Сравнение насадок для ректификационных колонн

СПН «тройка»

Существует множество модификаций этой насадки. Программа, которая помогает мне рассчитать начальные параметры упаковки (длина грани, кривизна грани призмы, длина сегмента, натяжение, расстояние между витками и смещение между витками,…) значительно упростила получение оптимального наполнитель для колонн с разными параметрами.
Я впервые заметил очень существенное изменение параметров сопла, в основном связанное с длиной сегмента. Чтобы увидеть собственными глазами, он разлил их в стеклянные цилиндры и соответственно избил.

Насадка с длинными сегментами (1,5-2 длины диаметра) укладывалась более ровно по горизонтали и давала очень хорошее ДНО! сопротивление, особенно если оно очень «мягкое» (с большим переходом от смены к смене). Но на практике такая упаковка лучше всего подходит не для разделения, как основы, а для усиления и скорости сортировки. Обнаружен оптимальный рак разветвленной насадки: длина сегмента была в пределах диаметра самого СПН, а то и меньше.

Насадка с отрезком, равным диаметру насадки, «мягкая». Он зарекомендовал себя как хорошее SPN как по скорости, так и по разделению. Один из его недостатков — большие заусенцы головок и стабилизация колонны после смены режима работы.

Насадка со средним и малым углом среза (УСВ). Такая насадка, прежде всего, заняла основное место в производстве и экспериментах над ней. И я не ошибся. Было обнаружено, что разделение SPN с малыми и средними УСВ превосходит разделение SPN с большими УСВ. Чтобы не беспокоиться о цифрах по количеству тарелок, режимам работы и так далее, добавлю: насадка с маленькой УСВ — это много! отделяет головки более качественно и качественно. Недостатки ТАКИХ форсунок: снижается скорость выбора корпуса до 7-8%, предварительное заливание и желательно более длительный режим работы «на себя» после выбора головок и продувки колонны. Это связано с отличной сохранностью такой упаковки, ее прочностью и глухими местами повторного испарения.

СПН «четверка»

Сегодня я очень осторожно отношусь к этому размеру сопла. Внимание, так как при внутреннем диаметре колонн 40-50 мм для получения более качественного продукта можно использовать SPN других размеров и типов.
Поскольку на таких диаметрах колонн скорость пара, очевидно, больше, количество текучей флегмы также больше, следовательно, следовательно, эффект вблизи стенки усиливается (в данном случае вреден). Большая насадка, а также с развитой поверхностью, проложенная в таких трубах, имеет большие зазоры и удаляет небольшую париетальную мокроту, тем самым сводя на нет саму суть высокой производительности за счет диаметра. Практически однозначный диагноз для диаметров 40-50 для RC — это СПН с малым или средним срезом катушек. Для БК — средний и большой УСВ.

Применение регулярных насадок на Российских НПЗ

Однако на НПЗ РФ с 1993 года фирмами «Глитш» проведены масштабные работы по реконструкции контактных устройств вакуумных колонн агрегатов АВТ с заменой КУ на штатную тару » , «Koch — Glitsch», «Zulzer». Более полно обзор этих работ описан в работе. Для этого использовались различные виды обычной упаковки. Однако, несмотря на общность технического решения (использование штатных форсунок), во всех случаях благодаря использованию данной методики были решены другие технологические проблемы, характерные для каждого объекта. В некоторых случаях не все лотки вакуумной колонны были заменены упаковочными, а только некоторые из них. При этом одни секции с КУ были заменены на сопло «ГЕМПАК», а другие — на более эффективные контактные устройства, что позволило обойти трудности, связанные с организацией вытяжного устройства боковое действие масляных фракций из упаковочных секций в тех случаях, когда одной из задач реконструкции являлась задача организации многоуровневого извлечения нефтяных дистиллятов различного фракционированного состава. Подобные решения были приняты этими компаниями и на зарубежных НПЗ. Наиболее успешные результаты при реконструкции вакуумных ректификационных колонн были получены в тех случаях, когда проблема повышения качества крупной фракции нефти (горючий вариант работы вакуумной колонны) решалась без использования бокового отбора проб. Это обстоятельство еще раз подчеркивает тот факт, что недостатком регулярной противоточной насадки является сложность организации боковых отборов.

