автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Повышение эффективности насадочных колонн щелочной очистки пирогаза в производстве этилена

На правах рукописи

ШИГАПОВ ИЛЬЯС МАСГУТОВИЧ

РГ6 ОД

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАСАДОЧНЫХ КОЛОНН ЩЕЛОЧНОЙ ОЧИСТКИ ПИРОГАЗА В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТИЛЕНА

05.17.08 — Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете.

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Лаптев А.Г. кандидат технических наук, докторант Данилов В.А.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Емельянов В.М. кандидат технических наук, Павлов Ю.Л.

ВНИИУС (г.Казань)

Защита состоится 29 декабря 2000 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 063.37.02 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. К.Маркса, 68, А—330 (зал заседаний ученого совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан 28 ноября 2000 г.

Ученый секретарь дссертационного совета > технических наук,

Лаптев А.Г.

Актуальность работы

Многие технологические установки разделения и очистки веществ проектировались и вводились в эксплуатацию 30 — 40 лет назад. За это время изменились экономические отношения в стране, сырьевая база, возросли требования к качеству производимой продукции и экологической безопасности производств. В последние годы в практике отечественных и зарубежных предприятий сложилась устойчивая тенденция к замене устаревших контактных элементов на модернизированные или вновь разработанные виды насадок, обладающих более широким интервалом устойчивой работы и большей эффективностью. На ОАО "Казаньоргсинтез" в производстве Этилен—100 поставлена задача проведения реконструкции технологической схемы газоразделения и увеличения выпуска этилена. Это вызвано как возросшим спросом на полиэтилен, так и необходимостью снижения энергозатрат на единицу продукции. Опыт промышленной эксплуатации на Э—100 показывает, что качество полиэтилена во многом определяется узлом щелочной очистки лирогаза. Содержание углекислого - газа в товарном этилене высокого качества должно быть менее 10 ппм об., а действующая установка обеспечивает до 20 ппм об. Поэтому задача реконструкция узла щелочной очистки пирогаза с использованием новых контактных устройств является актуальной.

Работа выполнена в рамках государственного заказа правительства РТ "Химия и нефтехимия" Целью данной работы является:

Разработка новой высокоэффективной насадки для реконструкции колонн узла щелочной очистки пирогаза в производстве этилена. Экспериментальное исследование гидродинамических и массообменных характеристик новой насадки на лабораторном стенде. Математическое описание и расчет процесса хемосорбции в промышленных насадочных колоннах. Разработка технических решений по реконструкции узла щелочной очистки. Тиражирование полученных результатов. Научная новизна:

Для рсконсфукцнм массообменных колонн разработана неупорядоченная насадка, обладающая высокой эффективностью, низким гидравлическим сопротивлением и стойкостью к отложениям механических загрязнений. Насадка обеспечивает устойчивую работу колонн в пленочном режиме в широком интервале нагрузок по газу и жидкости.

На основе результатов исследований новой насадки на экспериментальном стенде получены обобщающие уравнения для определения гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки, коэффициента продольного перемешивания.

С использованием диффузионной модели процесса щелочной очистки пирогаза и данных гидравлических испытаний получены обобщающие

выражения для высоты, эквивалентной теоретической ступени, (ВЭТС) новой насадки.

Практическая значимость:

Выполнены расчеты узла щелочной очистки пирогаза с учетом рецикла раствора щелочи для промышленных колонн с кольцами Рашига и новой насадкой.

Предложены технические решения по реконструкции насадочных колонн узла щелочной очистки пирогаза.

В мае 2000 г в колонне К—7 щелочной очистки пирогаза выполнена замена колец Рашига на разработанную насадку. Проведен анализ работы колонн после реконструкции. Экономический эффект за счет уменьшения расхода щелочи и снижения потерь этилена за 6 месяцев промышленной эксплуатации составляет более 500 тыс. руб. Апробация работы и научные публикации: По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Основные результаты докладывались и обсуждались на XII Международной конференции "Математические методы в технике и технологиях, ММТГ— 12", г. В. Новгород, 1999 г.; на V Международной конференции по интенсификации нефтехимических процессов "Нефтехимия—99", г. Нижнекамск, 1999 г.; на научных сессиях КГТУ в 1998 - 2000 г.г.; на XIII Международной конференции "Математические методы в технике и технологиях, ММТТ—2000", г. Санкт — Петербург, 2000 г. Объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений и акта, подтверждающего практическое применение результатов исследований.

Диссертация содержит 120 страниц машинописного текста, 5 таблиц, 18 рисунков по тексту, список литературы из 169 источников отечественных и зарубежных авторов.

Основное содержание работы Во введении обоснована актуальность темы и формулируется цель работы. ц первой »лаве нредаавлеп обзор работ но изучению гидравлических и массообменных характеристик насадочных элементов различных конструкций, а также исследованию процессов абсорбции и хемосорбции. Показана актуальность разработки новых контактных элементов для повышения эффективности и производительности промышленных аппаратов.

Во второй главе составлена математическая модель и разработан алгоритм расчета процесса хемосорбции в насадочных колоннах К-7 и К-8 установки Э-100 с учетом рецикла раствора щелочи.

Колонны К—7 и К—8 диаметром 1400 мм предназначены для щелочной очистки пирогаза от углекислого газа, сероорганических соединений и сероводорода при помощи 10% раствора щелочи (ЫаОН). До

реконструкции в колоннах использовалась насадка из металлических колец Рашига 25x25 мм.

Пирогаз, содержащий до 1400 ппм объемных СО2, от компрессора с расходом 18 — 32 т/ч под давлением 39 кгс/см2 поступает в нижнюю часть колонны К—7, в которой организовано две секции щелочной очистки. Каждая секция содержит два слоя неупорядоченной насадки высотой по 3.5 м. Секции отделены друг от друга глухой тарелкой. С верха колонны К—7 пирогаз подается в низ колонны К—8, которая также поделена глухой тарелкой на две секции. Нижняя секция К—8 общей высотой 7 метров предназначена для щелочной очистки, а верхняя секция, содержащая слой насадки высотой 3.5 метра и три колпачковые тарелки, — для водной отмывки пирогаза. Пирогаз, очищенный от СОг, отбирается с верха колонны К—8 и далее поступает в узел осушки. В процессе работы в слое насадки происходит накопление термополимера, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления колонн К—7 и К—8.

В настоящее время нагрузка установки "Этилен — 100" по пирогазу * составляет 29 — 31 т/час. На входе в К-7 концентрация СО2 в потоке пирогаза изменяется в пределах от 100 до 1400 ппм об. Нестабильность содержания углекислого газа объясняется изменением состава исходной углеводородной смеси, поступающей на пиролиз. В периоды повышенной концентрации СОг колонны К—7 и К—8 обеспечивают очистку от углекислого газа до 18 — 19 ппм об., что соответствует предельно допустимым значениям. В дальнейшем на ОАО "Казаньоргсинтез" предполагаются мероприятия по реконструкции компрессорного оборудования. В этом случае нагрузка по пирогазу в колоннах К—7 и К—8 увеличится до 36 т/час.

В связи с этим ставится задача повышения эффективности разделения в колоннах К—7 и К—8 с одновременным снижением энергетических затрат и расхода вспомогательных материалов. Для решения поставленной задачи на основе составленной математической модели выполнены расчеты и рассмотрена работа узла щелочной очистки при существующих повышенных нагрузках. Проведено моделирование раздели имыюй способности колонн К—7 и К—8 при повышении производительности установки Э—100.

При хемосорбции в противоточной насадочной колонне система уравнений диффузионной модели записывается в известном виде

где Б,,*, Опг — коэффициенты продольного перемешивания, м2/с; е» — удерживающая способность насадки по жидкой фазе; е«, — удельный

(1)

(2)

свободный объем насадки; 8к - площадь поперечного сечения колонны, м2; Ь и С - массовые расходы жидкости и газа, кг/с; р* и рг — плотности жидкости и газа, кг/м3; ф - коэффициент ускорения массоотдачи химической реакцией; Рг» и ржу - объемные коэффициенты массоотдачи, 1/с; ха и ул - концентрация компонента А в жидкой и газовой фазах, соответственно, масс.д.; хдгр и улгр -концентрация компонента А на границе раздела фаз, масс.д., удгр = ш хдгр; ш=Е/Р; Е - константа Генри; Р - давление в системе; г — вертикальная координата. Для системы уравнений (1) и (2) на входе потока в слой насадки задаются граничные условия по Данквертсу, а на выходе из слоя - граничные условия второго рода.

