Тарелки, насадки, распределители: что и где применяется в нефтепереработке

Колонное оборудование – ядро большинства установок для нефтегазоперерабатывающих предприятий, нефтехимических предприятий и т.п. именно в колоннах происходит основные процессы.

Одними из основных рабочих элементов колонного оборудования являются внутренние контактные устройства (ВКУ), они отвечают за организацию правильного тепломассообмена в аппаратах. Правильный выбор ВКУ обеспечит не только гарантированный выход продукта и его качество, но и позволит увеличить энергеэффективность установки в целом.

К основным типам ВКУ колонн относятся:

• тарелки;

• насадки.

Тарелки — это контактные устройства, представляющие собой плоский лист металла, с частично открытым (вырезанным) пространством. Именно за счет наличия частично открытого пространства на тарелки газы имеют возможность проходить вверх и контактировать с нисходящей жидкостью осуществляю процесс тепломассообмена.

Тарелки в свою очередь различаются по конструкции:

В зависимости от поточности тарелки разделяются на:

• 1-поточный

• 2-поточные

• 4-поточные

Также тарелки различаются по конструкции:

• ситчатые тарелки. Данный вид тарелок представляет из себя перфорированный лист с отверстиями различной формы.

• клапанные тарелки (с подвижными и неподвижными клапанами) Клапанный тарелки имеют подвижный или не подвижный элемент над областью перфорации;

• колпачковые тарелки. Колпачковые тарелки имеют на поверхности полотна специальные патрубок, который накрыт специальным элементом, похожим на колпачок.

• каскадные тарелки. Каскадные тарелки имеют сплошное полотно и, в основном, служат для плавного перелива жидкости.

Область применения тарельчатых контактных устройств:

• ректификация (атмосферная перегонка нефти; разделение смеси веществ в химической и нефтехимической промышленности);

• дистилляция (выделение веществ в химической, нефтехимической, пищевой и прочих видах промышленности.

Вторым типом основных контактных устройств являются насадки

Насадки – это контактный устройства, размещенные внутри колонного аппарата, создающие поверхность контакта между паром и жидкость.

Насадки подразделяются на:

• Насыпные. Насыпная насадка не имеет четкой структуры размещения в колонне, так как насыпается внутрь колонны хаотично.
• Структурные (регулярная). Такой тип насадки представляет из себя упорядоченные блоки, четко подобранные по размеру колонны.

Насадки так же нашли широкое применение в нефтяной, химической, пищевой, фармакологической промышленности и т.п.

Выбор типа контактного устройства всегда остается за проектировщиком или разработчиком процесса. От того насколько правильно подобран тип устройства зависит не только качество получаемой продукции, но также энергоемкость и безопасность. Ниже приведены базовые критерии выбора:

Сопротивление гидравлическое.

Каждый тип контактных устройств имеет свои значения сопротивления. Так у насыпной насадки эти показатели самые высокие, а у структурной насадки самые низкие. По этой причине в колоннах, где перепад давления особенно важен, как например в вакуумных колоннах, стараются применять именно регулярную насадку.

Загрязненность среды

Все контактные устройства обладают разной устойчивостью к загрязнениям. Самые стойкие к загрязнениям – тарелки, а наименее стойкая – структурна насадка. Именно поэтому для загрязненных сред чаще применяются тарелки. Если же применение тарелки невозможно, то стараются подобрать тип структурной насадки, который более легок в обслуживание, который можно легко отмыть при остановке на плановый ремонт.

Диапазон нагрузок

Большинство оборудования работает при изменяющихся нагрузках, именно по этой причине возможность работы колонны в большом диапазоне нагрузок так же играет важную роль. Самым большим диапазоном обладают тарелки, насадки по сравнению с тарелками имеют меньший диапазон нагрузок.

Обслуживание

Не одно предприятие не работает в безостановочном режиме, все предприятия рано или поздно останавливаются на плановые ремонты. В рамках ремонтов так же проверяют и при необходимости ремонтируют, моют внутренние устройства. Самыми простыми в обслуживание являются тарелки.

Для хорошей работы основных контактных устройств необходимы так называемые сопутствующие внутренние устройства.

К таким устройствам относится:

• Распределители;
• Коллектора;
• Опорные и прижимные решетки

Распределитель

Распределитель как правило устанавливаются над основным контактным устройством и обеспечивает хорошее распределение нисходящей жидкости по поверхности контакта.

Распределители бывают:

• Элементные;
• Канальные;
• Тарельчатые;
• Форсуночные;
• Желобчатые.

Подбор распределителя остается за производителем основных контактных устройств, так как зависит в основном от конструкции как устройств, так и колонны в целом. Вторым фактором выбора является диапазон требуемой работы.

Коллектор

Еще одним типом вспомогательным контактным устройством относится коллектор сбора жидкости и глухие тарелки. Они, как правило, располагаются под секцией насадочной колонны и служат для сбора жидкости, возможного частичного отвода продукта и/или перелива на нижележащую секцию.

Прижимные и опорные решетки

Так же конструктивными внутренними устройствами являются прижимные и опорные решетки. Опорные решетки устанавливаются под секцией насадки в колонне. Прижимные решетки устанавливаются над секцией насыпной насадки насадочной колонны.

Чаще всего выбор всех вспомогательных устройств остается за разработчиком основных контактных устройств колонны, так их выбор зависит от конструктивной особенности колонны.

Заключение

Правильно выбранные ВКУ для колонных аппаратов позволит обеспечить в первую очередь правильное ведение процесса, с максимальной экономической выгодой, энергоэффективность процесса, безопасность процесса.

Необходимо помнить, что выбор ВКУ начинается не с подбора типа контактного устройства самого, не с подбора материального исполнения, а с выбора надежной компании, которая имеет в своем штате не только высококвалифицированных инженеров, которые подберут тип устройств, выполнят грамотные чертежи, но так же собственное производство на территории РФ и профессиональную команду, которая выполнит весь цикл работ от подбора листового металла до упаковки и оформления сопроводительной документации.