпачковые тарелки с капсульными колпачками

Тарелки этого типа могут быть установлены в колоннах диаметром 400 мм и более при расстоянии между тарелками от 200 мм и выше. Тарелки могут иметь разборную и неразборную конструкцию;

тарелки неразборной конструкции уплотнены в

39

www.mitht.ru/e-library