 |
|
Обзор существующих конструкций сепарационных устройств
Технико-экономическое обоснование проекта
Реконструкция ректификационной колонны поз. К-5
Колонна поз. К-5 предназначенная для выделения МТБЭ из реакционной смеси. Реакционная смесь в поз. К-5 подаётся по трём штуцерам в районе тарелок № 16 ÷ 19. Из верхней части колонны выходят пары отработанной ББФ и метанола, в куб колонны и в кипятильник поз. П-5 стекает МТБЭ. В кипятильнике МТБЭ нагревается водяным паром для испарения остатков отработанной ББФ и метанола. Из нижней части кипятильника поз. П-5 осуществляется непрерывный отбор готовой продукции – МТБЭ.
При существующей схеме разделения МТБЭ от реакционной смеси на повышенной нагрузке (8-10м³/ч по ББФ) происходит унос МТБЭ из колонны поз. К-5, что приводит потерям МТБЭ и превышению норм содержания МТБЭ в отработанном ББФ (более 0,1 %).
Суть проекта заключается в добавлении на выходе в колонне поз. К-5 каплеотбойника, для обеспечения минимального увлечения МТБЭ парами смеси метанола и ББФ при увеличенной нагрузке.
Обзор существующих конструкций сепарационных устройств
Пластинчатый коагулятор
Пластинчатые коагуляторы (рисунок 1.1) применяются в жидкостной секции сепаратора для повышения эффективности разделения жидкости/жидкости.
Рисунок 1.1 - Пластинчатый коагулятор
Принцип работы пластинчатого коагулятора основан на том факте, что поток, проходящий через пластины, расположенные на малом расстоянии друг от друга, будет ламинарным, а поскольку расстояние, которое дисперсным фазам необходимо пройти до границы раздела фаз, оказывается гораздо меньшим, появляется возможность отделять капли меньшего размера.
Циклонный каплеотбойник
Циклонный каплеотбойник (рисунок 1.2) является осевым сепарационным устройством, cочетающим в себе высокую степень каплеулавливания, простоту установки и низкую степень засоряемости. Циклоны могут использоваться, как для вертикальных, так и для горизонтальных сосудов.
Частицы входят в циклон с потоком газа через оптимизированный спиральный элемент, где движение газа постепенно трансформируется во вращательное. Под воздействием центробежных сил частицы направляются на стенки циклона обтекаемой формы, где и происходит их отделение.
Рисунок 1.2 - Циклонный каплеотбойник
Запатентованная конструкция предоставляет новые возможности, такие как предварительная сепарация в спиральном элементе, оптимальные гидродинамические воронки, предотвращающие образование рециркуляции потока в центре циклона и возможность вторичной сепарации, которая происходит в дренажной камере, а также устранение проблемы уноса жидкости из дренажной камеры обратно в циклон.
Помимо процесса отделения мелких капель циклонный каплеотбойник предназначен для устранения образования пены на оборудовании, находящемся ниже по потоку. При этом расходы на дорогостоящие антипенные химреагенты могут быть сокращены на 50-100 %. Каплеотбойник эффективно решает проблему переноса жидкости, связанную с вторичным образованием пены, что гарантирует защиту оборудования, установленного ниже по потоку, например, компрессора.
Каплеотбойники для обеспечения минимального увлечения жидкости
Каплеотбойники (рисунки 1.3 и 1.4) устанавливаются в верхней части колонны или совместно со сборной тарелкой между двумя насадочными рамами. Каплеотбойники отделяют капли жидкости от струи газа, таким образом, сокращается возможность попадания каплей на выпуске из колонны и/или увлеченной жидкости с одной технологической ступени в другую.
Рисунок 1.3 - Рисунок 1.4 -Лопастной Сетчатый
каплеотбойник каплеотбойник
Отделение капель в каплеотбойниках достигается благодаря механической инерции. Поэтому эффективность удаления капель склоняется к диаметру капли.
Между сетчатыми каплеотбойниками и каплеотбойниками с поверхностным воздействием (в основном лопастного типа) существует разница. Там где устанавливаются сетчатые каплеотбойники, сращивание каплей между собой приводит к увеличению их размеров, тем самым, обеспечивая выход жидкости из каплеотбойника. Каплеотбойники такого типа рекомендуются особенно для систем исключающих возможное накопление твердых частиц.
В каплеотбойниках лопастного типа газ отражается несколько раз, и капли жидкости ударяются о поверхности воздействия, с которых они потом стекают вниз.
Образование твердых веществ можно избежать, установив форсунки над каплеотбойником.