автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка конструкции и оценка гидродинамических и массообменных характеристик нерегулярной насадки для энергосберегающих технологий

На правах рукописи

Кремнева Татьяна Валерьевна

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ОЦЕНКА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И МАССООБМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕРЕГУЛЯРНОЙ НАСАДКИ ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

05 02 13 - Машины, агрегаты и процессы (в нефтегазовой отрасли)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ииа071904

Москва-2007

003071904

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа им ИМ Губкина

Научный руководитель — кандидат технических наук, профессор

Щелкунов В А

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор

Александров И А

кандидат технических паук, доцент Зотов С В

Ведущая организация — ОАО «ВНИИНефтемаш»

Защита состоится

" ШСХО*^ 200 f г в S<f— час в аудитории на заседании диссертационного совета Д212 200 07 в Российском гос> дарственном универст ете нефти и газа им И М Губкина по адресу 119991, ГСП-1, г Москва, Ленинскии проспект, д 65

С диссертацией можно ознакомился в библиотеке Российского государственного университета неф ги и газа им ИМ Губкина

Автореферат разослан "j^J' ^^^ 200jf г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, с н с

Гинзб) рг Э С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. По прогнозным оценкам спрос на первичную энергию в мире будет увеличивайся на 1-2% в год в течение трех последующих десятилетий Поэтом} экономия энер(ии и углеводородного сырья является наиболее важной задачей, стоящей в настоящее время перед знергопогреб-ляющими компаниями, и в особенности перед нефтегазовыми компаниями — основными потребителями энергетических ресурсов

С позиции энер1 осбережения россииские предприятия нефтегазоперера-ботки и неф1ехимии недостаточно эффективны, поскольку их в основном проектировали в 50-60-е гг XX века, когда недостатка в энергетических мощностях и топливе не ощущалось Современные цены на электрическую и тепловую энершю вынуждают НПЗ расходовать средства не на реконструкцию технологических установок, а на строительство энер! облоков, паровых котлов. Однако очевидно, что, с экономической точки зрения, создание собственной энергетики на НПЗ все же представчяется маловыгодным мероприятием, в связи с чем до сих пор основным направлением ресурсоэнергосбережения на НГТЗ является совершенствование оборудования и оптимизация процессов разделения нефтепродуктов, на долю которых приходится до 62% от общего расхода томлива и 46% элекфоэнергии

Снижения энер1 оемкости процессов разделения можно добиться путем использования высокоэффективных контактных устройств, одновременно обладающих опшмальными гидродинамическими характеристиками Одним из доступных, достаточно простых и дешевых методов, позволяющих интенсифицировать массообменный процесс и снизить энер1 озатраты на ею проведение, является использование в качестве контактных >стройств насадок нерегулярного типа

В промышленной практике разделения газовых и жидких смесей методами абсорбции, ректификации и т д насадочные колонны применяются значительно реже, чем тарельчатые Эю связано, в первую очередь, с тем, что,

несмотря на существующее в настоящее время многообразие конструкций нерегулярных насадок, в качестве контактных устройств до сих пор используются, в основном, морально устаревшие импортные насадки типа колец Рашига и Палля Внедрение же новых и модернизированных отечественных насадок сдерживается тем, что подавляющее большинство конструкции насадок или не исследовалось вообще, или исследовалось в недостаточном объеме

В связи с вышеизложенным создание новой конструкции эффективной отечественной нерегулярной насадки, изучение особенностей ее раб отел и разработка методов расчета основных характерно ик насадки являются весьма актуальными задачами

Цель работы. Выявление наиболее оптимальных и эффективных путей совершенствования конструкций нерегулярных насадочных контактных устройств кольцевого типа и разработка на основе проведенного анализа современных требований, предъявляемых к контактным устройствам данного типа, высокоэффективной конструкции нерегулярной насадки для энергосберегающих технологий переработки нефтегазового сырья

Указанная цель определила постановку и решение следующих задач

• разработка на уровне изобретения новой патентоспособной конструкции нерегулярной насадки кольцевого типа, позволяющей интенсифицировать массообменный процесс и снизить энергетические затраты на его проведение,

• исследование влияния конструктивных и режимных параметров на гидравлические и массообменные характеристики новой конструкции нерегулярной насадки,

• получение расчетных зависимостей, необходимых для определения основных конструктивных параметров колотых тепломассообменных аппаратов с новой нерегулярной насадкой, и разработка рекомендаций по практическому применению данных кольцевых насадок в промышленных условиях

Научная новизна работы заключается в следующем

• разработана новая конструкция нерегулярной насадки кольцевою типа с лепестками в виде гребенок, позволяющая интенсифицировать массообменный процесс и снизить энергозатраты на его проведение, разработка защищена Патентом РФ на изобретение,

• выявлены гидродинамические особенности работы и исследовано влияние конструктивных и режимных параметров на основные гидродинамические и массообменные характеристики кольцевой насадки новой конструкции,

• потучены зависимости для расчета основных гидродинамических параметров новой конструкции кольцевой насадки и предложено уравнение для расчета высоты, эквивалентной единице переноса массы,

• посредством сопоставительного анализа с другими нерегулярными контактными устройствами произведена оценка энергетических заграт на проведение тепломассообменного процесса с использованием новой конструкции насадки

Практическая значимость работы заключается в возможности и целесообразности использования полученных и обоснованных резульгашв исследования (выводов и расчетных зависимостей) при проведении практические расчетов по эффективности использования предложенной конструкции нерегулярной насадки в массообменных аппаратах промышленных размеров

Результаты диссертационной работы могут быть использованы отраслевыми научно-исследовательскими и проектными организациями при выполнении проектов по разработке новых и совершенствованию старых конструкций тепломаесообменных аппаратов нефтяной, нефтегазоперерабагывающей, химической и ряда других отраслей промышленности

Апробация работы Основные результаты работы и отдельные ее положения докладывались и обсуждались на 5-ой научно-технической конферен-

ции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" (2003), научной конференции аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций "Молодежная наука - нефтегазовому комплексу" (2004), 5-ой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности "Новые технологии в газовой промышленности" (2003), электронной конференции по подпрограмме "Топливо и энергетика" научно-технической программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (2004), 7-ой Всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России ' (2007)

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в семи печатных работах По теме диссертации получены четыре Патента РФ на изобретения и один Патент РФ на полезную модель

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы из 148 наименований и приложения Работа содержит 230 страниц, 20 таблиц, 73 рисунка

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность и перспективность выбранного направления исследования, сформулированы основные цели и задачи работы

Первая глава посвящена обобщению литературных данных по изучаемой проблеме и анализу результатов исследований, ранее выполненных в данной области

Приводятся данные по насадочным контактным устройствам нерегулярного типа, применяемым в настоящее время в химической, нефтехимической нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности

Рассмотрены основные тенденции в разработке нерегулярных насадоч-ных контактных устройств Установлено, что более широкое распространение

получили нерегулярные насадки, имеющие кольцевую, наиболее благоприятную с точки зрения гидродинамики, форму

Показано, что от правильного выбора конструкции насадки зависит эффективность и надежная работа массообменного аппарата и выявлены основные недостатки, присущие большинству конструкций цилиндрических нерегулярных насадок низкая степень гурбулизации и диспергирования потоков, а также неравномерное распределение потока жидкости по поперечному сечению слоя, в результате чет часть жидкости, растекаясь по стенкам колонны, покидает аппарат без эффективного взаимодействия с газом

На основе анализа имеющихся в литературе уравнений для расчета гидродинамических и массообменных характеристик насадок нерегулярного типа выделены основные конструктивные и режимные параметры, определяющие эффективность работа насадки, что определило направление проведения экспериментальных исследований

Вторая глава содержит подробную характеристику объекта исследования — нерегулярной насадки кольцевого тина с лепестками в виде гребенок, описание отдельных элементов и работы экспериментального стенда, а также разработанных методик проведения соответствующих экспериментов

