что такое стриппинг колонна
Отпарная колонна
ОТПАРНАЯ КОЛОННА (а. stripping соlumn; н. Strippkolonne; ф. tour de traitement des fractions legeres; и. соlumna para separar volatiles de mezclas liquidos) — тепломассообменный аппарат для выделения из жидких смесей легколетучих примесей, например растворённых газов. Колонна работает следующим образом (рис.).
Сырьё подаётся в верхнюю часть колонны, снабжённой массообменными контактными устройствами — тарелками, на которых происходит его взаимодействие с поступающим снизу паром (образующимся в испарителе-кипятильнике или подаваемом извне). Освобождённая от примесей легколетучих компонентов жидкость (основной продукт) выводится снизу колонны, а сверху выводят примеси легколетучих компонентов, содержащих также потери основного продукта. Регулирование режима работы отпарной колонны осуществляют изменением количества тепла, расходуемого для образования пара.
В нефтяной и газовой промышленности отпарные колонны используют при стабилизации нефти и газового конденсата, а также при дегазации насыщенного абсорбента на маслоабсорбционных установках. При этом в качестве основных продуктов получают стабильную нефть, конденсат или регенерированный абсорбент. Главный недостаток технологии с использованием отпарных колонн — примеси с легколетучими примесями основного продукта. Например, при стабилизации газового конденсата с газами стабилизации (ГС) теряется заметное количество стабильной бензиновой фракции. Кроме того, в ГС переходит пропан-бутановая фракция (ПБФ), применяемая в качестве бытового сжиженного газа, а также заменителя бензина в автомобильных двигателях. Выделение ПБФ из ГС требует высоких энергозатрат. Использование ГС в качестве топливного газа осложнено наличием в них легко конденсирующих компонентов (бензиновая фракция), а компримирование их для подачи в магистральный газопровод весьма энергоёмко. Однако применение отпарной колонны иногда целесообразно при фракционировании азеотропных смесей, например при стабилизации газового конденсата, содержащего сероводород. В нефтяной и газовой промышленности отпарные колонны используют также на установках осушки при регенерации водных растворов гликолей.
ScandicEco
Промышленные и городские сточные воды, а также сточные воды из биогазовых установок очень часто содержат высокую концентрацию аммонийного азота. Очистка сточных вод от газов с помощью воздуха или пара является проверенной и давно зарекомендовавшей себя технологией.
Многие технологические установки на нефтеперегонных заводах (НПЗ) генерируют большое количество «кислой воды». Вода, собранная в процессе работы НПЗ, содержит большое количество Сероводорода H2S и Аммиака NH3. Данный раствор может быть подвержен гидролизу с последующим выделением Сероводорода H2S и Аммиака NH3.
Для решения проблемы по удалению аммиака из сточных вод, предлагается комплекты производительного и экономичного оборудования.
В комплект готового решения предлагаемый компанией СкандиЭко входит все, начиная от химических реагентов и заканчивая емкостями для хранения загрязненной воды. При создании сложных систем, включая предварительную обработку, возможно полное ведение проекта от проектирования до запуска в эксплуатацию.
Процесс подготовки
Предварительная обработка аммиака происходит только в растворе каустической соды. С помощью добавления гидроксида натрия (NAOH) или извести вес водорода (рН) повышается, и аммиак может быть выделен.
Использование гидроксида натрия (NAOH) позволяет упростить конструкцию оборудования и облегчить техническое обслуживание. Тем не менее, при использовании гидроксида натрия (NAOH) значительно увеличиваются эксплуатационные расходы.
Использование извести значительно дешевле в части эксплуатационных расходов, нежели гидроксид натрия (NAOH), но процесс подщелачивания более медленный и требует дополнительного оборудования. Регулирование веса водорода (рН) достигается путем постоянного перемешивания внутри ёмкости специальным миксером (мешалкой). Во время этой операции происходит флокуляция (образование нерастворимых неорганических компонентов, таких как: карбонаты, фосфаты, сульфаты). Эти нерастворимые хлопья (флокулы) проходят через весь процесс очистки вместе с водой, оседая после выделения аммиака в специальных отстойниках.
Процесс отделения аммиака от воды
Сам процесс разделения происходит в одной из колонн для удаления газа. Поток загрязненной воды втекает сверху и стекает по колонне вниз. Навстречу стекающему потоку поднимается горячий воздух или пар, в процессе взаимодействия отделяя аммиак от воды.