Система уравнений (1), (2) дополняется потоковым соотношением

ФРж,РЖ(ха,-Ха) = Р„Рг(УА-УА,) (3)

В колоннах К—7 и К—8 химические реакции в жидкой фазе протекают согласно схемам

С02 + 2№ОН—^ ^2С03 + Н20, Н28 + N8011 —№Н8+Н20.

Константа Генри для системы "СО2 - раствор щелочи и продуктов реакции" находится по известной методике с учетом ионной силы раствора. При известных значениях Еж, рж* и Ргу, 1)пж и От- решение дифференциальных уравнений (1), (2) позволяет определить профили концентраций компонента в фазах по высоте колонны и степень извлечения.

Для известных типов насадок в литературе приводятся эмпирические уравнения для расчета коэффициентов продольного перемешивания. Для новой насадки Опж находится экспериментально.

Для определения коэффициентов массоотдачи используется модель Дьяконова С. Г., Елизарова В. И., Лаптева А. Г., которая позволяет рассчитать данные коэффициенты, основываясь на результатах гидравлического исследования контактных устройств.

На рис.1 приводится сравнение результатов расчета процесса хемосорбцин в колоннах К • и К ■ 8 по предложенной модели с данными промышленной эксплуатации узла щелочной очистки пирогаза. Значения концентрации СОг на выходе из узла щелочной очистки, рассчитанные по модели, удовлетворительно согласуются с промышленными данными.

Выполнены расчеты действующих колонн К-7, К-8 до реконструкции (с кольцами Рашига) с целью установления влияния расходов жидкости и газа, начального содержания углекислого газа в пирогазе и концентрации щелочи на концентрацию СОг на выходе из установки. Результаты расчетов для колонн с кольцами Рашига 25 х25 мм представлены на рис.2 — рис.5.

Рис. 1 Зависимость концентрации СОг в пирогазе на выходе га узла щелочной очистки от концентрации СОг на входе. Расход пирогаза 29 т/ч. Колонны с металлическими кольцами Рашига 25 х 25 мм— ре-

(7, т/час

Рис. 2 Влияние расхода пирогаза на концентрацию СОг в пирогазе на выходе из установки

А -ун = 1500 ппм об. ♦ - ун = 1300 ппм об.- ® - ун = 1000 ппм об.

Рис. 3 Влияние расхода орошения на концентрацию СОг на выходе при различных расходах пирогаза. ▲ -в = 36 т/ч; >-0 = 31 т/ч; ф -в = 31 т/ч

Ун, ппм об

Рис. 4 Влияние начальной концентрации СОг на концентрацию СОг на выходе из установки при различных расходах пирогаза.

. А - в = 36 т/ч; ♦ - в = 31 т/ч; ® - б = 31 т/ч

Как видно из приведенных

графиков, технологического приводит к повышению

изменение режима не значительному разделительной

9 ю

ХЬ, У. масс

Рис. 5 Влияние концентрации щелочи в свежем растворе на концентрацию СО2 на выходе из установки при различных расходах пирогаза. ▲ -в = 36 т/ч; ♦-в = 31 т/ч; О-в = 31 т/ч

способности действующих колонн К—7 и К—8 с кольцами Рашига. Поэтому для повышения степени извлечения СОг из потока пирогаза необходимо заменить устаревшие кольца Рашига на более эффективные насадочные элементы.

В третьей главе рассматривается конструкция разработанной неупорядоченной насадки, обладающей высокой эффективностью, низким гидравлическим сопротивлением и стойкостью к отложениям механических

загрязнений.

Дано описание экспериментальной установки. Приводится методика исследования гидравлических характеристик и структуры потока в слое насадки. Получены обобщающие уравнения для расчета гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки, коэффициента продольного перемешивания, скорости захлебывания.

Опираясь на анализ развития насадочных контактных элементов, разработана новая насадка. Насадка технологична в изготовлении и не имеет склонности к забивке продуктами полимеризации и солями.

Конструкция насадки представлена на рис. 6. Она выполнена в виде тела вращения, поверхность которой образована полосами с выполненными на ней симметричными выступами. Причем высота выступов в каждой полосе уменьшается от центрального выступа к периферийным и в полосах — от центральных полос к крайним.

Насадка работает следующим образом: газ, двигаясь по аппарату снизу вверх, проходит через слой насадки и контактирует с жидкостью, стекающей по насадке вниз. Жидкость, омывающая элементы насадки, сходит с них преимущественно в виде пленки. Это происходит за счет того, что геометрия насадки имеет гладкий гидравлический профиль и не содержит ломаных поверхностей и торчащих деталей, которые могли быть центром образования отдельных капель и струй. Пленочный характер стока жидкости с элементов насадки обеспечивает высокие массообменные характеристики

насадки при минимальном значении уноса и способствует снижению гидравлического сопротивления. Наружная поверхность насадки образована гребнями симметричных выступов полос насадок, имеющих малый по сравнению с диаметром насадки радиус кривизны. Благодаря такой геометрии контакт соседних элементов насадки имеет почти точечный характер, что препятствует блокированию поверхности насадки и образованию застойных зон, которые могут возникнуть при контакте поверхностей с большим радиусом кривизны. Это особенно важно в случае присутствия в газовой и жидкой фазах примесей, склонных к полимеризации и образованию слоя твердых отложений на поверхности насадки.

Немаловажным является и то обстоятельство, что за счет изогнутой формы полос поверхность насадки более равномерно распределена по объему элемента насадки. Это, в свою очередь, благоприятно сказывается на равномерности распределения фаз внутри слоя насадки и способствует улучшению гидродинамических условий работы колонны.

Рис. 6. Общий вид элемента насадки

При сравнимых с аналогичными насадками размерах, предлагаемая насадка за счет более изогнутого профиля полос имеет большую жесткость от сдавливания весом вышележащего слоя. Достаточно несложная конструкция насадки позволяет изготавливать ее методом листовой штамповки, что снижает ее себестоимость.

Для расчета процесса разделения в промышленных колоннах с новой насадкой необходимо экспериментально определить следующие характеристики: гидравлическое сопротивление, коэффициент продольного перемешивания, удерживающую способность, ВЭТС. С целью исследования новой насадки на кафедре ПАХТ совместно с сотрудниками создана экспериментальная установка. Установка состоит из цилиндрической колонны с внутренним диаметром 600 мм, воздуховода с вентилятором для

Характеристики насадочных элементов Инжехим — 2000

Материал насадки Размер элемента Удельная поверхность Удельный свободный объем

Количество элементов Насыпная плотность

листовая сталь 09Г2С 70 х 40 х 35 мм 103 иУм3 0,965 м3/м3

13900 шт./мЗ 278 кг/м3

подачи потока газа, водопровода, напорной и накопительной емкостей и насоса для подачи орошения в колонну. В аппарате расположены следующие внутренние устройства: опорная решетка, распределитель по газовой фазе, распределитель по жидкой фазе. Для гидравлических испытаний при повышенных нагрузках по обеим фазам предусмотрена возможность установки внутрь колонны дополнительных стаканов с внутренним диаметром 370 и 250 мм.

В колонне организовано противоточное движение фаз. Воздух от вентилятора по воздуховоду подается в нижнюю часть аппарата. Далее он проходит через ситчатый распределитель, в результате чего достигается равномерный профиль скорости газа на входе в слой насадки. Жидкая фаза из напорной емкости подается на орошение слоя насадки. Для равномерного начального распределения жидкой фазы по сечению аппарата выше слоя насадки установлен тарельчатый распределитель с патрубками. Число точек орошения подобрано согласно известным рекомендациям. Далее жидкость поступает в накопительную емкость, а газ выбрасывается в атмосферу. Предусмотрена возможность возврата жидкости из накопительной емкости в напорную.

Установленное оборудование обеспечивает следующие характеристики: по газу 0+2060 м3/час (0+11.6 м/с); по жидкости - 0+5 м3/час (0+102 м3/(м2час)).

При проведении экспериментов с целью достижения максимальных нагрузок по жидкой и газовой фазам использована обечайка диаметром 0,25 м, которая вставляется внутрь колонны. Исследовали слой новой насадки высотой 1,0 м на системе воздух - вода. Фиктивная скорость газа в колонне достигала 5,82 м/с, плотность орошения составляла 20, 40, 60 и 80 м3/м2час. Каждую серию опытов повторяли по 10 раз для снижения ошибки эксперимента. На рис.7 приведены результаты проведенных испытаний.