Элемеш насадки, разработанной на кафедре оборудования нефгегазопе-реработки РГУ нефти и газа им И М Губкина, представляет собой (рис 1) цилиндрическое кол1.цо 1, боковая поверхность которого оснащена прямоугольными просечками 2, расположенными рядами но высоте в шахматном порядке и отогнутыми по поперечной образующей внутрь цилиндрического кольца в виде лепестков 3 Каждый лепесток имеет вдоль одной из продольных сторон поперечные надсечки, выполненные через одинаковый интервал При этом образуется система пластинчатых элементов 4, отогнутых в противоположные стороны по высоте лепестка и образующих пару I ребенок с одним основанием

ботки РГУ нефти и газа им ИМ Губкина

Такое конструктивное оформление насадки способствует увеличению эффективности массопередачи за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечного перемешивания Кроме того, преимуществом данной насадки является простота изготовления элементов

В данной работе исследовались три модификации новой конструкции нерегулярной насадки, которые различаются величиной угла а между пластинчатыми элементами гребенок (см рис 1)

Характеристики исследованных насадок приведены в габл 1 Геометрические характеристики исследуемых насадок (свободный объем е и удельная поверхность а) определялись непосредственно в экспериментальной колонне При этом заполнение колонны осуществлялось опусканием в нее по три-четыре элемента насадки по центру колонны с постоянным выравниванием слоя

ТАБЛИЦА 1 Основные характеристики исследованных насадок

Л» Характеристики Единицы Модификация

п/п измерения М1 МП МШ

1 Наружный диаметр, с)„ мм 35 35 35

2 Высота кольца, И мм 35 35 35

3 Толщина кольца 5 мм 0,8 0,8 0,8

4 У гот между пластинчатыми э пементами гребенок, а Количество пластинчатых элементов, п 1рад 60 120 180

5 ЦГГ 4 4 4

6 Удельная поверхность, а м2/м3 165 165 165

7 Свободный объем, е м3/м3 0,868 0 868 0,868

8 Число элементов в м3 слоя шт 19400 19400 19400

9 Объемная масса кг/м3 348 348 348

10 Материальное исполнение Оцинкованная жесть

Для исследования гидравлических и массообменных характеристик новой конструкции насадочною контактного устройства был использован экспериментальный стенд, основной составной частью которого явгсятась колонна внутренним диаметром 0,22 м и общей высоюй 1,85 м

Эксперименты по исследованию гидродинамических параметров насадок проводились на системе воздух/вода по открытой схеме, без циркуляции воды, при высоте слоя насадки о г 300 до 800 мм Расход жидкости варьировался в пределах от 0 до 2,1 м3/ч В опытах изучались перепад давления по высоте слоя сухой насадки и орошаемой насадки при различных режимах работы, удерживающая способность насадки, растекание жидкости по стою насадки Сопротивление орошаемой насадки измеряли при постоянном расходе жидкости в диапазоне нагрузок по газу вплоть до точки захлебывания Максимально достигнутая приведенная скорость газа составляла 3,9 м/с

Определение динамической составляющей удерживающей способности насадки осуществили методом отсечки орошения при постоянной нагрузке по жидкости и переменной по газовой фазе и наоборот Статическую составляю-щ) ю полной удерживающей способности рассчитывали как разницу между объемами жидкости, пошедшей на залив слоя насадки высотой 300 мм и слитой в откалиброванную емкость

Исследования растекания жидкости по слою насадки проводились на системе вода/воздух без подачи воздуха при переменном расходе орошающей жидкости и с противотоком воздуха при постоянном расходе орошающей жидкости Вода на орошение подавалась из одиночного источника в центр колонны Максимальное расстояние от источника орошения до торца насадки составляло 0,1 м

Массообменные характеристики насадок изучали при высоте слоя насадки 300, 600 и 800 мм на системе вода-воздух при десорбции диоксида углерода из его водного раствора воздухом Испытания проводичи по циркуляционной схеме и при постоянной концентрации углекислого газа в подаваемой на орошение воде Жидкость на анализ отбирали из нескольких точек слоя насадки, что позволило получить наиболее точную картину изменения эффективности работы насадки но высоте слоя

Оценку массообменных характеристик насадок производили на основе титриметрического анализа, а в качестве величины, характеризующей эффективность насадки, использовали значение высоты, эквивалентной единице переноса массы, Н„ которую рассчитывали по уравнению (1) и приводили для сопоставления эффективности насадок разных конструкций к температуре 25 °С

Я

Я =

1п

(1)

где хвх и хеых — концентрации растворенного в воде углекислого газа соответственно на входе и выходе из кочонны, г/л

металлическими кольцами Палля насадки модификации М обеспечивают в режиме подвисания меньшие значения гидравлического сопротивления При этом гидравлическое сопротивление орошаемых насадок модификации М1 и МН ниже, чем у металлических колец Палля в 1,15 и 1,07 раза соответственно В гонках захлебывания гидравлическое сопротивление исследованных кольцевых насадок незначительно зависит ог плотности орошения, а зависит от величины угла а между пластинчатыми элементами гребенок лепестков насадки чем больше величина угла а, тем выше тдравлическое сопротивление насадки

Экспериментальные данные по гидравлическому сопротивлению орошаемых насадок в пленочном режиме и режиме подвисания вплоть до точек инверсии фаз обрабашвались в виде зависимости критерия Эйлера от числа Рейнольдса для жидкости

Еиг_ж=Еиг 10",11е~ (3)

ЬРг-^2 ^ г А ГУ"

I до r-.il ,_ж = —,- - критерии Эйлера для орошаемой насадки, £,иг — —г-- критерий Эй-

т, 4 Цр„

лера для сухой насадки, Ке^ =--- критерий Рейнольдса для жидкости р, р-ж — плотности

М 273 Р

газа сухого и при подаче орошения рассчитанные по уравнениям рг - ^ ^ Т Р~ "

Т0 Р

р . ^ - р-,---соответственно

Значения коэффициента т, зависящие от модификации насадки, приведены в табл 2

По результатам обработки экспериментальных данных по гидравлическому сопротивлению исследованных насадок в точках захлебывания была получена следующая зависимость

АР.

г— ж

Н

н

1+А

( _ л0,225г ч0,045

£г \Р.ж)

j

0,45

(4)

где значения коэффициента Л, входящего в состав уравнения, зависят от модификации насадки и составляют для насадки модификации Ml - Л = 8,801, модификации Mil - А = 9,623, модификации Mill - А — 11,529 При этом среднее отклонение расчетных данных о г экспериментальных составляет соответственно по модификациям MI, Mil и Mill. ±3,4%, ±4,2%, ±3,9%

Модификация Плотность орошения L, Iff4, м3/(м2-с) т 10 Среднее отклонение расчетных данных от экспериментальных Д, %

Ml 3,44- 155,6 1,995 ±5,5

Mil 3,44-155,6 2 ±5,56

мш 3,44-155,6 2,5 ±4,89

Опытные данные по газовым и жидкостным нагрузкам, соответствующим началу режимов подвисания и захлебывания, для системы газ-вода были обработаны по следующему уравнению.

lg

wla Рг_и0Д6

3 _ г1 ж

g£ Рж

\

= Ъ-с| -G

И

(5)

где МО - отношение весовых нагрузок жидкости и газа, р^ж - отношение плотностей газа и жидкости, цж — динамическая вязкость жидкости, Па -с

Значения коэффициентов Ъ и с в уравнении (5), зависящие от модификации насадки, приведены в табл 3

Обобщение экспериментальных данных по предельным нагрузкам (рис 3) показало зависимость величин нижней и верхней предельных нагрузок по газу от конструктивных особенностей насадок Так, удалось установить, что с

металлическими кольцами Папля насадки модификации М обеспечивают в режиме подвисания меньшие значения гидравлического сопротивления При этом гидравлическое сопротивление орошаемых насадок модификации М1 и МИ ниже, чем у металлических колец Палля в 1,15 и 1,07 раза соответственно В точках захлебывания гидравлическое сопротивление исследованных кольцевых насадок незначительно зависит от плотности орошения, а зависит от величины угла а между пластинчатыми элементами гребенок лепестков насадки чем больше величина угла а, тем выше I идравлическое сопротивление насадки,

Экспериментальные данные по гидравлическому сопротивлению орошаемых насадок в пленочном режиме и режиме подвисания вплоть до точек инверсии фаз обраба1ывались в виде зависимости критерия Эйлера от числа Рейнольдса для жидкости

Еиг-ж=Еиг 10"' (3)

АР,_ ег „ АРгс2

где ОЛ1 = —--критерий Эйлера для орошаемой насадки, Ы1г = —---критерий Эй-

Рг

41, р,

лера для сухой насадки, Ке^ =--- критерий Рейнольдса для жидкости, р„ — плотности

М 273 Р

гата сухого и при подаче орошения рассчитанные по уравнениям рг -

22,4 Т

Т0 Р

О „ =" ---соответственно

0 Т„ +1 Р„

Значения коэффициента »;, зависящие от модификации насадки, приведены в табл 2

По результатам обработки экспериментальных данных по гидравлическому сопротивлению исследованных насадок в точках захлебывания была получена следующая зависимость

АР.