Отечественный аналог насадки Зульцера — насадка ВАКУПАК. Эта заправка использовалась НПК «Кедр-89» при ремонте вакуумных колонн на многих предприятиях, в том числе на нефтеперерабатывающих. Во всех случаях при реконструкции поставленные задачи были выполнены и получен ощутимый экономический эффект.

Наиболее типичные виды обычной упаковки показаны на рис. 3.4.

Бытовая упаковка «Вакупак» (рис. 3.4а) представляет собой упаковку из вертикальных пластин, изготовленных методом горизонтального гофрирования. На гофрах имеются изогнутые, направленные вниз гребни с отверстиями, которые обеспечивают заданное расстояние между соседними пластинами при изготовлении сопла. Жидкость течет по гофрам в виде пленки, а газ движется снизу вверх в промежутки между гофрированными листами. Волнистые выступы обеспечивают интенсивное внутреннее перемешивание и турбулентность потоков жидкости и пара .

На рис. 3.4б показана упаковка «Кедр», представляющая собой стопку вертикальных листов с двунаправленным гофром, обеспечивающим возможность прохождения через соседние каналы, образованные гофрами для обеих фаз. Чтобы улучшить смачивание упаковки и создать более однородную пленку жидкости на поверхности листов, перед гофрировкой наносится мелкая гофра. Условия смачиваемости существенно влияют на массообменные характеристики уплотнений: например, НЭТТ для насадки Вакупак составляет (0,5-1,1) м, а для набивки Кедр с улучшенной смачиваемостью — (0,3–0,5) м Бытовая упаковка «Кедр» различных модификаций составляет 270-400 м2 / м3, а удельный расход металла 210-315 кг / м3, что на уровне лучших зарубежных аналогов.

Среди зарубежных проектов большой интерес представляет упаковка Mellapack (рис. 3.4в), состоящая из чередующихся слоев тонкого перфорированного листового металла (0,15–0,25 мм). Волны в соседних слоях прокладки обращены в противоположные стороны. Высокая эффективность отмечена также у насадки Гудлоу (рис. 3.4г), которая представляет собой гнутую волнистую спираль, изготовленную из плетеного сетчатого чулка (толщина проволоки составляет доли миллиметра). Упаковка, разработанная в КНИТУ, также отличается высокой производительностью (рис. 3.5).

Все штатные форсунки спроектированы с учетом их последующей установки. Для этого многие форсунки изготавливаются (нарезаются) в виде отдельных блоков, размеры которых обеспечивают их прохождение через монтажные люки РК. Затем блоки укладываются во время установки внутри колонны слоями с минимальными зазорами между отдельными блоками и изолируются от стенок колонны монтажной пеной для предотвращения проскальзывания пара через упаковку. Ориентация блоков в соседних слоях меняется, что обеспечивает дальнейшее перераспределение жидкости внутри каждого слоя. Винтовые (спиральные) форсунки менее удобны в установке и используются только в колоннах небольшого диаметра (до 0,8 м), выполненных в виде отдельных боковых планок.

Рис. 3.4 Обычные форсунки

а — Вакупак; б — «кедр»; в — Меллапак 250; d — Сопло Гудлоу

Рис. 3.5. Бытовая насадка

В патентной литературе представлены и другие модификации штатных прокладок, характеристики которых сопоставимы с рассмотренными выше прокладками, но опыта использования на агрегатах АТ-АВТ нет.

РПН Панченкова для колонны.

У РПН Панченкова общая площадь меньше других.