В результате анализа полученных результатов сделаны следующие выводы:

♦ новая насадка имеет широкий интервал рабочих скоростей по газовой и жилкой фазам при пленочном режиме:

♦ режим подвисания начинается при скорости газа 1.5+2.1 м/с в зависимоеш от плотности орошения (система воздух — вода);

♦ началу режима захлебывания соответствует перепад давления на 1 метр слоя насадки около 1000 Па.

На рис.8 и рис.9 приводится сравнение гидравлических характеристик исследуемой насадки с близкими по геометрическим размерам существующими насадками. Как видно из рис.8, сопротивление сухого слоя для новой насадки на 10 — 15% ниже, чем у колец Палля размером 50x50мм и в 2 и более раза ниже, чем у колец Рашига. Это объясняется более высокой порозностью слоя с новой насадкой, а так же тем, что ее геометрия практически исключает образование застойных зон.

Рис.7. Гидравлическое сопротивление слоя насадки в зависимости от фиктивной скорости газа. Линия I—I — начало режима подписания, линия II—II —начало режима захлебывания, линия III—III — начало режима уноса. ▲ — сухая насадка, ф— плотность орошения 20 м3/м2ч, О — плотность орошения 40 м3/м2ч, в — плотность орошения 60 м3/м2ч, □ — плотность орошения 80 м3/м2ч.

ОS Ь6 0.7 0.80.91

Wo, м/с

Рнс.8 Гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки в зависимости от фиктивной скорости газа.

• — насадка "Инжехим—2000", о — кольца Палля металлические 50x50 мм, ■ — кольца Палля полипро-

пиленовые 50x50 мм, □ — металлические кольца Рашига 50x50 мм.

0.5 0.6 0.70.80.91.0 2.0 3.0 4.0 5.0

№о,м/с

Для расчета удельного сопротивления сухой насадки различные авторы часто используют уравнение

ДР/Н = (4)

где ДР - гидравлическое сопротивление, Па; Н - высота слоя, м; Е,о — коэффициент сопротивления; - фиктивная скорость газа, м/с; а, - удельная поверхность насадки, м2/м3.

а)

е

(л о о

I

<

б)

100.0 —

е

«л

0

Ц *

5!

1

<

2 3 4 5 б 7 8 91.0 2 3

НгО ,м/с

Рис.9 Гидравлическое сопротивление слоя орошаемой насадки в зависимости от фиктивной скорости газа. а)плотность орошения 40 м3/м2ч; б)плотность орошения 80 м3/м2ч. ф — насадка "Инжехим—2000", О— кольца В1а1ес1а металлические 50x50 мм, О — кольца Рашига 50x50 мм .

По данным экспериментов для сухой насадки "Инжехим — 2000" получена зависимость = 4.97-Ке;ч,'м, (5)

где йег = 41»0рг/а,цг, рг — коэффициент динамической вязкости газа, Па с.

Для определения гидравлического сопротивления орошаемой насадки используется уравнение вида АР^ /APCJl = b • qс • w¡J, (6)

где q - плотность орошения, м3/(м2ч).

Для насадки "Инжехим — 2000" b = 0.708, с = 0.247, d = 0.198.

Уравнение Бейна—Хоугена для новой насадки имеет вид:

где w, - скорость газа, соответствующая началу режима захлебывания, м/с; цж— коэффициент динамической вязкости жидкости, мПа-с.

Результаты исследования структуры потока жидкости в слое насадки по методу импульсного ввода трассера обобщены критериальным уравнением:

Реж = 2,348 Re0;428, (8)

где Реж =ql/(D1Me,), Re, =4Чрж/(а,ежрж].

Установлено, что интервал устойчивой работы для новой насадки шире, чем у известных колец Рашига и Палля. Насадка "Инжехим — 2000" может быть рекомендована для использования в промышленности при проектировании и реконструкции колонного оборудования в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

В четвертой главе рассмотрены два варианта реконструкции узла щелочной очистки пирогаза (колонн К—7 и К—8).

Согласно первого варианта щелочную очистку и водную отмывку пирогаза предполагается проводить в колонне К—7, исключив из технологической схемы колонну К—8. При этом предстоит выполнить значительную реконструкцию колонны К—7: необходимо установить дополнительные глухие тарелки, опорные решетки, оросительные устройства, патрубки и т.д. Этот вариант требует значительных капитальных затрат.

Второй вариант не требует каких—либо конструктивных изменений колонн К—7 и К—8. В этом случае в колонне К—7 проводится замена колец Рашига на новую насадку и она используется для щелочной очистки пирогаза, как это предусмотрено и до реконструкции, а в колонне К—8 (верхний контур) осуществляется только водная отмывка пирогаза, исключая нижнюю секцию щелочной очистки с высотой слоя насадки 7 метров.

Проведено прогнозирование эффективности разделения в колоннах после предложенной модернизации. Выполнены расчеты работы узла щелочной очистки при расходах пирогаза от 18 до 36 т/час с начальным содержанием COz 1500 ппм объемных. Результаты расчета процесса очистки пирогаза при различных расходах орошения представлены на рис. 10. Расчеты, подтвержденные результатами промышленной эксплуатации, показывают, что концентрация СОг в пирогазе на выходе из установки щелочной очистки (колонны К-7 и К-8) составляет менее 10 ппм об. при

13

расходе пирогаза до 34 т/ч. В настоящее время нагрузка установки газоразделения 29-31 т/ч. В дальнейшем ожидается увеличение нагрузки по пирогазу до 36 т/ч. В этом случае необходимо повышение расхода щелочного раствора с 20 до 25 т/ч. Максимальная производительность насосов составляет 30 т/ч.

Реконструкция проведена по варианту, согласно которого в колонне К—7 выполнена замена насадки, а колонна К—8 эксплуатируется по существующей технологической схеме без внесения изменений. Разработанные насадочные элементы были изготовлены Инженерно-внедренческим центром "Инжехим", г. Казань, в объеме 22 м3 и во время капитального ремонта загружены в колонну.

С использованием диффузионной модели процесса щелочной очистки пирогаза и данных гидравлических испытаний получены обобщающие уравнения для ВЭТС новой насадки. После уточнения на основе данных промышленной эксплуатации выражения имеют вид: при концентрации щелочи в 5% ВЭТС=0.055- Кег°'947(С/Ь)0'062,

при концентрации щелочи в 8% ВЭТС = 0.798• Кег°-269(С/Ь)0Л19,

при концентрации щелочи в 10% ВЭТС=0.112-Не/^С/Ь)"41.

Продольное перемешивание по газовой фазе описывается уравнением:

где Рег = №„1/0,,,..

Рис.10 Зависимость конечной концентрации СОг от расхода пирогаза. Насадка "Инжехим -2000". Реконструкция по варианту II.

I - расход раствора щелочи 20 т/ч: Г - р.к лил щелочи 25 т/ч.

Центральной лабораторией ОАО "Казаньоргсинтез" Проведено обследование работы колонн в период с 31.05.2000 по 14.06.2000 г. Целью исследования являлось рассмотрение возможности снижения расходного коэффициента щелочи на 1 тонну этилена. Проектная величина этого параметра 10 кг/т этилена. Установлено, что при расходном коэффициенте щелочи от 7.4 до 10.7 кг/т содержание СО2 ниже 20 ппм уже на выходе из колонны К—7. При снижении расходного коэффициента до 2.8 — 1.9 кг/т концентрация СОг возрастает до 97 ппм на выходе из К—7, но на выходе из

Рег =885911е;<)б7>

ижчтгг

16 20 24 28 32 36 п _/..

колонны К—8 эта величина не превышает 20 ппм, предусмотренных по регламенту. В то же время снижение расходного коэффициента приводит к более полной отработке щелочи (до концентрации ЫаОН 0.21 — 0.60 %масс).

Эксплуатация колонны К—7 с новой насадкой позволила снизить расходный коэффициент щелочи на тонну этилена с 10.7 до 5 кг. При этом содержание СОг в товарном этилене не превышает 10 ппм объемных. Гидравлическое сопротивление слоя насадки в К—7 с новой насадкой снизилось до 0.01 — 0.02 кгс/см2, с кольцами Рашига эта величина составляла

0.04.0.05 кгс/см2.

В последнем разделе Главы 4 рассматривается тиражирование полученных результатов для реконструкции колонн на аналогичной установке ЭП-60. Основные результаты и выводы.

