Структурированная упаковка

Термин «структурированная насадка» относится к ряду специально разработанных материалов для использования в абсорбционных и дистилляционных колоннах и химических реакторах . Структурированные насадки обычно состоят из тонких гофрированных металлических пластин или сеток, расположенных таким образом, что жидкости проходят сложные пути через колонну, тем самым создавая большую площадь поверхности для контакта между различными фазами .

Структурированная насадка формируется из гофрированных листов перфорированного рельефного металла, пластика (в том числе ПТФЭ ) или проволочной сетки. В результате получается очень открытая сотовая структура с наклонными каналами потока, обеспечивающими относительно большую площадь поверхности, но с очень низким сопротивлением потоку газа. Улучшения поверхности были выбраны для максимального увеличения растекания жидкости. Эти характеристики, как правило, демонстрируют значительные преимущества в производительности при низком давлении и низкой скорости орошения. ^[1]

История

Структурированные упаковки создаются уже несколько десятилетий. Первое поколение структурированной упаковки возникло в начале 1940-х годов. В 1953 году появилась запатентованная упаковка «Панапак», изготовленная из просечно-вытяжного листа волнистой формы. Упаковка не удалась из-за неправильного распределения и отсутствия хорошего маркетинга. Второе поколение появилось в конце 1950-х годов с высокоэффективными насадками из проволочной сетки, такими как Goodloe, Hyperfil и Koch-Sulzer. До 1970-х годов из-за низкого перепада давления на теоретической ступени эти насадки наиболее широко использовались при вакуумной перегонке. Однако высокая стоимость, низкая производительность и высокая чувствительность к твердым частицам не позволяют более широкому использованию насадок из проволочной сетки. ^{[ нужна ссылка ]}

Гофрированные структурированные насадки, представленные компанией Sulzer в конце 1970-х годов, ознаменовали третье поколение структурированных насадочных колонн. Эти набивки обеспечивают высокую производительность, более низкую стоимость и меньшую чувствительность к твердым частицам, сохраняя при этом высокую производительность. Популярность набивок выросла в 1980-х годах, особенно при реконструкции нефтяных и нефтехимических заводов. Поверхности этих структурированных насадок, изготовленных из гофрированных металлических листов, подвергались химической или механической обработке для повышения их смачиваемости. Следовательно, площадь смачивания набивок увеличилась, что улучшило производительность. В 1994 году была разработана новая геометрия, получившая название Optiflow. была разработана улучшенная конструкция упаковок из гофрированного листа — MellapackPlus. CFD Позже, в 1999 году, на основе моделирования и экспериментов Эта новая конструкция по сравнению с традиционным Mellapak имеет пониженный перепад давления, а максимальная полезная производительность может быть увеличена до 50%. ^{[ нужна ссылка ]}

Разновидности

Структурированная набивка изготавливается в широком диапазоне размеров за счет изменения высоты обжима. Площадь набивки варьируется от 50 м²/м³ (самая низкая эффективность, самая высокая производительность) до 750 м²/м³ (самая высокая эффективность, самая низкая производительность).

Приложения

Типичные области применения включают вакуумные и атмосферные ректификаторы сырой нефти, главные ректификаторы FCC и контакторы TEG. Для разделения моно- , ди- и триэтаноламина , проводимого в вакууме, также можно использовать структурированную насадку из-за относительно низкого перепада давления. Фракционирование таллового масла , процесс отделения жирных кислот от канифольных кислот и пека, получаемого как побочный продукт крафт- процесса производства древесной массы, также использует структурированную насадку. Насадка также находит применение при производстве мономера стирола и обезвоживании гликоля при переработке природного газа . ^[2]

Структурированная упаковка также находит применение в следующем оборудовании/процессах:

Сепарация воздуха ^[3]^[4]
циклогексанона / циклогексанола Разделение ^[3]
ксилола Разделители ^[3]
CO ₂поглотители ^[3]
H _{2 S}Поглотители ^[3]
оксида этилена Поглотители ^[3]
Акрилонитриловые поглотители ^[3]
Олео Кемикалс [1]
Тонкие химикаты [2]

Преимущества

Структурированная упаковка имеет следующие преимущества по сравнению с использованием случайной упаковки и лотков :

Меньшее падение давления ^[2]^[5]
Более высокая эффективность (при той же высоте башни) ^[2]^[5]
Более высокая емкость ^[2]^[5]
Уменьшение задержки жидкости ^[2]

Недостатки

Структурированная упаковка имеет следующие недостатки по сравнению с использованием случайной насадки и лотков:

Расходы ^[5]
Повышенная чувствительность к неравномерному распределению ^{[ нужна ссылка ]}

См. также

Ссылки

^ Panson Structured Packing Products, Inc. «Структурированная насадка для абсорбционных колонн — дистилляционные колонны» . Проверено 14 декабря 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Кох Глич. «Структурированная упаковка» (PDF) . Проверено 14 декабря 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Зульцер. «Структурированная упаковка: энергоэффективная, инновационная и прибыльная» (PDF) . Проверено 2 июня 2024 г.
^ Воздушные продукты. «Технология разделения воздуха — структурированная насадка» (PDF) . Проверено 14 декабря 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Работа на заводе: Упаковка» . Процессы разделения . Проверено 14 декабря 2015 г.

[Panson-1] Panson Structured Packing Products, Inc. «Структурированная насадка для абсорбционных колонн — дистилляционные колонны» . Проверено 14 декабря 2015 г.

[Koch_Glitsch_Structured_Packing-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Кох Глич. «Структурированная упаковка» (PDF) . Проверено 14 декабря 2015 г.

[Sulzer-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Зульцер. «Структурированная упаковка: энергоэффективная, инновационная и прибыльная» (PDF) . Проверено 2 июня 2024 г.

[Air_Products-4] Воздушные продукты. «Технология разделения воздуха — структурированная насадка» (PDF) . Проверено 14 декабря 2015 г.

[Separation_Processes-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Работа на заводе: Упаковка» . Процессы разделения . Проверено 14 декабря 2015 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]