Содержание

Примечание

Вступление. Нефть представляет собой взаиморастворимую смесь бензиновой, лигроиновой, керосиновой, масляных фракций и многих других веществ. Для того чтобы получить товарный продукт требуемой чистоты, необходимо разделить раствор на составляющие его части (компоненты). Наиболее распространенным и совершенным способом разделения растворов является ректификация.

Вопрос первый. Принцип ректификации растворов.

Ректификация представляет собой один из способов перегонки растворов. Жидкие смеси в своем составе имеют жидкости с различной температурой кипения.

Температура кипения растворов меняется в зависимости от их составов. Одни из составляющих их жидкостей закипают при низких температурах (низкокипящие), другие при более высоких температурах (высококипящие).

В процессе испарения из жидкой смеси выделяется низкокипящий компонент с примесью высококипящего, а в процессе частичной конденсации из паров выделяется высококипящий компонент с некоторой примесью низкокипящего; оба этих процесса действующих одновременно, способствуют разделению смеси.

Сущность процесса ректификации заключается в многократном повторении частичного испарения жидкой смеси и неполной конденсации ее паров.

Аппараты в которых происходит этот процесс называются ректификационными колоннами.

Вывод по первому вопросу. Сущность процесса ректификации основывается на многократном повторении испарения жидкой смеси и неполной конденсации ее паров.

Второй вопрос. Устройство и работа ректификационных колонн.

Ректификационные колонны устроены так, что движущаяся в верх по колонне струя пара соприкасается на тарелках со стекающей вниз флегмой (жидкость получающаяся при неполной конденсации пара). При этом поднимающиеся в верх пары частично конденсируются и обогащаются низкокипящим компонентом. За счет теплоты конденсации флегма кипит образуя пары, также обогащенные низкокипящим компонентом. Таким образом пройдя всю колонну паровая фаза очищается от высококипящей жидкости, а жидкая фаза от низкокипящей жидкости. Основная задача при устройстве колонн заключается в том, что бы достичь более полного соприкосновения пара с флегмой.

Колонны с колпачковыми тарелками представляют собой вертикальный металлический цилиндр, состоящий из отдельных ярусов (царг). Внутренняя часть колонны разделена горизонтальными тарелками. В них имеются отверстия с невысокими патрубками прикрытые колпачками. В нижней края колпачков имеют зубцы или узкие вертикальные щели. Для стока флегмы служат переливные трубы. Паровая фаза проходит сквозь слой жидкости на каждой тарелке. При этом пар забирает у флегмы более летучую составляющую и отдавая ей менее летучую часть. Особенностью этих колонн является трудность опорожнения их тарелок от флегмы.

Колонны с насадками представляют собой вертикальный металлический цилиндр на внутренних полах которого находится инертный материал (насадка). Насадка не дает возможности пару и жидкости образовывать самостоятельные потоки. Пар поднимаясь из нижней части колонны навстречу стекающей жидкости, обменивается с ней компонентами. Подогрев низа колонны осуществляется острым водяным паром, встроенным кипятильником, выносными кожухотрубными подогревателями или трубчатыми печами, через которые прокачивается жидкость из низа колонн. Верх колонн орошается. Колонны с насадками можно сравнительно легко опорожнять, промывать и продувать.

В ректификационных установках непрерывного действия начальную смесь подают в подогреватель, где нагревают до температуры кипения. Нагретая смесь поступает в ректификационную колонну. Летучая фракция из верхней части колонны поступает в дефлегматор и далее в сепаратор, где разделяется на флегму и не сконденсировавшийся пар. Флегма подается в колонну, а пар в конденсатор-холодильник на полную конденсацию и охлаждение ректификата. Высококипящую фракцию из нижней части колонны отводят в сборник остатка.

При разделении многокомпонентных смесей на три и более фракций применяют несколько последовательно работающих простых колонн, сложные колонны или сочетание простых и сложных колонн.

Вывод по второму вопросу. В зависимости от сложности ректификационных установок многокомпонентные смеси разделяются на составляющие.

Вопрос третий. Пожарная опасность и противопожарные требования к ректификационным колоннам.

Пожарная опасность ректификационных колонн характеризуется пожароопасными свойствами обращающихся в них веществ, большим количеством нагретых легкогорючих и горючих жидкостей, а так же их паров.

Пожарная опасность характеризуется:

1.  Большим количеством ЛВЖ и ГЖ, паров в колонне.