♦ На основе анализа развития конструкций насадочных элементов разработана неупорядоченная насадка, обладающая высокой эффективностью, низким гидравлическим сопротивлением и стойкостью к отложениям механических загрязнений.

♦ Выполнены экспериментальные исследования насадки на лабораторном стенде по перепаду давления и структуре потока жидкой фазы.

♦ Для новой насадки получены обобщающие уравнения для расчета гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки, коэффициента продольного перемешивания и ВЭТС.

♦ Выполнена диагностика работы узла щелочной очистки пирогаза при различных конструктивных и режимных параметрах установки Э-100. Предложены технические решения по реконструкции насадочных колонн для повышения степени извлечения при хемосорбции.

♦ В мае 2000 г выполнена реконструкция колонны К-7 на заводе "Этилен" ОАО "Казаньоргсинтез" путем замены колец Рашига на разработанную насадку (4 секции высотой по 3.5 м).

♦ Экономический эффект за счет уменьшения расхода щелочи и снижения потерь -пилена за 6 месяцев промышленной чкеплуатаннн составляет более 500 тыс. руб.

♦ Рассмотрен вариант реконструкции колонн на аналогичной установке ЭП-60 ОАО "Казаньоргсинтез".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Лаптев А.Г., Ясавеев Х.Н., Фарахов М.И., Шигапов И.М., Данилов В.А. Проектирование контактных элементов для массообменных насадочных колонн. //В межвузовском научно-методическом сборнике "Совершенствование подготовки учащихся и студентов в области графики, конструирования и стандартизации". - Саратов, СГТУ. - 1999. - С. 115- 118.

2. Шигапов И.М., Лаптев А.Г., Данилов В.А., Ясавеев Х.Н. Математическое моделирование и исследование процессов разделения смесей в колоннах с

новыми насадками. // Тез. докл. "Мат. методы в технике и технологиях - ММТТ-12". - Т.4. - Великий Новгород, НГУ. - 1999.-С. 83 - 85.

3. Лаптев А.Г., Данилов В.А., Шигапов И.М., Фарахов М.И. Исследование новых насадочных элементов на полупромышленной установке. / Тез. докл. "Международная конференция по интенсификации нефтехимических процессов "Нефтехимия-99". - Нижнекамск, 1999. - С. 185 - 186

4. Данилов В.А, Лаптев А.Г., Шигапов И.М. Применение высокоэффективной насадки при реконструкции колонн щелочной очистки пирогаза на заводе "Этилен" / Научная сессия. Аннотация сообщений. - Казань, КГТУ. - 1999. - С.79.

5. Лаптев А.Г., Данилов В.А., Шигапов И.М., Ясавеев Х.Н. Гидравлические и массобменные характеристики насадочных колонн / Казан, гос. технолог, ун-т,-Казань, 2000. 55с.: 31 ил. - 6 табл.- Библиогр. 33 назв. - Рус.- Деп. в ВИНИТИ №537-В00 от 29.02.00 г.

6. Фарахов М.И., Кудряшов В.Н., Черевин В.Ф., Мухитов И.Х., Лаптев А.Г., Дьяконов Г.С., Еремин АЛ., Файзрахманов H.H., Минеев Н.Г., Шигапов И.М. Насадка для массообменных колонн. Свидетельство на полезную модель №2000101491/20 (001405) от 22.06.2000 г.

7. Данилов В-А., Лаптев А.Г., Шигапов И.М., Минеев Н.Г. Моделирование процесса щелочной очистки пирогаза на заводе "Этилен"/ Тез. докл. XIII конфер Математические методы в технике и. технологиях - ММТТ-2000 - Т.З. - Санкт -Петербург, СГТИ. - 2000. - С.54 - 56

8. Данилов В.А., Лаптев А.Г., Шигапов И.М., Кудряшов В.Н., Черевин В.Ф., Мухитов И.Х., Еремин A.A., Файзрахманов H.H. Реконструкция колонн щелочной очистки пирогаза на заводе "Этилен" / Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии. Межвузовский тематический сборник научных трудов. - Казань, КГТУ. - 1999 - 2000. - С. 58 - 63.

9. Ильяшенко Е.Б., Шигапов И.М., Ясавеев М.Х. Структура потока в насадочном слое. /Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии. Межвузовский тематический сборник научных трудов. - Казань, КГТУ. - 1999 -2000.-С. 171 -174.

Ю.Дьяконов Г.С., Фарахов М.И., Ясавеев М.Х, Маряхин H.H., Шигапов И.М., Ильяшенко Е.Б. Экспериментальная установка для исследования насадочных контактных устройств/Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии. Межвузовский тематический сборник научных трудов. - Казань, КГТУ. - 1999 - 2000. - С. 235 - 239.

П.Дьяконов Г.С.. Лаптев А.Г.. Фяпяхои М.И., Ясавеев М.Х, IHürancs И.М., Маряхин H.H. Разработка новой нерегулярной насадки и ее гидродинамические исследования /Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии. Межвузовский тематический сборник научных трудов. - Казань, КГТУ. - 1999 - 2000. - С. 239 - 248.

Соискатель:

И.М. Шигапов

Заказ 2 4$

тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МАССОТЕПЛООБМЕН В НАСАДОЧНЫХ КОЛОННЫХ АППАРАТАХ

1.1. Гидродинамические характеристики насадочных контактных устройств

1.2. Массо- теплообменные характеристики насадочных колонн

1.3. Хемосорбция в насадочных колоннах

1.4. Пути повышения эффективности процессов разделения в промышленных колонных аппаратах

Выводы.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХЕМОСОРБЦИИ И АНАЛИЗ РАБОТЫ КОЛОНН (К-7, К-8)

2.1. Технологическая схема узла щелочной очистки пирогаза

2.2. Алгоритм моделирования процесса разделения смесей в колоннах К-7 и К

2.3. Алгоритм потарелочного расчета колонн К-7 и К

2.4. Диффузионная модель процесса хемосорбции в насадочном аппарате

2.5. Анализ работы колонн К-7 и К-8 при существующей и повышенной нагрузках.

Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОЙ НАСАДКИ.

3.1. Разработка и описание новой насадки

3.2. Экспериментальное исследование гидравлических и массообменных характеристик насадочиых элементов. 3.2.1. Описание экспериментальной установки. 3.2.2 Разработка и описание схемы автоматизации установки

3.2.3. Методика экспериментальных исследований насадки

3.2.4. Результаты испытаний. Выводы.

ГЛАВА 4. РЕКОНСТРУКЦИЯ УЗЛА ЩЕЛОЧНОЙ ОЧИСТКИ.

4.1. Выбор варианта реконструкции узла щелочной очистки.

4.2. Определение эффективности узла щелочной очистки после реконструкции.

4.3. Результаты промышленной эксплуатации новой насадки.

4.4. Щелочная очистка пирогаза на установке газоразделения ЭП

4.4.1. Постановка задачи

4.4.2. Диагностика работы и реконструкция узла щелочной очистки пирогаза установки газоразделения ЭП-60(2)

Выводы.

Многие технологические установки разделения и очистки веществ проектировались и вводились в эксплуатацию 30 — 40 лет назад. За это время изменились экономические отношения в стране, сырьевая база, возросли требования к качеству производимой продукции и экологической безопасности производств. В последние годы в практике отечественных и зарубежных предприятий сложилась устойчивая тенденция к замене устаревших контактных элементов на модернизированные или вновь разработанные виды насадок, обладающих более широким интервалом устойчивой работы и большей эффективностью. На ОАО "Казаньоргсинтез" в производстве Этилен—100 поставлена задача проведения реконструкции технологической схемы газоразделения и увеличения выпуска этилена. Это вызвано как возросшим спросом на полиэтилен, так и необходимостью снижения энергозатрат на единицу продукции. Опыт промышленной эксплуатации на Э—100 показывает, что качество полиэтилена во многом определяется узлом щелочной очистки пирогаза. Действующие колонны не всегда обеспечивают заданное качество разделения. Поэтому задача реконструкция узла щелочной очистки пирогаза с использованием новых контактных устройств является актуальной.

Целью данной работы является:

Разработка новой высокоэффективной насадки для реконструкции колонн узла щелочной очистки пирогаза в производстве этилена. Экспериментальное исследование гидродинамических и массообменных характеристик новой насадки на лабораторном стенде. Математическое описание и расчет процесса хемосорбции в промышленных насадочных колоннах. Разработка технических решений по реконструкции узла щелочной очистки. Тиражирование полученных результатов.