Если мы возьмем и просуммируем все поверхности проводов, сумма поверхностей будет меньше суммы поверхностей SPN.

Поскольку отлив с помощью устройства РПН будет меньше распространяться по объему трубы колонки, упаковка будет меньше разрезать, разделяя неочищенный спирт или сусло на фракции.

При использовании устройства РПН в колонне теоретическое количество лотков меньше, чем при использовании устройства РПН.

РПН хорошо использовать при царях, чтобы получить НДРФ, недокорректировка.

Поскольку разделительная способность РПН ниже, ароматические хвосты вместе со спиртом летят к точке отбора проб.

Как сделать медную сетку своими руками

Насадка Панченкова имеет сложную фактуру и воспроизвести ее в домашних условиях нереально. Но вы можете сделать свой собственный аналог SPN из медной проволоки, который идеально подойдет для очистки не только сивушных масел, но и серы, которая обязательно присутствует в сусле на основе пшеницы.

Тебе понадобится:

• медный провод сечением 1 — 1,5 мм в оплетке, — 9 метров трехжильного кабеля. Если брать нитку, то 25 — 27 метров по царге при высоте 45 — 46 см;
• электрод 3 мм, с которого было очищено покрытие (остался только металлический стержень);
• бокорезы и плоскогубцы;
• мелкая наждачная бумага;
• дрель с регулируемой скоростью.

Порядок работы:

• Устраняем изоляцию медного провода.
• Каждый столб зачищаем наждачной бумагой.
• Закрепляем сердечник сварочного электрода в сверлильном патроне.
• Вставляем кончик медной проволоки в зазор между зажимами сверла и начинаем его равномерно и плотно наматывать (поворот на поворот) на электрод с самой медленной скоростью.

• Снимите спиральный столбик и разрежьте его боковыми ножами на кусочки по 3 — 4 мм.
• После обрезки кромки спиралей прижимаем плоскогубцами, чтобы они в дальнейшем не застряли.
• Если раньше у вашего царя были насадки панченкова из нержавейки, свернутые в рулоны, их надо выбросить. Для этого воспользуйтесь палкой.
• Затем снизу колонны вставляем насадку — она ​​будет служить опорой для медных спиралей, иначе они упадут кубиком.
• Остальное пространство колонны заполняем изготовленными нами медными пружинами.

Примечание. Для качественной уборки и одновременно — усиления самогона необходимо заполнить царгу не менее чем на 2/3 высоты. Если вдруг пружин не хватит, сделайте еще

Если вдруг пружин не хватит, сделайте больше.

Седловидная насадка из меди

Он представляет собой прямоугольники, изогнутые в 2 точки, что объясняет название. Их толщина составляет 1 миллиметр. Благодаря своей уникальной форме он обеспечивает удаление вредных примесей и репеллентных запахов.

Медь может эффективно связывать соединения серы, следы аммиака, ацеталей и H2S, вызывающие неприятный запах дистиллята. Кроме того, эти соединения способны взаимодействовать со спиртами сивушной группы и вызывать появление меркаптанов, тем самым портя вкус.

Использование меди при перегонке насыщает готовый продукт ионами. Это ускоряет старение бочки, и вкус становится более благородным.

Есть ли альтернатива?

Особого внимания заслуживают сопла Панченкова (РПН). RPN — еще один тип устройств, используемых в домашних перегонных кубах и самодельных ректификационных колоннах для увеличения крепости и степени очистки спирта.

он сделан в виде сеточки со специальным плетением из тонких ниток. Для очистки паров спирта используется принцип тепломассообмена. Этот обмен происходит при столкновении двух противоположных потоков: конденсированного отлива и новых паров. Взаимодействуя, сивушные масла возвращаются в куб, а спирт проходит выше. Устройства РПН активно используются в легкой промышленности.

В отличие от СПН, РПН уступает первому по прочности, так как его плетение из тонких нитей легко повреждается и трудно чистится. Но при этом очищающая способность СПН ниже, чем у сопла Панченкова.