г—Ж

н

н

1+А

Рг_

\Рж J

0,225 s n 0,045

v »г ,

(Г

(4)

где значения коэффициента А, входящего в состав уравнения, зависят от модификации насадки и составляют, для насадки модификации Ml - Л - 8,801, модификации МП - А = 9,623, модификации МШ - А = 11,529 При этом среднее отклонение расчетных данных от экспериментальных составляег соответственно по модификациям MI, Mil и Mill ±3,4%, ±4,2%, ±3,9%

Модификация Плотность орошения Ly 10"4, м3/(м2 с) т 10° Среднее отклонение расчетных данных от экспериментальных Д, %

Ml 3,44- 155,6 1,995 ±5,5

МП 3,44-155,6 2 ±5,56

МТП 3,44-155,6 2,5 ±4,89

Опытные данные по газовым и жидкостным нагрузкам, соответствующим началу режимов подвисания и захлебывания, для системы газ-вода были обработаны по следующему уравнению

lg

Ъа. Рг_„0,16

3 г, Иж

g£ Ряс

,Ь-с{L-

\G.

Л

(5)

где ЬЮ - отношение весовых нагрузок жидкости и газа, рг/рж - отношение плотностей газа и жидкости, — динамическая вязкость жидкости, Па -с

Значения коэффициентов Ъ и с в уравнении (5), зависящие от модификации насадки, приведены в табл 3

Обобщение экспериментальных данных по предельным нагрузкам (рис 3) показало зависимость величии нижней и верхней преде тьных нагрузок по газу от конструктивных особенностей насадок Так, удалось установить, что с

увеличением угла а границы нижней и верхней предельных нагрузок по газу смещаются в область более низких скоростей

ТАБЛИЦА 3 Значения коэффициентов bu с, входящих в состав уравнения (5)

Модификация Подвисапие Захлебывание

Ъ с Ъ с

MI -1,007 1,04 -0,331 1,47

Mil -1,063 1,04 -0,357 1,463

МШ -1,147 1,04 -0,402 1,464

Рис 3 Корреляция данных по предельным нагрузкам для исследованных насадок а — корреляция данных по скоростям подвисания, б — корреляция данных по скоростям захлебывания,

♦ - MI, ■ - МП, ▲ - МШ

Сравнивая результаты, полученные при исследовании предельных нагрузок по газу для насадок модификации М, с данными для металлических колец Палля можно отметить следующее Нижние предельные нагрузки по газу для насадок модификации МИ и металлических колец Палля примерно одинаковы, насадка модификации МШ имеет наименьшую скорость подвисания, в то время как насадка модификации MI - наибольшую Верхняя предельная нагрузка по газу, равная скорости захлебывания, имеет наибольшее значение для насадки

типа MI, далее по степени уменьшения верхней предельной нагрузки следуют насадка модификации МИ и металлические кольца Палля, наименьшими скоростями при захлебывании обладает насадка модификации MIH

Как показали проведенные исследования удерживающей способности, для насадок модификации М величина статической составляющей удерживающей способности I>ст не зависит от гидродинамических условий в насадочном аппарате, а определяется величиной угла а между пластинчатыми элементами гребенок лепестков насадки с увеличением угла а значение Scm возрастает

Уравнение для расчета статической составляющей полной удерживающей способности для насадок модификации М имеет следующий вид

f n 0,314 \1,7

8ст = 3,498 [sinfj А^°'344[ (6)

Обработка экспериментальных данных по динамической удерживающей способности насадок позволила установить, что для всех модификаций исследованных насадок с увеличением плотности орошения дд возрастает пропорционально критерию Рейнольдса по жидкости и5ш у,т е величина Ьд зависит

не только от плотности орошения и нагрузки по газовой фазе, но и от конструктивных особенностей элементов исследуемой насадки Следует также отметить, что удерживающая способность всех насадок модификации М выше, чем у металлических колец Палля

Графическая обработка экспериментальных данных по динамической составляющей удерживающей способности насадки дала возможность получить следующие уравнения для расчета ó'д

при работе насадки в пленочном режиме

увеличением угла а границы нижней и верхней предельных нагрузок по газу смещаются в область более низких скоростей

ТАБЛИЦА 3 Значения коэффициентов bue, входящих в состав уравнения (5)

Модификация Подвисание Захлебывание

b с b с

Ml -1,007 1,04 -0,331 1,47

Mil -1,063 1,04 -0,357 1,463

Min -1,147 1,04 -0,402 1,464

0,2 0,4 0,6 0,8

0,2 0,4 0,6 0.8

Рис 3 Корреляция данных по предельным нагрузкам для исследованных насадок а — корреляция данных по скоростям подвисания, б - корреляция данных по скоростям захлебывания,

♦ - Ml, ■ - МП, ▲ - МШ

Сравнивая результаты, полученные при исследовании предельных нагрузок по газу для насадок модификации М, с данными для металлических колец Палля можно отметить следующее Нижние предельные нагрузки по газу для насадок модификации МП и металлических колец Палля примерно одинаковы, насадка модификации МШ имеет наименьшую скорость подвисания, в то время как насадка модификации Ml — наибольшую Верхняя предельная нагрузка по газу, равная скорости захлебывания, имеет наибольшее значение для насадки

типа MI, далее по степени уменьшения верхней предельной нагрузки следуют насадка модификации MII и металлические кольца Палля, наименьшими скоростями при захлебывании обладает насадка модификации MIII

Как показали проведенные исследования удерживающей способности, для насадок модификации М величина статической составляющей удерживающей способности Sem не зависит от гидродинамических условий в насадочном аппарате, а определяется величинои угла а между пластинчатыми элементами гребенок лепестков насадки с увеличением угла а значение Scm возрастает

Уравнение для расчета статической составляющей полной удерживающей способности для насадок модификации М имеет следующий вид

, N 0,314 Гл ч1,7

Scm=3A9S-\sma2j (6)

Обработка экспериментальных данных, по динамической удерживающей способности насадок позволила установить, что для всех модификаций исследованных насадок с увеличением плотности орошения 6д возрастает пропорционально критерию Рейнольдса по жидкости и sm у, т е величина Ьд зависит

не только от плотности орошения и нагрузки по газовой фазе, но и от конструктивных особенностей элементов исследуемой насадки Следует также отметить, что удерживающая способность всех насадок модификации М выше, чем у металлических колец Палля

Графическая обработка экспериментальных данных по динамической составляющей удерживающей способности насадки дала возможность получить счедующие уравнения для расчета <5д

при работе насадки в пленочном режиме

8д -0,01 IRe^^sin—^0'25 (7)

для насадки М1 для насадки МП для насадки МП!