ГЛАВА 1 МАССОТЕПЛООБМЕН В НАСАДОЧНЫХ КОЛОННЫХ АППАРАТАХ

Насадочные колонные аппараты широко применяются в нефтехимической, химической и др. отраслях промышленности при разделении как бинарных, так и многокомпонентных смесей. Они отличаются простотой устройства и представляют собой цилиндрический корпус с опорной решеткой, на которую насадка засыпается навалом или укладывается упорядоченно.

Эффективность процессов разделения смесей на целевые компоненты существенно зависит от гидродинамики потоков газа (пара) и жидкости. Гидродинамические закономерности потоков газа и жидкости в насадочных колоннах определяются геометрией каналов в слое насадки, скоростей потоков и физико-химических свойств фаз.

Исследованию гидродинамики и тепломассообмена в насадочных и зернистых слоях посвящено большое количество работ. В первую очередь это работы Аэрова М.Э. и Тодеса О.М. Ill, Нигматуллина Р.И. и Рахматуллина Х.А. /2, 3/, Слеттери Д. /4/, Розена A.M. и Олевского В.М. 15, 61, Reinhard Billet 111, Зельвенского Я.Д. /8, 9/, а также Кулова H.H., Кафарова В.В., Холпанова Л.П., Дытнерского А.И., Бердического В.Л., Буевича Ю.А., Гольштика М.А. и многих других авторов /10 - 22/. Для расчета гидравлического сопротивления насадочного слоя используют различные модификации уравнений Дарси /4, 15/ (Re<4) и Эргана /23, 24/, учитывающие силы инерции и вязкости. При Re>>4 обычно используется уравнение Эргана, содержащее только квадратичный член /25, 26/.

В последние годы в практике отечественных и зарубежных предприятий сложилась устойчивая тенденция к замене устаревших контактных элементов на модернизированные или вновь разработанные виды насадок, обладающих более высокой пропускной способностью и большей эффективностью. Пути усовершенствования конструкций насадок проанализированы в работах /27 - 30/.

В данной главе проведен обзор работ, посвященных изучению как гидродинамики, так и процессов тепломассообмена в насадочных аппаратах.

выводы

Рассмотрены варианты реконструкции узла щелочной очистки пирогаза. Проведено прогнозирование эффективности разделения в колоннах после предложенной модернизации. Приводятся результаты промышленной эксплуатации узла щелочной очистки пирогаза установки Э - 100 ОАО "Казаньоргсинтез" с разработанной в главе 3 насадкой.

Достигнутый экономический эффект за счет уменьшения расхода щелочи и снижения потерь этилена за 6 месяцев промышленной эксплуатации составляет более 500 тыс. руб. (прил. 5).

Рассмотрен вариант реконструкции колонн на аналогичной установке ЭП-60 ОАО "Казаньоргсинтез".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе рассмотрена технологическая схема узла щелочной очистки пирогаза установки газоразделения Этилен-100 завода "Этилен" ОАО "Казаньоргсинтез". Составлено математическое описание процесса хемосорбции на основе однопараметрической диффузионной модели. Разработан алгоритм расчета насадочных колонн К-7 и К-8 с учетом рецикла поглотителя. Проведены расчеты и выполнен анализ работы действующих колонн узла щелочной очистки с кольцами Рашига. Установлено, что при повышении нагрузки по пирогазу для достижения заданной степени извлечения необходимо реконструкция колонн К-7 и К-8, путем замены колец Рашига на более эффективные насадочные элементы.

На основе анализа развития конструкций насадочных элементов и представления физической картины процесса разработана неупорядоченная насадка, обладающая высокой эффективностью, низким гидравлическим сопротивлением и стойкостью к отложениям механических загрязнений.

Выполнены исследования новой насадки на экспериментальном стенде по перепаду давления и структуре потока жидкой фазы.

Получены обобщающие уравнения для новой насадки для расчета гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки, коэффициента продольного перемешивания и ВЭТС.

Выполнена диагностика работы узла щелочной очистки пирогаза при различных конструктивных и режимных параметрах установки Э-100. Предложены технические решения по реконструкции насадочных колонн для повышения степени извлечения при хемосорбции.

В мае 2000 г выполнена реконструкция колонны К-7 на заводе "Этилен" ОАО "Казаньоргсинтез" путем замены колец Рашига на разработанную насадку (4 секции высотой по 3.5 м).

1.Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем: Гидродинамические и тепловые основы расчета. - Л.: Химия, 1979.-286 с.

2. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 1. М.: Наука, 1987. -464 с.

3. Рахматуллин Х.А. Газовая и волновая динамика. М.: Изд-во Моск. унта, 1983.

4. Слеттери Дж. Теория переноса импульса, энергии и массы в сплошных средах. М.: Мир, 1978.

5. Розен A.M., Мартюшин Е.И., Олевский В.М. и др. Масштабный переход в химической технологии: разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделирования / Под ред. A.M. Розена. М.: Химия, 1980.320 с.

6. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) / Под. ред. В.М. Олевского. -М.: Химия, 1988.

7. Reinhard Billet. Packed towers in processing and enviropmental technology. VCH. New York, 1995.

8. Зельвенский Я.Д., Титов A.A., Шалыгин В.А. Ректификация разбавленных растворов . Л.: Химия, 1974.

9. Зельвенский Я.Д. Насадочные ректификационные колонны для глубокой очистки летучих веществ // Химическая пром-ть. 1987. - №7. - С.425-427.

10. Ю.Даракчиев Р.Д., Колев H.H. Гидродинамические и массообменные характеристики насадочного биореактора.// Теор. осн. хим. технол. 1996. Т.30. №2. С.163 167.

11. Kramers Н., Alberda G. Cem. Eng. Sei. 1953. V.2. №4. P. 173.

12. Дильман В.В., Аксельрод Ю.В., Жиляева Т. А. Исследование продольного перемешивания жидкости в насадочных скрубберах.// Журн. прикл. химии. 1968. Т.61. №11. С.2488.

13. Furzer I.A., Michell R.W. Liquid-phase dispersion in packed beds with two-phase flow.//A.I.Ch.E Journal. 1970. V.16. №3. P.380.

14. Использование новых насадок в абсорбционных процессах /Hovorko F., Linek V., Sinkule J, Braun Y. //Chem. Listy.-1993.-vol.87, №9.-P.169-170

15. Mullin J.W., Butt W.M. The wetting of grid packing surfaces. // Trans. Instn. Chen. Engrs. 1962. Y.40. P. 227 232.

16. Точигина И.А., Кулагин Ю.М. Влияние жидкой пленки на сопротивление газовому потоку в трубе. // Изв. ВУЗов. Энергетика. 1978. №11. С.144- 146.

17. Новожилов В.Н., Закарян C.B., Парфенова T.JI. Расчет параметров режима работы пленочных аппаратов при минимуме потерь давления. // Хим. и нефтехим. машиностроение. 1978. - №11. - С.20 - 21.

18. Исследование гидродинамики и массообмена в пленке жидкости с учетом входного участка. Холпанов Л.П., Шкадов В.Я., Малюсов В.П., Жаворонков Н.М. // Теор. осн. хим. технол. 1976. - Т. 10, №5. - С. 659 -669.

19. Булкин В.А., Николаев H.A. Изучение гидродинамики и массопередачи при прямоточном восходящем винтовом движении газа и жидкости в трубке. // Изв. ВУЗов. Хим. и хим. технол. 1970. - Т. 13, №6. - С. 898 -902.

20. Соловьев A.B., Преображенский Е.И., Семенов П.А. Гидравлическое сопротивление в двухфазном потоке. // Хим. пром-ть. 1966. - №8. -С.601 -604.

21. Шейдеггер А.Э. Физика течения через пористые среды. М.: Гостехиздат. - 1960. - 438 с.

22. Ergun S. Fluid Flow through Packed Columns // Chem. Eng. Progr. 1952. -V. 48, No. 42. -P.89.

23. Vortmeyer D., Shuster J. Evalution of Steady Flow Profiles in Rectangular and Circular Packed Beds by a Varionational Method // Chem. Eng. Sci. -1983. -V. 38, No. 10. P. 1691.

24. Гольдштик M.A. Процессы переноса в зернистом слое. Новосибирск: Ин-т теплофизики СО АН СССР. - 1984. - 256 с.

25. Гладильщикова С.В. и др. Насадки массообменных аппаратов для нефтепереработки и нефтехимии. / Обзорная информация. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. - 1983. - 20 с.

