Что такое ребойлер?
Ребойлеры представляют собой типичный теплообменник, который производит пар для разделения фракционной перегонкой. В классических службах фракционной перегонки весь пар, используемый для разделения, поступает из ребойлера. (В качестве альтернативы могут использоваться внешне генерируемый пар, системы предварительного нагрева сырья или системы между ребойлерами). Правильная работа ребойлера жизненно важна для эффективной дистилляции.
Типы ребойлеров
Ребойлеры классифицируются в зависимости от ориентации ребойлера и типа используемой циркуляции.
В зависимости от ориентации ребойлера различают два типа ребойлеров:
- Вертикальный ребойлер (рис. 2) и
- Горизонтальный ребойлер (рис. 1 и 3)
В зависимости от типов циркуляции широко используются следующие пять типов ребойлеров.
- Огневые ребойлеры
- Ребойлеры с принудительной циркуляцией
- Ребойлеры для чайников
- Термосифонные ребойлеры
- Внутренние ребойлеры
Выбор подходящего типа ребойлера для любой конкретной услуги — самая сложная задача при проектировании ребойлера. Ребойлеры обычно представляют собой кожухотрубные теплообменники, которые нагревают текучую среду ректификационной колонны, используя теплопередачу от пара. Конкретные службы могут использовать другие специализированные конструкции, включая вставки, пластинчатые ребра, спиральные пластины и другие. Цель здесь не в том, чтобы вдаваться в детали дизайна каждого конкретного типа, а, скорее, изучить критерии выбора, которые отдают предпочтение одной конфигурации над другой. Поскольку кожухотрубные конструкции настолько распространены, большая часть обсуждения сосредоточена на них, но также рассматриваются некоторые факторы, благоприятствующие другим конструкциям.
Факторы, влияющие на выбор типа ребойлера
На выбор типа ребойлера влияют многие факторы. В конце концов, все эти факторы снижают экономику. Каждый завод по-разному оценивает компромисс между этими факторами. Не существует универсального выбора. Основные факторы включают:
- Имеется земельный участок
- Требуется общая пошлина
- Доля испарившейся жидкости из башни
- Склонность к обрастанию
- Доступен температурный подход
- Требуется температурный подход
- Коррозия жидкости.
- Расчетная температура и давление.
- Характеристики кипящей жидкости ребойлера.
- Требования к теплоносителю.
Конфигурации ребойлера
Все вышеперечисленные факторы влияют на желаемую конфигурацию ребойлера. Основные варианты конфигурации включают:
- Ребойлер с принудительной циркуляцией в сравнении с ребойлером с естественной циркуляцией
- Сравнение парообразования на стороне трубы и внутри ребойлера
- Прямопроходный ребойлер по сравнению с рециркуляционным ребойлером
- Системы с одной оболочкой и системы с несколькими оболочками
- Вертикальный ребойлер по сравнению с горизонтальным
- Наборы Stab-in
- Другие типы
На рисунках 1–4 показаны распространенные типы ребойлеров. На рис. 1 показаны две горизонтальные конфигурации кипения на межтрубном пространстве. Фиг.1А представляет собой рециркулирующий термосифонный ребойлер. На рис. 2А изображен прямоточный ребойлер с термосифоном. На рисунке 2 показаны вертикальные конфигурации. На фиг. 2С показана конфигурация кипения на стороне трубы с прямоточным потоком, а на фиг. 2D — рециркуляционный термосифон для кипения на стороне кожуха. На рис. 3E показан ребойлер с котлом, а на рис. 3F — ребойлер с принудительной циркуляцией. На рисунке 4G показан вставной пучок, а на рисунке 4H показан обогреватель с принудительной циркуляцией.
Таблица выбора типа ребойлера
Таблица 1 включает основные факторы при выборе типа ребойлера.
| Фактор | Избранные типы | Неблагоприятные типы |
| Низкая фракция кубового продукта по сравнению с кипячением | Рециркуляционный чайник | Однократный |
| Высокая фракция кубового продукта по сравнению с кипячением | Прямоточный ребойлер | Рециркуляционный |
| Системы с низкой относительной волатильностью | Рециркуляционный | |
| Системы с высокой относительной волатильностью | Однократный | Рециркуляционный |
| Большой размер теплообменника или высокие требования к режиму работы | Горизонтальный ребойлер | Вертикальный ребойлер |
| Небольшие обменники | Вертикальный удар | |
| Утечки опасны или с которыми трудно бороться | Удар в | |
| Экзотические материалы | Удар в | |
| Жесткий температурный подход | Спирально-пластинчатая пластина-плавник | Кожухотрубный |
| Присутствуют твердые вещества | Чайник Спираль-тарелка | Пластина-плавник |
| Термически нестабильные продукты | Рециркуляция (без перегородки) | Чайник Однократно |
| Тесный план участка | Вертикальный | По горизонтали |
| Обширный план участка | По горизонтали | |
| Высокие температуры | Огневые обогреватели | |
| Высокие тепловые потоки | Принудительная циркуляция Затопленные пучки | Естественная циркуляция |
Возможны и другие системы в дополнение к показанным здесь. Конечно, окончательный выбор каждой системы ребойлера будет зависеть от конкретных деталей конструкции. Многие системы ребойлеров обладают определенными характеристиками, которые благоприятствуют конструкции, которая может быть не сразу очевидна.