Так, например, в колоннах средней производительности на тарелках и в нижней части колонны одновременно находится 15- 20 тонн ЛВЖ и ГЖ. Через сечение колонны проходит за 1 час до 60 тонн пара и около 20-40 тонн флегмы.

2. Возможность образования ВОС внутри ректификационной колонны:

-  ВОС при нормальной работе не образуется, т. к. окислитель отсутствует ( ректификационная колонна работает под давлением )

-  образование ВОС возможно в момент пуска и остановки.

3. Возможность выхода горючих веществ наружу обуславливается наличием большого количества аппаратов с ЛВЖ, ГЖ технологически связанных с РК.

Основные причины выхода горючих веществ наружу:

1.  Химический износ материала корпуса колонны.

2.  Образование больших избыточных давлений.

3.  Температурные напряжения.

4.  Динамические нагрузки.

Химическому износу ( коррозии ) подвергается в основном внутренняя поверхность колонны, патрубки, колпачки. Этому способствует наличие серы и сернистых соединений, повышенная температура и непрерывное движение продукта.

Причины повышения давления:

-  нарушение материального баланса ;

-  нарушение теплового баланса ;

-  нарушение процесса конденсации паровой фазы ;

-  отсутствие или неисправность приборов контроля и регулирования ;

-  возможные отложения в переливных трубах тарелок, на сетчатых тарелках.

Температурные напряжения имеют место в следующих случаях :

-  при разных изменениях температуры ;

-  при отсутствии на трубопроводах температурных компенсаторов ;

-  при наличии участков с разрушенной теплоизоляцией ;

-  при непосредственном воздействии открытого пламени или тепла, передаваемого излучением.

Динамические нагрузки возникают :

-  от вибрации при недостаточно жестком креплении колонны к фундаменту и слабом креплении трубопроводов ( вибрацию вызывает ветер, машины, пульсация ) ;

-  в результате гидравлических ударов.

4.  Возможные источники зажигания.

1.  Самовозгорание сернистых отложений на стенках колонны.

2.  Открытый огонь при ремонте.

3.  трубчатые печи.

4.  Разряды статического и атмосферного электричества.

5.  Искры при ударах.

6.  Неисправность электрооборудования.

7.  Высоко нагретые конструктивные элементы аппаратов и трубопроводов.

5.  Пути развития возникшего пожара.

1.  Наличие разлившейся горючей жидкости.

2.  Наличие паро-воздушной смеси в атмосфере.

3.  Наличие ВОС в технологических линиях и аппаратах, связанных с РК.

4.  По промышленной канализации.

Противопожарная защита.

Руководящие документы :

1.  ВУПП – 88

2.  ВНЭ 5 – 79

3.  ППБ – 79

1.  Требования к размещению.

ВУПП – 88 табл. 2,5.

-  должны быть противопожарные разрывы до соседних зданий и сооружений.

2.  Требование к оборудованию.

ВУПП – 88 п. 6.35.

-  предел огнестойкости «юбки» РК должен быть не менее 2 часов.

ППБ - 79 п. 3. 4. 2.

-  должны быть автоматические регуляторы давления и температуры.

ППП – 79 п. 3. 1. 1.

-  должна быть система продувки паром или инертным газом при пуске или остановке.

ППБ – 79 п. 2. 6. 3.

-  РК должна быть заземлена.

3.  Требования к пожарному водопроводу.

ВУПП – 88 п. 8. 26.

-  РК на высоту до 30 м. защищаются лафетными стволами, при высоте РК более 30 м. защита комбинированная до 30 м. – лафетные стволы, выше 30 м. – стационарными установками орошения.

ВУПП – 88 п. 8.15.

-  РК высотой 10 м. и более должны быть оборудованы стояками сухотрубами диаметром не менее 110 мм. не менее двух.

ВУПП – 88 п. 8. 44.

-  РК оборудуются полу стационарными системами пожаротушения, стояки диаметром не менее 40 мм. с давлением пара 6 атмосфер и переносные шланги диаметром не менее 20 мм.

Вывод по третьему вопросу: т. о. перечисленные противопожарные мероприятия при устройстве и эксплуатации РК направлены на обеспечение пожарной безопасности их.

Объяснительно-иллюстративный

рассказ-беседа.

Использовать макет ректификационной колонны.

Под запись