26. Китаин Ю.В., Филин В.Я. Насадки массообменных колонн для систем газ жидкость. / Обзорная информация. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. - 1983. - 52 с.

27. Мишин В.П., Кацашвили В.Г. Зарубежные насадочные устройства массообменной аппаратуры. / Обзорная информация. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. - 1983. - 20 с.

28. Гидравлические и массобменные характеристики насадочных колонн / А.Г. Лаптев, В.А. Данилов, И.М. Шигапов, Х.Н. Ясавеев. / Казан, гос. технолог, ун-т,- Казань, 2000. 55с.: 31 ил. 6 табл.- Библиогр. 33 назв. -Рус,- Деп. в ВИНИТИ №537-В00 от 29.02.00 г.

29. ЗЕМакина И.В., Гельперин Н.И., Новобратский В.Л. и др. Определение истинных коэффициентов массоотдачи в насадочных абсорбционных аппаратах//Химическая промышленность. 1986.- №11. - С. 39 - 41.

30. Касаткин А.Г., Цыпарис И.Н. Массопередача в жидкостной пленке в абсорбционных насадочных колоннах // Химическая промышленность. -1952. №7. - С. 203 -210.

31. Клев И., Винклер К., Даракчев P. И др. Создание эффективных насадок для колонных аппаратов на основе теории массообменных процессов. // Химическая промышленность. 1986. - №8. - С. 41- 45.

32. Макина И.В., Гельперин Н.И., Новобратский B.J1. и др. Оценка массообменной способности насадочных абсорбционных колонн. // Химическая промышленность. 1986. - №9. - С. 37 - 39.

33. Гильденблат И.А., Рамм В.М. Массопередача в насадочной колонне. // Труды МХТИ. 1967. - №56. - С. 25 - 31.

34. Орлов М.А., Фурман А.И., Малышкина С.А. Седловидная насадка для сернокислого производства // Химическая промышленность. 1990. - №9. - С. 47 - 48.

35. Крель Э. Руководство по лабораторной перегонке./ Перевод с нем.; Под ред. В.М. Олевского. М.: Химия, 1980. - 68 с.

36. Алекперова JI.B., Аксельруд Ю.В., Дильман В.В. Струнина А.В., Морозов А.И. Гидродинамические исследования седловидных насадок и колец Палля // Химическая промышленность. 1974. - №5. - С. 60 - 62.

37. Dankworth D.C., Sundaresan S. A macroscopic model for countercurrent gas-liquid flow in packed columns//A.I.Ch.E.J. 1989. - V.35, №8. - P. 1282 -1293.

38. Kushalkar K.B., Pandarcar V.G. Liquid holdup and dispersion in packed columns. // Chem. Eng. Sci. 1990. - V.45, №3 - P. 759- 763/

39. Stanek V., Jiricny V. Transients of the hydrodynamics of countercurrent packed-bed columns. // Chem. Eng. Sci. 1990. - У.45, №2 - P. 449 - 455.

40. Parti Mihali. Conduction effects in packed beds // World Congr. Ill Chem. Eng. Tokyo, Sept. - 21 - 25. - 1986. - V.2. - S. 1. - S.a. - P. 596 - 599.

41. Nagy F., Kerenyi E. Laboratoriumi es uzemi rectifilcalo natekonysaganak csszehasonlitasa // Mady. asvanyolajes foldgazkisere. Kozl. 1977. V.18. -P.21 -27.

42. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. М.: Химия, 1978. - 280 с.

43. Кафаров В.В. Основы массопередачи. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1979. - 596 с.

44. Кафаров В.В., Бляхман Л.И., Плановский А.Н. Явление скачкообразного увеличения тепло- и массообмена между газовой и жидкой фазами в аппаратах с насадкой. // Теор. основы хим. технол. -1976. Т. 10, №3 - С. 331 - 336.

45. Ильиных А.А., Мемедляев Э.Н., Кулов Н.Н. Массообмен в орошаемой насадке в режимах подвисания и эмульгирования. // Теор. основы хим. технол. 1989. - Т.23, №5 - С. 569 - 574.

46. Кафаров В.В., Бляхман Л.И. Оптимальные условия работы насадочных ректификационных колонн. // Журн. прикл. химии. 1950. - №3 - С. 244 -255.

47. Fukushima Susumu, Kusaka Katsuhiko/ Gas-liquid mass transfer and hydrodynamic flow region in packed columns with cocurrent upyard flow. // J. Chem. Eng. Jap. 1979. - V.12, №4 - P.296 - 301.

48. Abraham M., Sawant S.B. Hydrodynamics and mass transfer characteristics of packed bubble columns // Chem. Eng. J. 1990. - V.43, №3 - P. 95 - 105.

49. Bylica I., Jaroszynslci M. Сравнительное исследование гидродинамики неупорядоченных и структурированных насадок //Inz. Chem. I proces.-1995.-V. 16, №3.-P.421-439.

50. Bemer G.G., Kalis G.AJ. A new method of predict hold-up and pressure drop in packed columns// Trans. Instn Chem. Engrs. 1978 - V.56. - P. 200 -204

51. Cihla Z., Schmidt O. Colin Czech. Chem. Commun. Engl. Edn. 1957. -V.22. - P. 896.

52. Scott A.H. Trans. Instn Chem. Engrs. 1935. - V.13. - P. 211.

53. Jamson G.J. Trans. Instn Chem. Engrs. 1966. - V.44. - P. 198.

54. Porter K.E. Liqud flow in packed columns. Part I. The rivulet model.// Trans. Instn Chem. Engrs. 1968. - Y.46. - P. 69 - 73.

55. Porter K.E. Liqud flow in packed columns. Part II. The spread of liquid over random packings. // Trans. Instn Chem. Engrs. 1968. - V.46. - P. 74 - 85.

56. Porter K.E. Liqud flow in packed columns. Part III. Wall flow. // Trans. Instn Chem. Engrs. 1968. - V.46. - P. 86 - 94.

57. Porter K.E., Jones M.C. Trans. Instn Chem. Engrs. 1963. - V.41. - P. 240

58. Le Goff P., Lespinasse B. Revue Inst. Fr. Petrole. 1962. - V.17. - P.21.

59. William E. Dunn, Thedore Yermulen, Charles R. Wilke, Tracy T. Word. Longitudinal dispertion in packed gas-absorption column// Ind. Eng. Chem. Fundam. 1977. - V.16, №1. - P. 116 - 124.

60. Edwards M.F., Richardson J.F. Chem. Eng. Sei. 1968. - У.23. - P. 109

61. McHenry K.W., Wilhelm R.H. A.I.Ch.E. J. 1957. - V.3. - P.83.

62. Bischoff K.B., Levencpiel O. Chem. Eng. Sei. 1962. - V.17. - P.257.

63. Bischoff K.B. A note on gas dispersion in packed beds. // Chem. Eng. Sei. -1969.-V.24.-P.607.

64. Bennet A., Goodridge F. Hydrodynamic and mass transfer studies in packed absorption columns. Part I. Axial liquid dispertion.// Trans. Instn Chem. Engrs. 1970. - V48. - P. 232 - 240.

65. Bennet A., Goodridge F. Hydrodynamic and mass transfer studies in packed absorption columns. Part II. The measurement of total interfacial area.// Trans. Instn Chem. Engrs. 1970. - V48. - P. 241 - 244.

66. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Ильяшенко Е.Б. Гидравлические и массообменные характеристики новых насадочных элементов //Межвуз. сб. науч. трудов "Массообменные процессы и аппараты химической технологии".- Казань: КГТУ. 1996.

67. Пат. на изобретение № 96102736/20(005007) от 20. 02. 96 г. Насадка для ректификационных и абсорбционных колонн.

68. Тереловская Т.Р., Кац М.Б., Тенин JI.C. Исследование продольного перемешивания жидкости в орошаемых насадочных колоннах различных размеров.//Теор. осн. хим. технол. 1977. - Т.11, №1 - С.86 -94.

69. Рамм В.М. Абсорбция газов. 2-е изд. - М.: Химия, 1976. - 656 с.

70. Орлов М.А., Хувес Я.Э. Исследование гидравлического сопротивления и брызгоуноса в горизонтальной насадочной колонне с перекрестным течением газа и жидкости //Хим. пром-ть.-1994.-№7.-С.55-57.

71. Kouri R.J., Sohlo J.J. Liquid and gas flow pattern in random and structured packings.: Distillation and absorption. // I. Chem E. Symp. Ser. 1987. -№104. - P. 193 -211.