Поэтому устройство РПН чаще всего используется в дорогих дистилляционных и заторных колоннах

… Устройство РПН проще в использовании. SPN позволяет производителям алкогольных напитков значительно уменьшить высоту ректификационной колонны. Высокая смачиваемость и гидравлическое сопротивление материала являются одними из важных показателей эффективности набивки.

Обе разновидности являются лидерами рынка. У устройств РПН и SPN есть свои преимущества, у них почти нет недостатков, кроме долговечности или простоты очистки. Но если относиться к ним нежно, то они будут выполнять свою миссию долго и регулярно.

Преимущество по сравнению с нерегулярными и тарельчатыми КУ

Важным преимуществом обычных уплотнений перед нерегулярными и дискообразными уплотнениями KU является тот факт, что движение как жидкости, так и газа происходит по высоте аппарата и по его поперечному сечению. Благодаря структуре насадки отсутствуют такие эффекты, как «боковой конус» (истечение жидкости к стенкам колонны), перепуск потока, эффекты обратного фазового перемешивания. Следовательно, при условии, что начальное фазовое распределение достаточно равномерно на входе в упакованные блоки, коэффициент масштабного перехода в процедурах проектирования можно принять равным единице. Это обеспечивает надежность передачи данных экспериментальных (стендовых) испытаний на проектируемые установки, что крайне важно в современных условиях.

Светильники с вертикальными контактными решетками конструкции Л.Г. Григоряна (рис. 3.6) являются типичным примером конструкции РК со штатными противоточными соплами. Основными конструктивными элементами являются вертикальные решетки 1, вставленные между перегородками 2 зигзагообразно (рис. 3.6а). Газ движется по колонне снизу вверх по зигзагообразному каналу, а жидкость течет по сетке сверху вниз. Газ, проходя через решетку, забирает из нее жидкость в виде капель, которые переносятся на противоположную стенку канала и разделяются там, образуя новую нисходящую пленку, которая подается на орошение следующего участка насадка. Массоперенос в этой упаковке происходит не только между потоком пара и жидкой пленкой, протекающей по поверхности упаковки, но также между паром и дисперсной фазой (каплями жидкости), которые образуются при прохождении газа через решетку. В процессе образования и разрушения капель происходит интенсивное обновление межфазной поверхности, что, в свою очередь, приводит к дальнейшей интенсификации процесса массо-теплообмена. Следовательно, HETP в этом приложении очень мала.

Показано, что модификации форсунки Григоряна эффективны в системах газоочистки, в процессах стабилизации бензина на первом этапе и при выпуске коммерческого дизельного топлива.

Рис. 3.6. Конструкция массообменных аппаратов с вертикальными решетками (АВР): а — зигзагообразные перегородки (базовая модель);

б — полки-разделители; в — зигзагообразные перегородки с многократным выдавливанием жидкости; г — перегородки с гидрозамками; г — перегородки диффузорно-конфузорной конструкции; f, g — АРН неадиабатического типа

Модификации СПН

Не останавливаясь на банальной копии SPN, создаю еще больше, экспериментирую и видимо реализую. Для этих целей я использую смесь алкоголя с высоким (15-20%) и низким (5-2%) содержанием алкоголя. Подробнее.
Распространенное мнение об использовании проволоки для «3» — 0,3 и, скажем, «4» — 0,4 как панацеи, я рассматриваю как своего рода консервативное разочарование, а может быть, и отчаяние. Здесь я вижу варианты, часто даже с бесконечными вариантами. А значит, подтверждаю, СПН «тройка» на нити 0.4 имеет право на жизнь. Да, повышение цены насадки, ее веса никуда не денется, но «3» и «4» одинаковых размеров на 0,3 и 0,4 нитках работают по разному. Чтобы уточнить, деление выше 0,4.