Л = 0,356 + 0,0040 £> = 0,287 + 0,0026 Я = 0,2 + 0,005

(П) (12) (13)

£> = 0,571 -0,3028111 -

а

(14)

Из> чение распределения жидкости по слою насадки при противотоке газа показало, чго при скоростях воздуха ниже точек подвисания величина коэффициента растекания О практически не зависит от скорости движения воздуха, т е перераспределения потока орошения по слою насадки потоком воздуха не происходит С увеличением же скорости воздуха рашекание жидкости к стенкам колонны усиливается Среди исследованных насадок наименьшими значениями коэффициента растекания Б при противотоке воздуха обладает насадка модификации МП

Четвертая глава содержит данные по исследованию массообменных характеристик новой конструкции нерегулярной насадки

В результате проведенных экспериментов по определению эффективности массопередачи на кольцевых насадках новой конструкции было установлено, что в исследованном диапазоне изменения нагрузок на колонну с ростом скорости газа происходит увеличение эффективности массопередачи в жидкой фазе для всех исследованных насадок модификации М

Графическая интерпретация экспериментальных данных показала, что величина разделяющей способности насадки зависит от массово! о расхода газа, плотности орошения, а также конструктивных особенностей насадок и высоты слоя насадки С ростом плотности орошения высота, эквивалентная единице переноса массы (Я,), повышается, т е увеличение плотности орошения приводит к снижению эффективности разделения Например, при -и» =1,75 м/с увеличение плотности орошения в 3,7 раза приводит к снижению эффективности массопередачи на 32, 30,4 а 25,3% для насадок модификаций М1, МП и МШ, соответственно При постоянной плотности орошения с увеличением скорости

газа эффективность всех исследованных насадок модификации М возрастает, достигая максимального значения вбтизи точки захлебывания При скоростях 1азового потока, меньших скорости подвисания жидкости в насадке, влияние скорости воздуха на эффективность массопередачи менее значительно, т к турбулизация взаимодействующих фаз невелика и мало количество удерживаемой в слое насадки жидкости С ростом высоты насадочною слоя наблюдается увеличение величины И,

Сравнение данных по эффективности массопередачи для насадок модификации М и металлических колец Палля, показало, что эффекшвность массопередачи } исследуемых насадок всех модификаций М выше, чем у металлических колец Па тля Причем в зависимости от плотности орошения эффективность разделения новой конструкции насадки модификации MI, по сравнению с кольцами Палля, на 10 — 30% выше, наибольшей эффективностью разделения среди исследованных модификаций обладает насадка модификации MIII

В результате исследований было установлено, что на величину высоты, эквивалентной единице переноса массы существенное влияние оказывает величина угла а между пластинчатыми элементами гребенок лепестков насадки Так, для исследованных кольцевых насадок модификации М эффективность массопередачи увеличивается при увеличении угла а, т е II, уменьшается от

MI к MIII

1АЬЛИЦА 4 Значения коэффициентов А и к в выражении (13)

MI

MII

MIII

А

2,6 10"6

2,5 10"5

3 10"'

к

0,34

0,62

0 65

С учетом вышесказанного уравнение для расчета высоты, эквивалентной единице переноса массы, для насадок модификации М имеет следующий вид

а

Н=А бш

3 I 2

0,15

гг0,31 п1,24 г—к г0,34 Н °А ° Ч уж (15>

Значения коэффициентов А и км выражении (13) приведены в табл 4

Рис 5 Зависимость комплекса Е ~

Я

-Нэ от скорости газа в колонне при Н = 0,6 м

и 10"4 [м3/(м2 с)]----27,8,-

■103,6,

♦ - Ш, ■ - МП, » - МШ, х - кольца Палля ((СП)

Оценка работы насадок с учетом гидродинамических и массообменных характеристик по величине комплекса, характеризующего энергозатраты на проведение массообменного процесса (рис 5), показала, что с ростом плотности орошения энергсгичсские затраты на проведение массообменного процесса

с использованием насадок модификации М, по сравнению с металлическими кольцами Палля, снижаются Так при плотности орошения 83,3 10"4 м3/(м2 с) насадка М1 обеспечивает энергозатраты на 20% ниже, чем металлические кольца Палля Наименьшими Э1 ¡еретическими затратами среди исследованных насадок модификации М обладает насадка М1

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Разработана новая конструкция нерегулярной насадки кольцевого типа с лепес псами в виде гребенок, позволяющая интенсифицировав массообмен-ныи процесс и снизить энергозатраты на его проведение Кроме того, к преимуществам такой конструкции насадочного элемента можно отнести более высокую эффективность массообмена в широком диапазоне нагрузок по жидкости и газу за счет интенсификации турбулизации потоков и повышения степени их поперечною перемешивания, а также и просюгу из1 отопления По результатам работы были дополнительно разработаны еще четыре модификации кольцевой нерегулярной насадки Все разработки защищены Патентами РФ на изобретение и полезную модель

2 Определены закономерности изменения основных гидродинамических и массообменных харак(ерисшк исследованной кольцевой насадки в зависимости от ее конструктивных особенностей и режимных параметров процесса Предложены эмпирические уравнения для определения указанных характеристик, а именно гидравлического сопротивления слоя сухой и орошаемой насадки, верхней и нижней предельных нагрузок по газу, статической и динамической составляющих полной удерживающей способности насадки, коэффициента растекания жидкости по слою насадки, а также высоты, эквивалентной единице переноса массы Полученные зависимости позволяют проводить расчеты с погрешностью, не превышающей 7%. что является в инженерной практике достаточной точностью

3 Установлено, что коэффициент гидравлического сопротивления разработанных кольцевых насадок приблизительно в 1,6 раза ниже, чем у металлических колец Палля Гидравлическое сопротивление орошаемых насадок модификации MI и МИ в режиме подвисания меньше, чем у металлических колец Палля в 1,15 и 1,07 раза соответственно

4 Установлено, что эффективность массопередачи у предложенной конструкции насадки выше, чем у взятых в качестве объекта сравнения металлических колец Палля В зависимости от плотности орошения эффективность разделения новой конструкции насадки модификации MI, по сравнению с кольцами Палля, выше на 10 — 30% Наибольшей эффективностью разделения обладает насадка модификации МШ

5 Установлено, что использование новой конструкции кольцевой насадки позволяет снизить энергетические затраты на проведение массообмснного процесса Комплексная оценка эффективности разработанной насадки показала, что наименьшими энергетическими затратами среди исследованных модификаций обладает насадка MI

6 Результаты исследования новой конструкции нерегулярной насадки показали, что данная насадка по сравнению с наиболее часто применяемой в отечественной промышленности насадкой в виде колец Палля обладает лучшими гидродинамическими и массообменными характеристиками, что становится особенно заметным с повышением расходов газовой и жидкой фаз Применение подобной конструкции насадки делает возможным проведение процессов разделения при более высоких удельных нагрузках и с меньшими энергетическими затраыми Поэтому новая нерегулярная кольцевая насадка, разработанная на кафедре оборудования нефтегазопереработки РГУ нефти газа им И М Губкина, может быть рекомендована для применения в нефтехимической и газовой промышленности, особенно в аппаратах большой производительности, при абсорбции газов, в частности при абсорбции из высококонцентрироваиных газов, при абсорбции плохо растворимых газов, при абсорбции под повышенным дав-

лением (например, при абсорбции окислов азота в производстве IГМО,) и при абсорбции, сопровождающейся медленной реакцией в жидкой фазе

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а — удельная поверхность насадки, м2/м3, О — коэффициент растекания, м, Вл -диаметр аппарата, м, О — массовая нагрузка по газовой фазе, кг/(м2 с), g — ускорение свободного падения, м/с2 (§ = 9 81 м/с2), Н — высота слоя насадки м, Я, — высота насадки, эквивалентная единице переноса массы, м, Ь — массовая нагрузка по жидкой фазе. к!/(м2 с), - расход жидкости на единицу площади поперечного сечения колонны. м3/(м2 с), М — молекулярный вес газа, кг/кмоть, Ро = 1 атм =" 1,013 105 Па (нормальные условия), АР, —гидравлическое сопротивление сухой насадки, Па, /1Рг.ж —гидравлическое сопротивление орошаемой насадки, Па, <2 — объемный расход жидкости, м3/ч, 7 — температура, К, Т„ = 273 К (нормальные условия), I — температура. °С, V— количество собранной в отсеках пробоотборника жидкости на 1 м2, м3/с, и'0 - скорость газа (пара), отнесенная к свободному сечению аппарата, м/с, ы°г — скорость газа (пара) в полном сечении колонны, м/с, <5 — полная удерживающая способность насадки м3/м3, <5Я

— динамическая составляющая полной задержки жидкости. м3/м\ 5ст — статическая составляющая полной удерживающей способности, м3/м3, с - доля свободного объема насадки, м3/м3 цг —динамическая вязкость газа (пара), Па с, //„,.