Аммиак и сопутствующие газы выходят через верх колонны, а очищенная вода стекает в отстойник. Ниже приведены основные параметры по которым определяется состав комплекта оборудования и необходимость в использовании горячего воздуха или пара при процессе очистки воды. Условия:
1) Условия местности;
2) Температура сточных вод;
3) Содержание аммиака в воде;
4) Наличие источников электроэнергии;
5) Экономическое удобство при очистке с условием сохранения максимальной производительности и эффективности.
Использование воздуха вместо пара, несомненно, приводит к уменьшению эксплуатационных расходов (отсутствие необходимости нагрева жидкости для создания потока пара и охлаждения очищенной воды).
Обработка извлеченного из воды газа
Существует несколько вариантов использования извлеченного аммиака, в том числе повторное создание аммиачной воды, абсорбция и сжигание. Использование пара позволяет отделить газ, который будет сконцентрирован в верхней части стриппер (stripper) колонны. Этот процесс более энергоемкий, но в результате не остается никаких осадков, на выходе только газ и очищенная вода.
Экономически пригодным является продукт – вода с содержанием аммиака не более 20%. Эту воду можно использовать повторно в качестве DeNOx единиц. В процессе воздушной отгонки аммиака образуются сопутствующие газы, которые сжигаются или абсорбируются с помощью кислотного способа очистки.
На этапе очистки конденсата скуберов вентури аммиак поглощается серной кислотой. Конечный продукт очистки представляет собой концентрированный солевой раствор, который чаще всего используется в качестве жидких удобрений.
Отпарная колонна
Литература : Багатуров C. A., Oсновы теории и расчёта перегонки и ректификации, 3 изд., M., 1974.
A. B. Фролов.
Полезное
Смотреть что такое «Отпарная колонна» в других словарях:
отпарная колонна — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN hog stillstripping column … Справочник технического переводчика
отпарная колонна — отпарная вспомогательная колонна … Cловарь химических синонимов I
отпарная колонна установки для реформинга лигроина — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN naphtha reformer stripper … Справочник технического переводчика
боковая отпарная колонна — выводная отпарная колонна выносная отпарная колонна — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы выводная отпарная колоннавыносная отпарная колонна EN side… … Справочник технического переводчика
отпарная вспомогательная колонна — отпарная колонна … Cловарь химических синонимов I
колонна для отгонки лёгких фракций — отпарная колонна — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы отпарная колонна EN topping tower … Справочник технического переводчика
Нефтеперерабатывающий завод — (Oil Refinery) НПЗ это промышленное предприятие перерабатывающее нефть Нефтеперерабатывающий завод промышленное предприятие по переработке нефти и нефтепродуктов Содержание >>>>>>>>>>> … Энциклопедия инвестора
КАМЕННОУГOЛЬНАЯ СМОЛА — (кам. уг. деготь), вязкая черная жидкость с характерным фенольным запахом; продукт коксования каменных углей (выход 3,5% от массы угольной шихты). Термодинамически неустойчивая дисперсная система олигомеров, индивидуальных в в, их ассоциатов и… … Химическая энциклопедия
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Стриппинг-секция
Боковым погоном с 42 тарелки доотбира-ют фракции дизельного топлива ( поток 2), которые смешиваются с основным потоком ( поток 1) летнего дизельного топлива. Потоки циркулирующих орошений выводятся с 15, 25, 35 тарелок и вводятся на 14, 24 и 34 тарелки соответственно. В низ колонны и стриппинг-секций на отпарку подается водяной пар. [36]
Первоначально потоки выводили через стриппинг-секции, в нижнюю часть которых подавали пар, а отпаренные фракции вместе с ним возвращали в колонну. После изменения схемы пары из стриппинг-секции выводят в конденсатор-холодильник, а затем возвращают в колонну вместе с циркуляционным орошением. Снижение в результате этого давления в основной и отпар-ной колоннах позволяет исключить подачу пара в стриппинг-секции и сократить подачу острого орошения в основную колонну. [40]
Сложная колонна с боковой стриппинг-секцией представляет собой один из распространенных типов ректификационных установок. Общая методика расчета таких установок приведена в следующей главе. Отличительная особенность описываемой методики заключается в том, что в отношении сходимости расчета ректификационная установка ( колонна и стриппинг-секция ) рассматривается как единая система. Новый подход основан на уравнениях, описывающих работу колонны с одним вводом питания, одним отбором и стрип-линг-секцией. [41]
В случае последовательно-параллельного объединения колонн в единую технологическую схему разделения анализа полученной системы может быть проведен путем последовательного расчета каждой из колонн в отдельности, для чего может быть использован любой метод расчета колонн многокомпонентной ректификации, обладающий достаточной скоростью сходимости. Иначе обстоит дело в случае моделирования сложных комплексов колонн, в которых каждая из колонн должна рассматриваться во взаимосвязи с другими. Раздельный расчет каждой из колонн, составляющих сложный комплекс, при этом связи с необходимостью последующего уточнения величин и составов потоков, объединяющих колонны, что с одной стороны, возможно лишь для относительно несложных комплексов, какими, например, являются колонны с одной стриппинг-секцией [202, 130], а с другой стороны, даже в этом относительно простом случае для получения решения требуется очень большой объем вычислений. Поэтому наиболее перспективным следует считать разработку таких методов моделирования сложных комплексов колонн, которые основаны на совместном расчете всех колонн, составляющих комплекс. Сложность одновременного расчета всех колонн комплекса определяется двумя основными причинами. [45]
Отпарные колонны их классификация и принцип работы
Назначение
Отпарная колонна – тепломассообменный аппарат для выделения из жидких смесей легколетучих примесей, например, растворенных газов.