Насадочные контактные устройства

В последние годы в нефтепереработке в целом и в установках АВТ в частности широкое распространение получили комплектные РК, особенно в вакуумных блоках. В насадочных колоннах формируется наиболее эффективный паттерн для формирования движущих сил процесса массо-теплопередачи: в идеале — полный противоток. Для насадочных колонн рассмотренная выше характеристика массообмена (эффективность разделения) в некоторой степени теряет смысл. Более оправданной является установка эффективности с помощью HETT (высота заполнения, эквивалентная теоретической тарелке), которая для современной упаковки значительно меньше, чем расстояние между тарелками, которое необходимо использовать в колоннах тарелок. Преимущества современной насадки становятся еще более очевидными при использовании комбинированной характеристики — гидравлического сопротивления на единицу разделительной способности колонны (теоретическая тарелка), которое выражается в единицах Па / HETT.

Способы очистки

Как и любую медную деталь, используемую при дистилляции, седловую головку следует регулярно чистить. После 1–3 прогонов металл меняет цвет, становясь коричневым с зеленоватым оттенком. Это связано со способностью меди собирать на себе соединения серы. Чтобы очистить поверхность от налета, нужно приготовить крепкий раствор лимонной кислоты и просто погрузить туда насадку. Кислота в растворе очистит поверхность меди. В зависимости от загрязнения насадки и крепости раствора процесс очистки займет от 1 часа до 12 часов.

Регулярный асимметричный наполнитель (РАН)

Внешне такое сопло определяется как набор из сотен форм разного размера. Это не только длина отрезка, но и УСВ, междурядье и так далее. Не буду углубляться в тонкости процесса его изготовления, продолжу… Физика единицы объема Российской академии наук такова, что в любой меньшей единице объема на весь объем упакованной части столбец, физ. Свойства RAS такие же.
Компьютерная программа, которая содержит диаметр колонны, ее высоту и т.д., сама устанавливает напряжение, длину сегмента, угол среза и другие составляющие, так что как бы ни подходила эта насадка, в целом она была однородной и не проходила «мостов». «. Уплотнение такой упаковки (УЗВ) качественно лучше и больше. На сегодняшний день эффективность уплотнения подтверждена на уровне 2 070 кг / л, а в процессе — 2 350 кг / л.

Насадка RAS была протестирована на колонках диаметром от 30 до 50 мм и рекомендована наивысшего качества на колонках диаметром 38-42 мм.

Плюсы: заметно снижается эффект стенок, заметно улучшается разделение, возможно использование на колоннах небольшой высоты с характеристиками, аналогичными обычным СПН меньшего диаметра и высоты около 1,5-1,7 м.
Минусы: производительность (за счет отрыва) по скорости менее 10%, укладка УЗВ требует определенной техники (колонка ставится под 30-45 градусами, медленно заполняя УГЛОВОЕ сопло, и каждые 15-20 см слоя КОРОТКИЙ но не стучите сильно по трубе снизу, не изменяя наклона колонны).

Изготовление УЗВ занимает значительно больше времени, чем СПН, увеличивает выход отрезков проволоки в несколько раз (технологически это нормально для ИТ) и, как следствие, увеличивает его стоимость.
Сегодня я не видел более многообещающего приспособления.

Методы очистки

Седловую головку следует регулярно чистить. После одного-трех проходов металл приобретает коричневатый оттенок с зеленоватым оттенком. Причина в том, что медь накапливает на своей поверхности соединения серы. Чтобы очистить насадку, поместите ее в раствор сильной лимонной кислоты, которая растворяет соединения на поверхности меди. На очистку уйдет от одного до двенадцати часов, в зависимости от степени засорения.