— динамическая вязкость жидкости, Па с, л>м — кинематическая вязкость жидкости, м2/с, р — плотность газа (пара), кг/м3, /),.„ — плотность газа (пара) при нормальных условиях, кг/м3, рж — плотность жидкости, кг/м3, £ — коэффициент

гидравлического сопротивления сухой насадки, Ке, = — критерий Рей-

нольдса для потока газа (пара)

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1 Владимиров А II, Кремнева ТВ, Щелкунов В А Элемент насадки для массообменных аппаратов Патент РФ №2206390, В01Л9/30, заявл 12 07 2002, опубл 20 06 2003, Бюл №17

2 Владимиров А И, Кремнева ТВ, Щелкунов В А Элемент насадки для массообменных аппаратов Патент РФ №2206391, В01119/30, заявл 12 07 2002, опубл 20 06 2003, Бюл №17

3 Владимиров А II, Кремнева Т В, Щелкунов В А Элемент насадки для массообменных аппаратов Ш[епт РФ №2218208, В01Л9/30, заявл 12 07 2002, опубл 10 12 2003, Бюл №34

4 Вчадимиров А И, Кремнева ТВ, Щелкунов В А , Вихман А Г Элемент насадки для массообменных аппаратов Патент РФ №2230607, В01Л9/30, заявл 23 04 2003, опубл 20 06 2004, Бюл №17

5 Владимиров А //, Кремнева ТВ, Щелкунов В А , Вихман А Г Элемент насадки для массообменных аппаратов Патент РФ на полезную модель № 45650, В01Л 9/30, заявл 22 12 2004, опубл 27 05 2005, Бюл №15

6 Владимиров А И, Кремнева ТВ, Щелкунов В А , Перемячкин ВII Разработка новых конструкций насыпной насадки для массообменных аппара-тов/5-я научно-техническая конференция "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" Москва, 23 — 24 января 2003 г Тезисы докладов С 22

7 Кремнева ТВ Анализ технических направлений по совершенствованию и созданию новых конструкций нерегулярных насадок для теиломассооб-менных аппаратов/Научная конференция аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций "Молодежная наука - нефтегазовому комплексу" Москва, 30 — 31 марта 2004 г Тезисы докладов С 21

8 Кремнева ТВ Современные конструкции цилиндрических нерегулярных насадок для массообменных аппаратов нефтегазоперерабатывающих про-изводств/5-я Всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и

студентов по проблемам газовой промышленности "Новые технологии в газовой промышленности" Москва, 2003 г Тезисы докладов

9 Владимиров А И, Kpeui ева ТВ, Щелкунов В А Гидродинамические характеристики новой конструкции насыпной насадки для колонных массооб-менных аппаратов нефтегазопереработки/Электронная конференция по подпрограмме <<Топливо и энергетика» научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям на>ки и техники» Москва, ноябрь 2004 г Тезисы докладов С 74

10 Кремнева ТВ Особенности гидродинамики нерегулярной насадки с развитой внутренней поверхностью контакта для тепломассообменных процессов нефтегазонереработкн/1 ехнологии нефти и газа М Техника, 2005 - №4 — с 56-65

11 .Кремнева ТВ Цилиндрические нерегутярные насадки для тепломассообменных процессов нефтегазоперерабатывающих производств от колец Рашига до самых современных конструкций/Технологии нефти и газа М Техника, 2006 -Jsa3 -с 65-76

12 Владимиров АИ, Кремнева ТВ, Щелкунов В А Массообменные характеристики новой конструкции насыпной насадки для колонных массооб-менных аппаратов нефтегазопереработки/7-я Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" Москва, январь 2007 г Тезисы докладов

ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ. И

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗРАБОТКЕ И ИССЛЕДОВАНИИ НЕРЕГУЛЯРНЫХ НАСАДОЧНЫХ КОНТАКТНЫХ УСТРОЙСТВ.

1.1. Основные конструкции насадок и области их применения.

1.2. Гидродинамические характеристики нерегулярных насадок.

1.2.1. Гидравлические условия работы сухих нерегулярных насадок.

1.2.2. Гидравлические условия работы орошаемых нерегулярных насадок.

1.2.2.1. Основные гидродинамические режимы работы орошаемых нерегулярных насадок.

1.2.2.2. Гидравлическое сопротивление орошаемых нерегулярных насадок.

1.2.3. Пределы устойчивой работы насадочных колонн. Явления подвисания и захлебывания. Точка инверсии.

1.2.4. Удерживающая способность нерегулярной насадки.

1.2.5. Растекание жидкости по слою нерегулярной насадки.

1.3. Эффективность работы насадочных колонн.

1.4. Выводы к главе 1.

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

2.1. Основные направления разработки новых конструкций эффективных нерегулярных насадок для колонных массообмен-ных аппаратов.

2.2. Основные характеристики исследуемых нерегулярных насадок.

2.3. Описание экспериментального стенда.

2.4. Методика исследования гидродинамических характеристик насадок.

2.5. Методика исследования массообменных характеристик насадок.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕРЕГУЛЯРНЫХ НАСАДОК.

3.1. Определение гидравлического сопротивления сухой насадки.

3.2. Определение гидравлического сопротивления орошаемой насадки.

3.2.1. Визуальные наблюдения за потоками системы газ-жидкость в слое насадки исследуемых модификаций.

3.2.2. Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки исследуемых модификаций.

3.3. Пределы рабочих нагрузок по газу для исследуемых насадок.

3.4. Определение удерживающей способности исследуемых насадок.

3.4.1. Определение статической составляющей полной задержки жидкости.

3.4.2. Определение динамической составляющей полной задержки жидкости.

3.5. Исследование растекания жидкости по слою исследуемой насадки.

3.6. Выводы к главе III.

ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ МАССООБМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДУЕМЫХ НЕРЕГУЛЯРНЫХ НАСАДОК.

4.1. Оценка эффективности исследуемых насадок по величине высоты, эквивалентной единице переноса массы.

4.2. Комплексная оценка эффективности исследуемых насадок.

4.3. Выводы к главе IV.

Мир с начала 70-х годов прошлого столетия живет в обстановке периодически возникающих энергетических кризисов, в связи с чем в центре внимания промышленно развитых стран находились, находятся и будут находиться проблемы, связанные с надежным ресурсо- и энергообеспечением.

По прогнозным оценкам спрос на первичную энергию в мире будет увеличиваться на 1-2% в год в течение трех последующих десятилетий. Поэтому экономия энергии и углеводородного сырья является наиболее важной задачей, стоящей в настоящее время перед энергопотребляющими компаниями, и в особенности перед нефтегазовыми компаниями - основными потребителями энергетических ресурсов.

С позиции энергосбережения российские предприятия нефтегазопере-работки и нефтехимии недостаточно эффективны, поскольку их в основном проектировали в 50-60-е гг. XX века, когда недостатка в энергетических мощностях и топливе не ощущалось. До 40% всех используемых в стране энергоносителей расходуется нерационально, а расход энергии на единицу промышленной продукции в России в 2,5 - 5 раз выше, чем в индустриально развитых странах мира. Сохранение современного уровня энергоемкости промышленного производства делает российскую продукцию неконкурентноспособной не только на мировом, но и на внутреннем рынке, поощряя тем самым импорт потребительских товаров и экспорт сырья.

Современные цены на электрическую и тепловую энергию вынуждают нефтеперерабатывающие заводы расходовать средства не на реконструкцию технологических установок, а на строительство энергоблоков, паровых котлов. Однако очевидно, что, с экономической точки зрения, создание собственной энергетики на НПЗ представляется маловыгодным мероприятием, в связи с чем до сих пор основным направлением ресурсоэнергосбережения на НПЗ является совершенствование оборудования и оптимизация процессов

разделения нефтепродуктов, на долю которых приходится до 62% от общего расхода топлива и 46% электроэнергии.

В результате проделанной за последние годы работы по созданию ре-сурсоэнергосберегающих технологий и оборудования был накоплен значительный практический опыт в деле разработки и применения энергоэколого-эффективной техники.

Так, проблему снижения энергоемкости процессов разделения можно решить путем использования высокоэффективных контактных устройств, одновременно обладающих оптимальными гидродинамическими характеристиками.