72. Рогозин, Клыков M.B., Свинухов А.Г. Гидродинамические характеристики сетчатых насадок. //Технология нефти и газа. Вопросы фракционирования. Уфа. - 1975. - №26(4). - С.117 - 122.

73. Рогозин, Клыков М.В., Свинухов А.Г. О гидродинамике потоков и скоростях фазового переноса компонентов в сетчатой насадке. // Технология нефти и газа. Вопросы фракционирования. Уфа. - 1975. -№26(4). -С.123 - 125.

74. Kaiser V. Исследование процессов, протекающих в насадочных колоннах //Chem. Eng. Progr.-1994.-V.90, №6.-Р. 55-59

75. Высокоэффективное контактное устройство для процессов ректификации и абсорбции нерегулярная металлическая насадка ГИАП-НЗ / A.M. Коган, И.И. Гельперин, В.В. Дильман, A.A. Юдина, A.A. Пальмов, A.C. Пушнов //Хим. пром-ть.-1992.-№8.-С. 28 -34

76. Сопротивление и тепломассообмен в сетчатых насадках с пористо-пленочным течением жидкости /Дикий H.A., Шевцов А.П., Шевчук С.В., Чернов С.К. //Пром. теплотехника. 1984. - №5. - С. 19-21

77. Ильиных A.A. Гидродинамика и массообмен в насадочных аппаратах с устойчивым режимом эмульгирования. Автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.17.08. Москва: ИОНХ, 1987. -24с.

78. А.с. 1212523 СССР. Насадка для массообменных аппаратов.

79. Захаров B.JL Гидродинамика и массопередача в насадочных колоннах с низким гидравлическим сопротивлением. Автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.17.08. Москва: МИНГ, 1986. - 26с.

80. Измерение средней толщины пленки жидкости при восходящем прямоточном движении фаз методом локальной электропроводности. / В.Н. Щербаков, В.Ф. Хорин, Н.А. Войнов, Н.А. Николаев. // Изв. ВУЗов. Хим. и хим. технол. 1979. - Т.22, №5. - С. 625 - 629.

81. Роговая И.А., Олевский В.М., Рунова Н.Г. Измерение параметров пленочного волнового течения на вертикальной пластине. // Теор. осн. хим. технол. 1969. - Т.З, №2. - С. 200 - 208.

82. Использование новых насадок в абсорбционных процессах /Hovorko F., Linek V., Sinkule J, Braun V. //Chem. Listy.-1993.-V.87, №9.-P.169-170

83. Конобиев, B.A. Малюсов, H.M. Жаворонков. Изучение пленочной абсорбции при высоких скоростях газа.//Хим. пром-ть. 1961. - №7. - С. 475-481.

84. Kelly R.M., Rousseau R.W., Ferrell J.К. Design of packed, adiabatic absorbers: physical absorption of acid gases in methanol. // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1984. - Y.23. - P. 102 - 109.

85. Feintuch H.M., Treybal R.E.// Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1978. -У.17. - P. 505 - 51 1.

86. Mangers R.J., Ponter А.В. Effect of viscosity on liquid film resistance to mass transfer in a packed column. // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. -1980. V.19.-P. 530 - 537.

87. Echarte, H. Сатрапа, Е.А. Brignole. Effective areas and liquid film mass transfer coefficients in packed columns. // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev.-1984.-V.23.-P. 349 354.

88. Накоряков B.E., Покусаев Б.Г., Алексеин C.B. Влияние волн на десорбцию СОг из стекающих пленок жидкости. // Теор. осн. хим. технол. 1983. - Т.17, №3. - С. 307 - 312.

89. Харин В.Ф., Кабанов Г.П., Николаев Н.А. Определение коэффициентов массоотдачи в пленке жидкости. // Изв. ВУЗов. Хим. и хим. технол. -1977. №6.-С. 926 -929

90. Исследование тепло- и массопереноса в пленочных абсорберах /Grossman G. // Reito=Refrigeration. 1992. - V.67, №777. - P.789-798

91. Муравьев E.B. Пленочная абсорбция в аппаратах химической технологии. ч.1: Гидродинамика пленочных абсорбционных аппаратов / Е.В. Муравьев, В.А. Бернистам, И.М. Манзон, В.И. Томински. М.: 1991.-46 с.

92. Problematika mereni mezifazove plochy v absorberu s pohublivou /Palaty Zdenek //Sb. Ved.pr. VSCHT, Pardubice. 1991.-V55.-P. 303-322

93. Nairtovanje absorberjev /Bladotinsek Pavel, Glavic Peter //Hem. Ind. 1992.-V.46, №5-6. - P. 102-107

94. Schertz, K.B. Bischoff. Termal and material transport in nonisotermal packed beds. // AIChE Journal. 1969. - V. 15, №4 - P.597 - 603.

95. Ponter А.В., Au-Yeung P.H. Estimation of liquid film mass transfer coefficients for columns randomly packed with partially wetted rings. // The Can. Jo urn. Chem. Eng. 1982. - V.60, №2. - P.94 - 99.

96. Davidson J.F., Cullen E.J., Hanson D., Roberts D. The hold-up and liquid film coefficients of packed towers. Part I: Behavior of string of spheres. // Trans. Inst. Chem. Eng. 1959. - У.37. - P.122 - 130.

97. Davidson J.F. The hold-up and liquid film coefficients of packed towers. Part II: Statistical model of the random packing. // Trans. Inst. Chem. Eng. -1959.- Y.37. -P.131 136.

98. Hughmark G.A. Packed column efficiency fundamentals. // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1986. - V.25. - P.405 - 409.

99. Ю7.Гильденблат И.А., Гурова H.M., Рамм В.M. Влияние распределения орошения и высоты насадочного слоя на эффективность абсорбции в колоннах с различными кольцевыми насадками. // Хим. пром-ть. 1966.-№8. - С. 597-601.

100. Bullet R. Влияние начального распределения жидкости на массоперенос в слоях насадки //Chin. J. Chem. Eng. 1994. - V.2, №2. - С. 98-112.

101. Ю9.Тепломассообмен в насадочных колонных аппаратах / И.А. Архаров, А.В. Старостин, О.И. Тишина, В.И. Шадрина. //Вестник МГУ. Сер. Машиностр. 1993. - №3. - С.25-28

102. Ю.Доманский И.В., Тишин В.Б., Соколов В.Н. Теплообмен при восходящем и нисходящем течении газожидкостных смесей в вертикальных трубах. // Журн. прикл. химии. 1970. - Т.43, №6. - С. 1392 - 1394.

103. Ш.Соколов В.Н., Доманский И.В., Давыдов И.В. Гидравлическое сопротивление и теплообмен при восходящем и нисходящем течении газо- жидкостной смеси в вертикальных трубах. // Теор. осн. хим. технол.- 1971. Т.5, №3. - С. 394 - 399.

104. Goto S., Levee J., Smith J.M. Mass transfer in packed beds with two-phase flow. // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1975. - V.14, №4. - P.473 - 478.

105. Шервуд Т., Пигфорд P., Уилки Ч. Массопередача. Пер. с англ. М., Химия, 1982.-696 с.

106. Горелик Р.А., Чертков Р.А. Абсорбция so2 из низкоконцентрированного газа в аппарате с плоскопараллельной насадкой//Хим. пром-сть. 1974. -№10. - С.44-47.

107. Жаворонков Н.М., Малюсов В.А. // Теор. основы хим. технол. 1967.-Т.1, №5. - С.562.

108. Danlcwerts P.V., Sharma М.М. //The Chemical engineer. 1966. - CE244.

109. Dankwerts P.V., Gillham A.J. The design of gas absorbers. I Methods for predicting rates of absorption with chemical reaction in packed columns, and tests with 1.5 in. Raschig rings. // Trans. Inst. Chem. Engr. - 1966. - V.44. -P.42 - 54.

110. Данквертс П.В. Газожидкостные реакции. Пер. с англ. М.: Химия, 1973. -296 с.

111. Danlcwerts P.V., Rizvi S.F. //Trans. Inst. Chem. Engr. 1971. - V.49. - P. 124

112. Joosten G.E.H., Danckwerts Р.У. Chemical reaction and effective interfacial areas in gas absorption. // Chem. Eng. Sci. 1973. - V.28. - P.453 -461.

113. Alper E., Danckwerts P.V. Laboratory scale- model of a complete packed column absorber. //Chem. Eng. Sci. 1976. - V.31. - P.599 - 608.