Другой способ: также нужно приготовить раствор крепкой лимонной кислоты, затем взять емкость с плотной крышкой, половину объема (или чуть меньше) которой займет насадка. Емкости для еды идеально подходят для этой цели. Далее нужно поставить туда насадку, налить горячий или горячий раствор и закрыть. Оставьте так минимум на полчаса или час, а лучше на более длительное время. После этого сильно встряхните емкость. Здесь работает принцип акробатики. Форсунки трутся друг о друга, благодаря чему очищаются труднодоступные места. То же самое можно сделать в стиральной машине, предварительно убедившись, что емкость плотно закрыта.

Преимущество по сравнению с нерегулярными и тарельчатыми КУ

Важным преимуществом обычных уплотнений перед нерегулярными и дискообразными уплотнениями KU является тот факт, что движение как жидкости, так и газа происходит по высоте аппарата и по его поперечному сечению. Благодаря структуре насадки отсутствуют такие эффекты, как «боковой конус» (истечение жидкости к стенкам колонны), перепуск потока, эффекты обратного фазового перемешивания. Следовательно, при условии, что начальное фазовое распределение достаточно равномерно на входе в упакованные блоки, коэффициент масштабного перехода в процедурах проектирования можно принять равным единице. Это обеспечивает надежность передачи данных экспериментальных (стендовых) испытаний на проектируемые установки, что крайне важно в современных условиях.

Светильники с вертикальными контактными решетками конструкции Л.Г. Григоряна (рис. 3.6) являются типичным примером конструкции РК со штатными противоточными соплами. Основными конструктивными элементами являются вертикальные решетки 1, вставленные между перегородками 2 зигзагообразно (рис. 3.6а). Газ движется по колонне снизу вверх по зигзагообразному каналу, а жидкость течет по сетке сверху вниз. Газ, проходя через решетку, забирает из нее жидкость в виде капель, которые переносятся на противоположную стенку канала и разделяются там, образуя новую нисходящую пленку, которая подается на орошение следующего участка насадка. Массоперенос в этой упаковке происходит не только между потоком пара и жидкой пленкой, протекающей по поверхности упаковки, но также между паром и дисперсной фазой (каплями жидкости), которые образуются при прохождении газа через решетку. В процессе образования и разрушения капель происходит интенсивное обновление межфазной поверхности, что, в свою очередь, приводит к дальнейшей интенсификации процесса массо-теплообмена. Следовательно, HETP в этом приложении очень мала.

Показано, что модификации форсунки Григоряна эффективны в системах газоочистки, в процессах стабилизации бензина на первом этапе и при выпуске коммерческого дизельного топлива.

Рис. 3.6. Конструкция массообменных аппаратов с вертикальными решетками (АВР): а — зигзагообразные перегородки (базовая модель);

б — полки-разделители; в — зигзагообразные перегородки с многократным выдавливанием жидкости; г — перегородки с гидрозамками; г — перегородки диффузорно-конфузорной конструкции; f, g — АРН неадиабатического типа

Общее впечатление и выводы

Мне понравилось работать над киноколонкой. И полученный продукт тоже попробовал себя.

Пожалуй, перечислю те достоинства, которые я заметил

1. Головы концентрированные, с резким запахом. Хорошо чувствуется линия, когда они заканчиваются и начинается тело. То же самое и с хвостами. Таким образом можно четко разделить самогон на фракции и получить очень качественный продукт.
2. Крепость дистиллята достигает 80-90%. Алкоголь, конечно, не достанется, для этого нужно более серьезное оборудование, но мы такой цели тоже не ставили.
3. Фруктово-ягодное пюре не теряет вкуса и аромата.
4. Сахарный самогон мягче и вкуснее
5. Простота конструкции, относительно невысокая цена и удобство использования.

В общем, выводы для себя сделал: для сахарного самогона нужна колонка пива. И очень желательно фруктов и ягод.

Такое оборудование позволяет нам производить продукцию очень достойного качества. Лично я уже решил, что такую ​​колонку закажу себе. Правда, после новогодних праздников, когда семейный бюджет поправится.