Одним из доступных, достаточно простых и дешевых методов, позволяющих интенсифицировать массообменный процесс и снизить энергозатраты на его проведение, является использование в качестве контактных устройств насадок нерегулярного типа.

В промышленной практике разделения газовых и жидких смесей методами абсорбции, ректификации и т. д. насадочные колонны применяются значительно реже, чем тарельчатые. Это связано, в первую очередь, с тем, что, не смотря на существующее в настоящее время многообразие конструкций нерегулярных насадок, в качестве контактных устройств до сих пор используются, в основном, морально устаревшие импортные насадки типа колец Рашига и Палля. Внедрение же новых и модернизированных отечественных насадок сдерживается тем, что подавляющее большинство новых конструкций нерегулярных насадок или не исследовалось вообще, или исследовалось в недостаточном объеме, что значительно усложняет процесс подбора наиболее эффективной насадки для каждого конкретного процесса.

В связи с вышеизложенным, создание новой конструкции эффективной отечественной нерегулярной насадки, изучение особенностей ее работы и разработка методов расчета основных характеристик насадки являются весьма актуальными задачами.

Целью диссертационного исследования является выявление наиболее оптимальных и эффективных путей совершенствования конструкций нерегулярных насадочных контактных устройств кольцевого типа и разработка на основе проведенного анализа современных требований, предъявляемых к контактным устройствам данного типа, высокоэффективной конструкции нерегулярной насадки для энергосберегающих технологий переработки нефтегазового сырья.

Для достижения целей исследования были поставлены следующие задачи:

- разработка на уровне изобретения новой патентоспособной конструкции нерегулярной насадки кольцевого типа, позволяющей интенсифицировать массообменный процесс и снизить энергетические затраты на его проведение;

- исследование влияния конструктивных и режимных параметров на гидравлические и массообменные характеристики новой конструкции нерегулярной насадки;

- получение расчетных зависимостей для определения основных конструктивных параметров колонных тепломассообменных аппаратов с новой нерегулярной насадкой и разработка рекомендаций по практическому применению данных кольцевых насадок в промышленных условиях.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили труды известных отечественных и зарубежных ученых: И.А. Александрова, Л.И. Бляхмана, В.В. Кафарова, О. Бекмурадова, Я.Д. Зельвенского, В.М. Рамма, Т.К. Шервуда, М. Лева, Х.Е. Эдулжи и других.

К основным элементам научной новизны работы, составляющим предмет защиты, относятся следующие:

- разработана новая конструкция нерегулярной насадки кольцевого типа с лепестками в виде гребенок, позволяющая интенсифицировать массообменный процесс и снизить энергозатраты на его проведение; разработка защищена Патентом РФ на изобретение;

- выявлены гидродинамические особенности работы и исследовано влияние конструктивных и режимных параметров на основные гидродинамические и массообменные характеристики кольцевой насадки новой конструкции;

- получены зависимости для расчета основных гидродинамических параметров новой конструкции кольцевой насадки и предложено уравнение для расчета высоты, эквивалентной единице переноса массы;

- посредством сопоставительного анализа с другими нерегулярными контактными устройствами произведена оценка энергетических затрат на проведение тепломассообменного процесса с использованием новой конструкции насадки.

Практическая значимость работы заключается в возможности и целесообразности использования полученных и обоснованных результатов исследования (выводов и расчетных зависимостей) при проведении практических расчетов по эффективности использования предложенной конструкции нерегулярной насадки в массообменных аппаратах промышленных размеров.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы отраслевыми научно-исследовательскими и проектными организациями при выполнении проектов по разработке новых и совершенствованию старых конструкций тепломассообменных аппаратов нефтяной, нефтегазоперерабаты-вающей, химической и ряда других отраслей промышленности.

Основные положения диссертации опубликованы в семи печатных работах. По теме диссертации получены четыре Патента РФ на изобретения и один Патент РФ на полезную модель.

Структура, содержание и объем диссертации определены поставленной целью, задачами и логикой исследования. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка из

6. Результаты исследования новой конструкции нерегулярной насадки показали, что данная насадка по сравнению с наиболее часто применяемой в отечественной промышленности насадкой в виде колец Палля обладает лучшими гидродинамическими и массообменными характеристиками, что становится особенно заметным с повышением расходов газовой и жидкой фаз. Применение подобной конструкции насадки делает возможным проведение процессов разделения при более высоких удельных нагрузках и с меньшими энергетическими затратами. Поэтому новая нерегулярная кольцевая насадка, разработанная на кафедре оборудования нефтегазопереработки РГУ нефти газа им. И.М. Губкина, может быть рекомендована для применения в нефтехимической и газовой промышленности, особенно в аппаратах большой производительности, при абсорбции газов, в частности: при абсорбции из высококонцентрированных газов; при абсорбции плохо растворимых газов; при абсорбции под повышенным давлением (например, при абсорбции окислов азота в производстве HNO3) и при абсорбции, сопровождающейся медленной реакцией в жидкой фазе.

1. Абросимов А. А., Гуреев А. А. Экологические аспекты применения нефтепродуктов. М., 1997, 92 с.

2. Алекперова Л. В., Аксельрод Ю. В., Дильман В. В., Струнина А. В., Морозов А. И. Гидродинамические исследования седловидных насадок и колец Палля//Химическая промышленность. Ленинград, 1974. №5. - с. 60 - 64.

3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. 3-е изд., перераб. М.: Химия, 1978.-280 с.

4. Альперт Л. 3. Основы проектирования химических установок. М.: Высшая школа, 1976. - 272 с.

5. Аниспмов И. В., Бодров В. К, Покровский В. Б. Математическое моделирование и оптимизация ректификационных установок. М.: Химия, 1975. -215 с.

6. Арутюнов С. А. Разработка процесса выделения криптона и ксенона из продувочных газов синтеза аммиака. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М.: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1985. - 25 с.

7. Бахшиян Д. Ц., Шумская Т. В., Александров И. А. Эффективность применения насадок различных конструкций//Химическое и нефтегазовое машиностроение. Москва, 2000. №11. - с. 3 -4.

8. Бекмурадов О. Тепло- и массоперенос в слое насадки/под ред. Jl. Е. Рыбаковой. М., 1987. - 286 с.

9. Бляхман Л. И., Якубсон А. М. Определение точки инверсии в насадоч-ных абсорбционных колоннах при постоянной нагрузке по жидко-сти//Химическое и нефтяное машиностроение. Москва, 1966. №1. - с. 21 -22.

10. Бомио П., Врой К. Опыт использования регулярных насадок в процессах абсорбции под высоким давлением//Химическое и нефтяное машиностроение. Москва, 1994. №7. - с. 1 - 6.

11. Владимиров А. И., Щелкунов В, А., Круглое С. А. Контактные устройства для массообменных аппаратов нефтегазоперерабатывающих произ-водств//Химия и технология топлив и масел. Москва, 2000. №2. - с. 28 - 33.

12. Владимиров А. К, Щелкунов В. А., Круглое С. А. Основные процессы и аппараты нефтегазопереработки: Учеб. пособие для вузов. М.: ООО "Недра - Бизнесцентр", 2002. - 227 с.

13. Выложенная заявка Германии №41 18 754, В 01 J 19/30, 1991.

14. Выложенная заявка Германии №195 09 988, В 01 J 19/30, 1995.

15. Гладильщикова С. В., Щелкунов В. А., Круглое С. А., Молоканов 10. К. Насадки массообменных аппаратов для нефтепереработки и нефтехимии. -Хим. и нефт. маш., М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1983. 48 с.

16. Головачевский Ю. А. Оросители и форсунки скрубберов химической промышленности.-М.: Машиностроение, 1974.-271 с.

17. Горохов В. А., Бронштейн А. СМазаев В. В., Тарасов А. Я. Конструирование и изготовление ректификационных колонн с регулярной насад-кой//Химическое и нефтегазовое машиностроение. Москва, 1999. №9. - с. 13-14.