Отпарные колонны широко применяют:
Принцип работы
Принцип работы отпарной колонны можно рассмотреть на примере отпарной колонны блока гидроочистки. В качестве сырья выступает нестабильный гидрогенизат после РБ гидроочистки, прошедший сепаратор для удаления ВСГ из газопродуктовой смеси.
Отпарная колонна блока гидроочистки
Нестабильный гидрогенизат проходит через межтрубное пространство теплообменника Т‑1, нагреваясь за счет тепла выводимого кубового продукта. Нагретое сырье поступает в качестве питания в колонну К-1. В колонне используются тарелки клапанного типа.
Для подвода необходимого количества тепла в колонну используется печь П-1. Часть продукта с куба колонны параллельными потоками подается в печь, где нагревается за счет сжигания жидкого или газообразного топлива.
На выходе из печи потоки объединяются и поступают в колонну. Кубовым продуктом колонны К-1 является стабильный гидрогенизат, который под давлением выводится из колонны и поступает на дальнейшую переработку в зависимости от типа установки.
Балансовое количество стабильного гидрогенизата из куба колонны поступает в трубное пространство теплообменника Т-1, где отдает свое тепло нестабильному гидрогенизату – сырью отпарной колонны.
С верха отпарной колонны К-1 выводится верхний продукт – пары углеводородов, воды, аммиак, водород и сероводород. После охлаждения и конденсации в воздушном холодильнике-конденсаторе ХВ-1 и водяном холодильнике Х-1 верхний продукт поступает в емкость орошения Е-1.
В емкости орошения отпарной колонны происходит отделение углеводородного газа от жидкой фазы, разделение жидкой фазы на углеводородную фазу (сжиженный углеводородный газ или головная фракция) и кислую воду. Часть сжиженного газа из емкости Е-1 насосом Н-2 подается в качестве орошения в отпарную колонну К-1. Балансовое количество СУГ с нагнетания насоса Н-2 выводится с установки и направляется на установку газофракционирования. Газ из емкости Е-1 выводится на установку сероочистки.
Чертеж
Аппарат представляет собой ректификационную колонну, состоящую из цилиндрических обечаек диаметром 1,4 и 2,2 м, соединенных конусным переходом. Внутри колонны установлены 34 клапанные тарелки. СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖ.
В верхней части колонны ввиду низких паровых и жидкостных нагрузок устанавливаются однопоточные тарелки (19-34), в нижней части колонны, ниже тарелки питания, установлены двухпоточные тарелки (1-18). Расстояние между тарелками составляет порядка 500-800 мм.
Выбор поточности тарелок позволяет адаптировать паровые и жидкостные нагрузки внутри колонны. Кроме того, чем выше поточность тарелок, тем меньше может быть диаметр колонны. Чем меньше диаметр колонны, тем меньше металла необходимо потратить на ее изготовление. В особенности, если речь идет о легированных сталях, экономия капитальных затрат может быть весьма существенной.
Питание в колонну подается через жидкостной распределитель для более равномерного распределения жидкости по тарелке.
На верхнюю тарелку колонны подается холодное орошение (флегма) из емкости орошения для создания противотока парам, поднимающимся из нижней части колонны и для улучшения качества разделения. Тарелки в отпарной колонне обеспечивают тесный контакт между парами нефтепродуктов, поднимающимися вверх по колонне, и жидкими нефтепродуктами, стекающими вниз.
По высоте колонны присутствуют люки-лазы для проведения работ во время плановых ремонтов.
Расчетное давление в рабочих условиях для каждого расчетного сечения и пробное давление, измеряемое в верхней части колонны – по ГОСТ 14249-80.
Расчетную температуру для каждого элемента колонного аппарата следует определять по ГОСТ 14249-80.
Классификация
Отпарные колонны в зависимости от области их применения, могут отличаться как технологическим оформлением, так и контактными устройствами.
