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影響轉(zhuǎn)盤萃取塔萃取效果的因素分析
一、介紹
哈爾濱氣化廠低溫甲醇洗工藝中輕油脫除及回必是由轉(zhuǎn)盤萃取塔完成的。通過萃取塔的優(yōu)化操作,依靠科學(xué)分析,有效地控制了再生甲醇中的輕油含量。并使煤氣中的輕油得到回收,為煤氣凈化創(chuàng)造了良好的條件。同時,在煤氣滿負(fù)荷生產(chǎn)條件下,每年可回收3000t的輕油副產(chǎn)品。
二、影響轉(zhuǎn)盤塔萃取效果因素分析
低溫甲醇洗工藝輕油回收裝置是采用轉(zhuǎn)盤萃取塔,利用水作為萃取劑,把甲醇洗滌煤氣后溶解在甲醇中的輕油萃取出來,并將輕油加以回收,現(xiàn)就萃取過程中的有關(guān)因素加以分析:
1、濃度對萃取效果的影響
根據(jù)水一甲醇一輕油相圖看(見圖1),三元混合液隨甲醇濃度增加,該混合液向均一的液相發(fā)展,zui后形成一個單一的液相;隨水的濃度增加,三元混合液向兩個液相層的方向發(fā)展,zui后形成兩個液相層,因此增加水的濃度對萃取有利,當(dāng)水量增加太大時,增加了萃取負(fù)荷,水的消耗也同時增大。增加了操作費用。因此實際運行中,我們把水的濃度控制在60%-80% ,運行結(jié)果比較理想。
圖1甲醇、水、輕油三相圖
2、溫度對萃取效果的影響
甲醇-水-輕油組成的三元物系,隨溫度增高。組分之間的溶解度增大。反之,則溶解度減小。溫度變化不僅影響相圖中分層區(qū)的面積,也會使相圖聯(lián)結(jié)線的斜率發(fā)生變化。溫度升高分層
區(qū)縮小,若繼續(xù)升高,分層區(qū)甚至可以消失;若降低溫度則會影響溶解度。破壞萃取效果。在實際運行中我們嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)盤塔的進科和水的溫度。
溫度一般控制在20度一40度。
3、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速對萃取效果的影響
轉(zhuǎn)盤塔運轉(zhuǎn)時,輕油和水由于密度不同,在重力場作用下,做垂直的相對運動(若不考慮垂直對流)。液流借轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的離心力從轉(zhuǎn)盤處向塔壁作徑向流動。然后,該液流沿著定環(huán)
返回轉(zhuǎn)軸,這樣就形成了一個以轉(zhuǎn)軸為中心的液體旋流。由于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動而引起的液流的剪刀作用使一相分散成許多液滴,因而增加了分散的持留量,并增大了相間的接觸面積,液滴流動模型如圖二所示。
轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)把轉(zhuǎn)盤塔的作用分成兩個區(qū)域,一個是特性速度不變區(qū),另一個特性速度變化區(qū),如圖3所示,轉(zhuǎn)速較低,轉(zhuǎn)盤沒有使分散相液滴產(chǎn)生明顯的分散作用,即轉(zhuǎn)盤的動壓頭不足以克服界面張力(在區(qū)域I屬于低轉(zhuǎn)速區(qū))。在區(qū)域Ⅱ轉(zhuǎn)速增高條件下,液體湍動增加,當(dāng)動壓頭克服界面張力臨界值時,液滴就進一步被分散,同時還能增加液滴游動行程。
圖2 液滴流動模型
轉(zhuǎn)盤塔操作區(qū)域如圖3所示。在通量一定時,轉(zhuǎn)數(shù)增加,分散相液滴直徑變小,分散相滯留分率沿著I一Ⅱ_ Ⅲ 變化,在區(qū)域Ⅱ內(nèi)區(qū)域A的滯留分率增加較慢,而區(qū)域B則急驟增加,操作范圍一般選擇在區(qū)域Ⅲ ,若繼續(xù)增加就會發(fā)生液泛。
圖3 轉(zhuǎn)盤塔操作區(qū)域
哈爾濱氣化廠轉(zhuǎn)盤萃取塔的轉(zhuǎn)速范圍控制在36R/MIN一120R/MIN,現(xiàn)以45R/MIN轉(zhuǎn)速運行,萃取效果比較好,達到了設(shè)計要求。
三、結(jié)束語
通過萃取因素進行分析,又經(jīng)過認(rèn)真計算并在實際運行中檢驗,我廠的轉(zhuǎn)盤萃取塔萃取效果較為理想,既滿足了污甲醇的再生要求,又回收了質(zhì)量較好的輕油,取得了一定的效益。