18. Зельвенский Я. Д., Райтман А. А., Тимашев А. П., Торопов Н. И. Определение гидравлических характеристик и ректифицирующей способности полимерной насадки для маломасштабных колонн//Химическая промышленность. Ленинград, 1970. №8. - с. 50 - 52.

19. Зельвенский Я. Д., Титов А. А., Шалыгин В. А. Ректификация разбавленных растворов. Л/. Химия, 1974. - 216 с.

20. Зельвенский Я. Д., Торопов Н. И. Гидродинамика противотока жидкость-пар в насадочной колонне при низкотемпературной ректификации под давлением//Химическая промышленность. Санкт-Петербург, 2001. №9. - с. 3-8.

21. Зиберт Г. К., Гибкий В. И., Кабанов Н. И., Минликаев В. 3., Акчурин Р. X., Кононов А. В. Испытания отечественной регулярной насадки в условиях газового промысла/УХимическое и нефтегазовое машиностроение. Москва, 2000.-№11.-с. 15-17.

22. Ильиных А. А. Гидродинамика и массообмен в насадочных аппаратах с устойчивым режимом эмульгирования. Автореф. дис. канд. техн. наук. -М.гИОНХ, 1987.-24 с.

23. Ильиных А. А., Мемедляев 3. Н., Кулов Н. Н. Массообмен в орошаемой насадке в режимах подвисания и эмульгирования//ТОХТ. М.: Наука, 1989. -23,№5.-с. 569-574.

24. Ильиных А. А., Мемедляев 3. Н., Кулов Н. Н., Малюсов В. А. Гидродинамика устойчивого режима эмульгирования в орошаемой насадке//ТОХТ. М.: Наука, 1987. 21, №2. - с. 184- 190.

25. Исследования в области абсорбционных процессов; Сб. научн. тр./НИИ по удобрениям и инсектофунгицидам. М., 1970, вып. 214, с. 3 - 47.

26. Кабаков М. И., Дильман В. В. К вопросу о растекании жидкости по на-садке//ТОХТ. М.: Наука, 1973. 7, №4. - с. 539 - 545.

27. Каган A. M., Пальмов А, А., Гелъперин И. И. Нерегулярные металлические насадки для тепломассообменных процессов//Обзорн. информ. М.: НИИТЭХим, 1985.-48 с.

28. Каган А. М., Юдина Л. А., Пушное А. С. Нерегулярная металлическая насадка ГИАП-НЗ и некоторые аспекты ее промышленного использова-ния//Химическая промышленность. Санкт-Петербург, 2001. №5. - с. 43 - 46.

29. Кац М. Б. Масштабный эффект в насадочной барботажной колон-не//ТОХТ. М.: Наука, 1978. 12, №4. - с.598.

30. Китаин Ю. В., Филин В. Я. Насадки массообменных колонн для систем газ-жидкость. Хим. и нефт. маш., М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1980. -50 с.

31. Колее Н., Винклер К., Даракчиее Р., Брош 3. Создание эффективных насадок для колонных аппаратов на основе теории массообменных процес-сов//Химическая промышленность. Ленинград, 1986. №8. - с. 43.

32. Контактные устройства для колонных аппаратов. Нерегулярные насадки: от колец Рашига до последних, самых современных типов//Химия и технология топлив и масел. Москва, 2004. №4.

33. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.

34. Лаптев А. Г., Данилов В. А., Шигапов И. М., Ясавеев X. Н. Гидравлические и массообменные характеристики насадочных колонн//Казанский государственный технологический университет. Казань, 2000.

35. Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов. М.: Химия, 1969.-621 с.

36. Макаров А. Н., Шерман М. Я. Расчет измерительных и регулирующих дроссельных устройств. М.: Металлургиздат, 1953. - 284 с.

37. Макина И. В., Гельперин Н. И., Новобратский В. Л. Определение истинных коэффициентов массоотдачи в насадочных абсорбционных аппара-тах//Химическая промышленность. Ленинград, 1986. №11. - с. 39 - 41.

38. Машины и аппараты химических производств/под ред. И. И. Чернобыльского. Изд. 3-е перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1974.-456 с.

39. Мемедляев 3. #., Бондарь П. Ф., Кулов H. Н. К вопросу об орошении насадочных ректификационных колонн//У1 Всесоюзная конференция по ректификации. Северодонецк. 1991. - с. 145.

40. Мемедляев 3. Н., Кулов Н. Н., Ильиных А. А., Москалик В. М. Массоот-дача в орошаемой насадке в режимах подвисания и инверсии фаз//ТОХТ. М.: Наука, 1994. 28, №1. с. 3-7.

41. Мемедляев 3. #., Кулов Н. Н., Москалик В. М. Гидродинамика и массо-обмен в орошаемой насадке при пульсирующей подаче жидкости//ТОХТ. М.: Наука, 1994.-28, №5.-с. 483-489.

42. Молоканов Ю. К. Разделение смесей кремнийорганических соединений. М.: Химия, 1974. - 296 с.

43. Москалик В. М. Гидродинамика и массообмен в насадочных аппаратах при пульсирующей подаче жидкости. Дис. канд. техн. наук. - Москва, 1994. -258 с.

44. Новинка фирмы NORTON кольца Палля высокой прочности: прекрасные эксплуатационные качества при оптимальной цене//Химическое и нефтяное машиностроение. Москва, 1996. - №4. - с. 14.

45. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1991.-496 с.

46. Павлов К. Ф., Романкое П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред. П. Г. Романкова. 10-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. -576 с.

47. Панфилов В. И. Исследование процесса ректификации в колоннах с кольцевыми насадками из сети. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М.: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1979. - 28 с.

48. Патент Германии №195 30 267, В 01 7 19/30, 1995.

49. Патент Германии №195 31 151, В 01 7 19/32, 1995.

50. Патент Польши №181421В, В 01 7 19/30, 1996.

51. Патент РФ №1797991, В 01 1 19/30, 1991.

52. Патент РФ №1810101, В 01 1 19/30, 1991.

53. Патент РФ №2027504, В 01 1 19/30, 1992.

54. Патент РФ №2074766, В 01 1 19/30,1997.

55. Патент РФ №2074767, В 01 1 19/30,1997.

56. Патент РФ №2081696, В 011 19/30,1997.

57. Патент РФ №2158631, В 01 1 19/30,1999.81 .Патент РФ №2206390, В 01 1 19/30, 2003.

58. Патент РФ №2206391, В 01 1 19/30,2003.

59. Патент РФ №2218208, В 01 I 19/30, 2003.

60. Патент РФ №2230607, В 011 19/30, 2003.

61. Патент РФ на полезную модель №45650, В 01 1 19/30, 2004.

62. Патент США №5304328, В 01 Б 3/04 (НКИ 261/94), 1994.

63. Патент США №5304423, Б 02 М 17/28 (НКИ 428/402), 1994.

64. Патент США №5688444, В 01 Б 3/04,1997.

65. Патент США №5714097, В 01 Б 47/00, Б 02 М 29/04 (НКИ 261-113), 1998.

66. Патент США №5871674, В 01 Р 3/04, 1999.91 .Петин В. Ф., Балабеков О, С. Явление последовательного взаимодействия вихрей в регулярно расположенной насадке массообменных аппара-тов//ТОХТ. М.: Наука, 1994.-28, №4. с. 328 - 335.

67. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии)/Под ред. В. М. Олевского. М.: Химия, 1988.-200 с.

68. Полевой А. С. Исследование высокоэффективных насадок при ректификации разбавленных растворов на основе (3-фенилэтилового спир-та//ТОХТ. М.: Наука, 1996. 30, №5. - с. 473 - 484.

69. Рабинович Г. Г., Рябых П. М., Хохряков П. А., Молоканов Ю. К., Судаков Е. Н. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1979. - 568 с.

70. Рамм В. М. Абсорбция газов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1976.-656 с.

71. Рид Р., Прауснщ Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Пер. с англ. Л.: Химия, 1982. - 592 с.

72. Розен А. М., Костаиян А. Е. К вопросу о масштабном переходе в химической технологии//ТОХТ. М.: Наука, 2002. 36, №4. - с. 339 - 346.

73. Розен А. М., Мартюшин А. И., Олевский В. М. Масштабный переход в химической технологии: разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделирования/Под ред. А. М. Розена. М.: Химия, 1980.-320 с.