В промышленности потоки жидкости и пара в отпарной колонне могут иметь потоки:
Тип контактных устройств
По типу контактных устройств колонны можно разделить на следующие категории:
Отпарка чаще всего осуществляется в тарельчатых и насадочных колоннах и реже в колоннах с распылителями, пузырьковых колоннах и центробежных экстракторах.
Тарельчатые колонны представляют собой вертикальный аппарат, в котором жидкая фаза стекает сверху вниз по колонне и выводится снизу. Паровая фаза входит в нижнюю часть колонны и выходит из ее верхней части. Внутри колонны находятся тарелки. Жидкая фаза движется горизонтально по тарелке и стекает вниз, в то время как пар поднимается вверх через отверстия в тарелках. Назначение тарелок – увеличить площадь контакта между жидкой и паровой фазами.
Насадочные колонны схожи с тарельчатыми колоннами в том, что потоки жидкости и пара входят в колонну и выходят из нее таким же образом. Различие состоит в том, что насадочные колонны не имеют тарелок. Однако, насадка используется для увеличения площади контакта паровой и жидкой фазы. Существует много разных типов насадок, и у каждого есть свои преимущества и недостатки.
Технологическое оформление («острый пар»)
По типу технологического оформления существуют следующие типы отпарных колонн:
При фракционировании нефти и нефтяных остатков получают большое число дистиллятов. Для такого разделения применяют многоколонную систему. Сложные колонны АВТ подразделяются на следующие виды: вакуумные колонны, отпарные колонны. В отпарных колоннах происходит отпарка легких фракций водяным паром. Конструктивно отпарные колонны могут быть размещены внутри ректификационных колонн либо в виде самостоятельных колонок.
Выносные отпарные колонны бывают односекционные и многосекционные. Боковой отгон перетекает на верхнюю тарелку соответствующей отпарной. В зависимости от требуемой четкости погоноразделения выносные колонны имеют от 4 до 8 тарелок. Боковые погоны извлекаются с «глухих» тарелок в основной колонне. Каждый поток обычно комплектуется соответствующим насосом. При извлечении из колонны продукт находится в равновесии с паром, поднимающимся через отверстия в клапанах тарелки. Следовательно, жидкий продукт будет содержать часть легких углеводородов, которые будут влиять на требуемые свойства продукта, такие как температура вспышки и его дистилляция по ASTM. Чтобы исправить это, боковой погон отпаривается паром в отдельной тарельчатой отпарной колонне. Такое расположение показано на рисунке.
Схема работы боковой отпарной колонны типа «стриппинг»
Подобные отпарные колонны широко применяются на установках АВТ, каталитического крекинга при выделении в ректификационной колонне фракций керосина, дизельного топлива.
Рабочее давление отпарной колонны может влиять на эффективность и надежность работы колонны. При более низких рабочих давлениях достигается большая летучесть и более низкие рабочие температуры. Струйные колонны, работающие в вакууме, могут быть дорогостоящими, но высокоэффективными; они позволяют использовать пластиковые внутренние устройства для борьбы с воздействием агрессивных систем. Эксплуатация колонны при атмосферном давлении или вблизи него приводит к повышению летучести и снижению рабочих температур без дополнительных затрат на вакуумную систему. При более высоких рабочих давлениях растворимость растворенного вещества увеличивается, и разделение становится более трудным для выполнения. Кроме того, при более высоких давлениях требуется большее количество пара, подаваемого в колонну, чтобы произошло такое же разделение.
Также, подача острого водяного пара в куб отпарной колонны широко применяется при очистке сточных вод от органических соединений.
Такие колонны применяются в нефтепереработке для удаления полученного в результате процесса гидроочистки аммиака, сероводорода, воды и других соединений, являющихся каталитическими ядами для различных катализаторов.
Также отпарные колонны применяются для извлечения из насыщенного абсорбента поглощенных газов в процессах абсорбции. Именно поэтому процесс отпарки очень часто называют процессом «десорбции».
По способу подвода и отвода тепла
Отпарные колонны могут отличаться друг от друга способом подвода тепла в нижнюю часть колонны. Это могут быть варианты организации нагрева через ребойлер, ребойлерную печь, с подачей «острого» пара в куб колонны.
Для соблюдения теплового баланса колонны необходим отвод тепла из верхней части колонны. И здесь также существуют различные варианты. Существуют схемы с конденсацией паров и подачей орошения на верхнюю тарелку колонны, как, в описываемой схеме колонны блока гидроочистки. Для отпарных колонн типа «стриппинг», конденсация паров не предусматривается, пары с верха колонны направляются в основную ректификационную колонну.