2.6. Вакуумная перегонка мазута в насадочных колоннах

2.6.1. Общие сведения

Проблема интенсификации работы ректификационных колонн существовала всегда и, надо полагать, будет существовать, поскольку меняется сырье, производительность установок и решаемые задачи.

Ранее реконструкция колонного оборудования сводилась к замене устаревших тарелок на новые, более совершенные. Но со временем ужесточаются требования к качеству получаемых продуктов, возрастает интерес к новым конструкциям ректификационных колонн [43].

В последние годы в мировой нефтепереработке все более широкое распространение при вакуумной перегонке мазута получают насадочные контактные устройства регулярного типа, обладающие, по сравнению с тарельчатыми, наиболее важным преимуществом – весьма низким гидравлическим сопротивлением на единицу теоретической тарелки. Это достоинство регулярных насадок позволяет конструировать вакуумные ректификационные колонны, способные обеспечить либо более глубокий отбор газойлевых (масляных) фракций с температурой конца кипения вплоть до 600 ^оС, либо при заданной глубине отбора существенно повысить четкость фракционирования масляных дистиллятов [10].

Применяемые в настоящее время высокопроизводительные вакуумные колонны с регулярными насадками по способу организации относительного движения контактирующих потоков жидкости и пара можно подразделить на следующие два типа: противоточные и перекрестно-точные [10].

В насадочных контактных устройствах, в отличие от тарельчатых, процесс тепло-, массообмена осуществляется не за счет организации интенсивного перемешивания взаимодействующих фаз, а за счет увеличения поверхности границы раздела фаз. Для этого используются пористые, сетчатые материалы или просечно-вытяжные листы из нержавеющей стали. Главное, создать большую удельную поверхность. Например, у насадки Зульцер в 1 м³ объема площадь контакта (общая поверхность насадки) достигает порядка 400–500 м² [44].

В регулярных насадках элементы распологаются в определенном геометрическом порядке и, тем самым они создают упорядоченные каналы для прохода паров [25], но по мере стекания по насадке жидкость потоком пара оттесняется от центра колонны к ее стенкам, что приводит к снижению эффективности насадки, поэтому между слоями жидкость перераспределяют с помощью специальных устройств [29].

К насадкам предъявляются следующие требования:

• большая удельная поверхность;

• хорошая смачиваемость жидкостью;

• малое гидравлическое сопротивление;

• равномерность распределения жидких и газовых потоков;

• высокие химическая стойкость и механическая прочность;

• низкая стоимость.

Наиболее привлекательные характеристики новых насадочных колонн:

• малый перепад давления, то есть минимальное гидравлическое сопротивление на одну теоретическую тарелку 133,3–266,6 Па или 1–2 мм рт. ст.;

• широкий диапазон устойчивой работы;

• увеличение КПД [37].

• из-за низкого гидравлического сопротивления регулярных насадок в вакуумную колонну можно «вместить» в 3–5 раз больше теоретических тарелок, а это позволяет осуществлять процесс с пониженной температурой нагрева или без подачи водяного пара [10].