74. Скобло А. И., Молоканов Ю. К., Владимиров А. И., Щелкунов В. А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ООО "Недра - Бизнесцентр", 2000. - 677 с.

75. Ставников В. Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. Киев: Техника, 1970.-208 с.

76. Тараскин В. В., Титов А. А., Нисельсон А. А., Устюгов Г. П. Гидродинамика и массообмен при ректификации кадмия, теллура и селена в на-садочных колоннах//ЖПХ. Ленинград, 1972. 45, №5. - с. 1022 - 1027.

77. Тычинин В. Н., Толстых В. П., Вертузаев Е. Д. Исследование влияния режима работы на эффективность насадочных ректификационных колонн//ТОХТ. М.: Наука, 1973. 7, №6. - с. 916.

78. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. М.: Мир, 1972.

79. Фетисов В. И. Разработка конструкции контактных устройств для массообменных колонн и исследование эффективности их работы. Дис. канд. техн. наук. - Уфа, 2000. - 273 с.

80. Хоблер Т. Массопередача и абсорбция. Л.: Химия, 1964. - 479 с.

81. Швартина Н. М. Массообменные контактные устройства в химической промышленности за рубежом//Химическая промышленность за рубежом. Москва, 1987. Вып. 10. с. 44.

82. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. Пер. с англ. -М.: Химия, 1982.-696 с.

83. Шигапов И. М. Повышение эффективности насадочных колонн щелочной очистки пирогаза в производстве этилена. Дис. канд. техн. наук. - Казань, 2000. - 286 с.

84. Янковский Г. А., Бенъяминович О. А., Малышев Г. А., Тоячинский А. Р. Удерживающая способность насадки из колец Палля при высоких жидкостных нагрузках. В кн.: Вопросы химии и химической технологии. Харьков: Высшая школа, 1978. - с. 95 - 99.

85. Abraham М., Sawant S. В. Hydrodynamics and mass transfer characteristics of packed bubble columns//Chem. Eng. J. 1990. - 43, №3. - c. 95 - 105.

86. Berger B. Wechselwirkung zwischen Geometrie und Leistungsfähigkeit von Kolonnenpackungen//Chemie Ingenieur - Technik. - 2000. - 72, №9. -c. 1101-1102.

87. Billet Ä.//Chemie Ingenieur - Technik. - 1993. - 65, №2. - c. 157 -166.

88. Billet R. Energieeinsparung bei termischen Stofftrennverfahren//Dr. Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg 1983.

89. Billet R. Packed towers in processing and environmental technology. VCH. New York, 1995.

90. Billet R., Schuhes M. Prediction of mass transfer columns with dumped and arranged packings: Updated Summary of the Calculation Method of Billet and Schultes//Chem. Eng. Res. and Des. A. 1999. - 77, №6, ч. 1. - с. 493 -504.

91. Deibele L., Hauschild T. Grundlagen der optimierten Auslegung von gepackten Kolonnen//Chemie Ingenieur - Technik. - 1995. - 67, №9. - c. 1096 - 1097.

92. Doan H. D., Fayed M. E. Dispersion concentric model for mass transfer in a packed bed with a countercurrent flow of gas and liquid//Ind. and Eng. Chem. Res. - 2001. - 40, №21.- c. 4673 - 4680.

93. Eduljee H. £//Brit. Chem. Engng. 1960. - 5, №5. - c. 330.

94. Engel V. Fluiddynamik in Füllkörper- und Packungskolonnen fur Gas/Flüssig-Systeme// Chemie Ingenieur - Technik. - 2000. - 72, №7. - c. 700 -703.

95. Engel V. Fluiddynamik in Packungskolonnen für Gas/Flüssig-Systeme//Fortschr. Ber. VDI, Band 605, Reihe 3, VDI-Verlag, Düsseldorf 1999.

96. Hiuta /., Larachi F., Al-Dahhan M. H. Multiple-zone model for partially wetted trickle flow hydrodynamics//Chem. Eng. Res. and Des. A. 2000. -78, №7. - c. 982 - 990.

97. Jaiswal A. K., Sundararajan T., Chhabra R. P. Pressure drop for the flow flow of dilatant fluids trough a fixed bed of spherical particles//Can. J. Chem. Eng. 1994. - 72, №2. - c. 352 - 353.

98. Kaibel B., Kaibel G., Stammer A., Stroezel M., Kind M. Leistungssteigerung von Kolonnenpackungen durch Kombination von konventionellen Packungselementen//Chemie Ingenieur - Technik. - 2000. - 72, №9. - c. 962 -963.

99. Kaiser V. Correlate the flooding of packed columns. A new way//Chem. Eng. Progr. 1994. - 90, №6. - c. 55 - 59.

100. Kleinhückelkotten H. Untersuchung zur Auslegung von Füllkörperkolonnen mit geschütterer FüIIung//Verfahrenstechnik. 1975. - 9, №6. - c. 275 -279.

101. 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.-c. 193-211.

102. Kunne //.-.///Chemische Technik. 1973. - 25, №9. - c. 533 - 538.

103. Lewa M., Braun R. Die Entwicklung eines neuen Füllkörpers// Verfahrenstechnik. 1980. - 14, №10. - c. 676 - 684.

104. Li Meisen, Bando Yoshiyuki, Tanigawara Ryo, Kamiya Tom, Yasuda Keiji, Nakamura Masaaki Effekt of packed structure on flow in a trickle bed biofil-ter//Can. J. Chem. Eng. 2001. - 79, №4. - c. 602 - 607.

105. Li nek V., Moucha T., Rejl F. J. Hydraulic and mass transfer characteristics of packings for absorption and distillation columns. Rauschert-metall-Sattel-Rings//Chem. Eng. Res. and Des. A. -2001. 79, №7. - c. 725 - 732.

106. Meier W., Huber M.//Chemie Ingenieur - Technik. - 1969. - №39. -c. 797 - 800.

107. Pham T. V., Mitsoulis E. Entry and exit flows of casson fluids//Can. J. Chem. Eng. 1994. - 72, №6. - c. 1080 - 1084.

108. Piche S., Larachi F., Grandjen B. P. A. Improved liquid hold-up correlation for randomly packed towers//Chem. Eng. Res. and Des. A. 2001. - 79, №l.-c. 71-80.

109. Piche S., Larachi F., Grandjen B. P. A. Improving the prediction of irrigated pressure drop in packed absorption towers//Can. J. Chem. Eng. 2001. -79, №4.-c. 584-594.

110. Reichlt W., Blaß E. Die Berechnung von Füllkörperapparaten bei Gegenstrom von Gas und Flüssigkeit//Chemie Ingenieur - Technik. - 1974. - 46, №5.-c. 171-180.

111. Repke J. U., Wozny G. Vergleichende Betrachtung der Dreiphasenrektifikation in Boden- und Packungskolonnen//Chemie - Ingenieur - Technik. -2000.- 72, №9.-c. 261.

112. Scherwood T. K., Schipley G. K, Holloway F. A. ¿.//Ind. Eng. Chem. 1938. - 30, №3. - c. 765.

113. Schuhes M. Füllkörper oder Packungen? Wem gehört die Zukunft/Chemie- Ingenieur -Technik. 1998. - 70, №3. -c. 254-261.

114. Senol Aynur, Dramur Umur Performance test and design considerations of a column packed with a new ceramic packing//Chim. acta. turc. 1995. -23, №2.-c. 145- 155.

115. Spiegel L., Bomio P.//Chemie Ingenieur - Technik. - 1987. - 59, №2.-c. 130- 132.

116. Stein W. A. Der Statische Flüssigkeitsanteil in Packungskolon-nen//Forsch. Ingenieurw. 2000. - 66, №3. - c. 129 - 137.

117. Suess PH., Meier W., Plüss R. C.//Chemische Technik. 1995. - 24, №2. - c. 54 - 56.

118. Yin Fuhe, Wang Zhongcheng, Afacan Artin, Nandakuman Krischnas-wamy, Chuang Karl T. Experimental studies of liquid flow maldistribution in a random packed column//Can. J. Chem. Eng. 2000. - 78, №3. - c. 449 - 457.