114. Кафаров В.В., Реутский В.А., Шарифуллин В.Н. Упрощенный расчет коэффициента ускорения процессов хемосорбции.// Журн. прикл. химии.- 1972. Т.45, №6. - С. 1382 - 1383.

115. Van Krevelen D.W., Hoftijzer P.I. //Rec. Tran. Chim. 1948. - V.67.- P.563.

116. Hatta S. Technol. Repts. Tohoku Imp. Univ. 1932. -№10. - P. 119.

117. Расчет хемосорбционной колонны, работающей в режиме идеального вытеснения по обеим фазам./ В.В. Кафаров, В.А. Реутский, В.Н. Шарифуллин, Т.Ю. Журавлева. // Журн. прикл. химии. 1974. - Т.47, №9.- С.2067 2070.

118. Расчет тарельчатых и насадочных хемосорбционных колонн для внутридиффузионной и диффузионо кинетической областей протекания процесса хемосорбции./ В.В. Кафаров, В.А. Реутский, В.Н.

119. Шарифуллин, Т.Ю. Журавлева. // Журн. прикл. химии. 1974. - Т.47, №11. -С.2481 -2485.

120. Кафаров В.В., Реутекий В.А., Журавлева Т.Ю. Расчет процессов хемосорбциипри протекании в жидкой фазе реакции псевдопервого порядка по поглощаемому компоненту.// Журн. прикл. химии. 1974.-Т.47, №12. - С.2662 - 2665.

121. PorterК.Е. //Trans. Inst. Chem. Eng. 1963. - V.41,№10. - P.320.

122. Кафаров В.В., Реутекий В.А., Журавлева Т.Ю. Учет сопротивления газовой фазы при хемосорбции труднорастворимых газов.// Журн. прикл. химии. 1975. - Т.48, №2. - С.330 - 333.

123. Кафаров В.В., Реутекий В.А., Журавлева Т.Ю. Расчет процессов хемосорбции с использованием асимметричной ячеечной модели.// Журн. прикл. химии. 1975. - Т.48, №2. - С.339 - 344.

124. Ш.Кафаров В.В., Реутекий В.А. О применении теории подобия к химическим процессам//Усп. химии. 1961. - Т.30, №5. - С.679 - 700.

125. Alper Е. Gas absorption with second order reaction comparison of approximate enhancement factor equations. // Chem. Eng. Sci. - 1973. - V28.-P.2092-2093/

126. Кишиневский M.К., Корменко Т.С, Попа T.M. // Теор. осн. хим. технол. 1971. - Т.4. -С.641.

127. Porter К.Е. //Trans. Inst. Chem. Eng. 1966. - Y.44. - P.25.

128. Chowdhury А.К., Ross L.W. Gas liquid reactions. Formulation as initial -value problems./ Chem. Eng. Sci. - 1973. - V.28. - P.658 - 663.

129. Астарита Дж. Массопередача с химической реакцией. / Перевод с англ.; Под ред. JI.A. Серафимова. JL: Химия, 1971. - 224 с.

130. Cornelissen А.Е. Simulation of absorption of h2s and co2 into aqueous alkanolamines in tray and packed columns. // Trans. Inst. Chem. Eng. 1980.-V.58. - P.242 - 250.

131. Лебедев Ю.Н. Совершенствование колонной аппаратуры для нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовойпромышленности./ В сб. тезисов докладов 6-ой Всесоюзной конференции по теории и практике ректификации. Северодонецк, 1991. - С.32-38.

132. Реконструкция установки получения моторных топлив. / В.Ф. Баглай, Н.Г. Минеев, А.Г. Лаптев, Г.С. Дьяконов, М.И. Фарахов.: Межвузовский тематический сборник научных трудов. Казань, КГТУ. -1997. - С. 13-20.

133. Баглай В.Ф. Моделирование процесса разделения углеводородного сырья и реконструкция колонн установки получения моторных топлив.: Дисс. канд. техн. наук: 05.17.08. Казань: КГТУ, 1997. - 171 с.

134. Патент РФ № 97110747/20 (011357) от 26.06.97 г. Насадка для массообменных колонн.

135. Ильяшенко Е.Б. Моделирование процесса охлаждения пирогаза и реконструкция теплообменной колонны установки газоразделения.: Дисс. канд. техн. наук: Казань: КГТУ, 1998. - 117 с.

136. Ясавеев Х.Н. Реконструкция дебутанизатора и изопентановой колонн на ГФУ с целью повышения эффективности процесса ректификации.: Дисс. канд. техн. наук: Казань: КГТУ, 1998. - 149 с.

137. Пат. РФ №98119407 от 25.11.98. Насадка для тепло-массообменных процессов.

138. Дьяконов С.Г., ЕлизаровВ.И., Кафаров В.В. Сопряженное физическое и математическое моделирование промышленных аппаратов //ДАН СССР.-1985.-т.282, №5.-С. 1195-1199

139. Дьяконов С.Г., ЕлизаровВ.И., Кафаров В.В. Сопряженное физическое и математическое моделирование в задачах проектирования промышленных аппаратов //Журн. Прикл. Химии.-1986.-т.59, №9.-С. 1927-1933

140. Лаптев А.Г. Моделирование элементарных актов переноса в двухфазных средах и определение эффективности массо- и теплообмена в промышленных колонных аппаратах.: Дис. .докт. техн. наук.-Казань: КХТИ, 1995.-404 С.

141. Дьяконов С.Г., Елизаров В.И., Лаптев А.Г. Моделирование массотеплопереноса в промышленных аппаратах на основе исследования лабораторного макета // Теор. основы хим. технологии.-1993.-т.27, №1,-С. 38-50

142. Дьяконов С.Г., Елизаров В.И., Лаптев А.Г. Модель переноса в барботажном слое на контактных устройствах промышленных аппаратов //Массообменные процессы и аппараты хим. технол. Межвуз. темат. сб. науч. тр. Казань: КХТИ.- 1988.-С.8

143. Дьяконов С.Г., Елизаров В.И., Лаптев А.Г. Модель массоотдачи в газовой фазе при разделении газожидкостных систем в насадочных колоннах //Изв. Вузов. Химия и хим. технол.-1990.-т.33, №4.-С. 108

144. Дьяконов С.Г., Елизаров В.И., Лаптев А.Г. Теоретические основы и моделирование процессов разделения веществ. Казань, КГУ. - 1993. -438 с.

145. Математическое моделирование и исследование процессов разделения смесей в колоннах с новыми насадками. / И.М. Шигапов, А.Г. Лаптев,

146. B.А. Данилов, Х.Н. Ясавеев // Тез. докл. "Мат. методы в технике и технологиях ММТТ-12". -Т.4. - Великий Новгород, НГУ. - 1999.-72с.

147. Гельперин Н.И., Пебалк В.Л., Костанян А.Е. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности. М.: Химия, 1977. -264 с.

148. Борисов Г.С., Быков В.П., Дытнерский Ю.И. и др. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Дытнерского Ю.И. 2-е изд. - М.: Химия, 1991. - 496 с.

149. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.: Учебное пособие для вузов / Под ред. чл.-кор. Романкова П.Г. 9-е изд. - Л.: Химия, 1981. -560с.

150. Лаптев А.Г., Данилов В.А. Математическое моделирования процесса хемосорбции в насадочных колоннах // Хим. пром-сть. 1998. - №1(23). -С. 25-28.

151. А.с. СССР №1304863, В 01 D 53/20,1985.

152. А.с. СССР №990277, В 01 D 53/20, 1983.

153. Свид. на пол. модель №6727 (РФ), В 01 J 19/20, 1997.

154. А.с. РФ №2000101491/20 (001405) от 22.06.2000 г. Насадка для массообменных колонн.

155. Ильяшенко Е.Б., Шигапов И.М., Ясавеев М.Х. Структура потока в насадочном слое. / Межвуз. тематич. сб. науч. тр. "Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии". Казань, КГТУ. - 1999 -2000.-С. 171 -174.

156. Данилов В.А, Лаптев А.Г., Шигапов И.М. Применение высокоэффективной насадки при реконструкции колонн щелочной очистки пирогаза на заводе "Этилен" / Аннотация сообщений. Науч. сессия КГТУ. Казань, КГТУ. - 2000. - С.79.

157. Аксельрод Ю.В. Газожидкостные хемосорбционные процессы. Кинетика и моделирование. М.: Химия. - 1989. - 240 с.