Технологический расчет отбензинивающей ректификационной колонны: Детальная методология и проектирование для нефтепереработки

В мире, где энергетические потребности непрерывно растут, а источники углеводородного сырья становятся все более разнообразными и сложными по составу, первичная переработка нефти остается краеугольным камнем всей нефтехимической промышленности. Именно на этом этапе формируется база для дальнейших процессов, а качество начального разделения определяет эффективность всего производственного цикла. Центральное место в этом процессе занимает ректификация – сложнейший тепломассообменный процесс, позволяющий разделить многокомпонентную смесь сырой нефти на ценные фракции. Отбензинивающая ректификационная колонна, являясь первым звеном в цепочке атмосферной перегонки, играет ключевую роль в подготовке нефти к дальнейшей переработке, извлекая из нее наиболее летучие и потенциально коррозионноактивные компоненты. Что же из этого следует для современного инженера?

Целью настоящей курсовой работы является не просто выполнение технологического расчета отбензинивающей ректификационной колонны мощностью 4,2 млн т в год по нефти, но и глубокое погружение в методологию этого процесса. Мы рассмотрим принципы работы, детально проанализируем материальный и тепловой балансы, определим оптимальные конструктивные параметры и изучим факторы, влияющие на эффективность разделения и энергетические затраты. Этот всесторонний подход позволит не только освоить теоретические основы, но и применить их для решения практических инженерных задач, формируя целостное понимание проектирования ключевых аппаратов нефтепереработки.

Теоретические основы процесса ректификации и принцип работы отбензинивающей колонны

Чтобы понять, как «работает» отбензинивающая колонна, необходимо сначала освоить фундаментальные законы и принципы, которые лежат в основе всей ректификации. Этот процесс, будучи одним из самых распространенных и экономически значимых в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, базируется на тонком взаимодействии физических явлений и инженерных решений.

Сущность и движущая сила ректификации

Ректификация, по своей сути, представляет собой процесс разделения жидких однородных смесей на их компоненты или группы компонентов. Его уникальность заключается в использовании многократного противоточного взаимодействия паровой и жидкой фаз, которое происходит в специальных аппаратах – ректификационных колоннах. Главное условие для успешной ректификации – это различия в температурах кипения компонентов смеси. Чем больше эта разница, тем легче и эффективнее будет разделение.

Ключевая идея состоит в следующем: при контакте пара и жидкости происходит непрерывный обмен веществом и энергией. Более летучие (низкокипящие) компоненты, обладающие большей склонностью к переходу в паровую фазу, устремляются вверх по колонне вместе с восходящим потоком пара. Одновременно менее летучие (высококипящие) компоненты конденсируются и стекают вниз по колонне вместе с жидкой фазой, обогащаясь этими тяжелокипящими веществами. Таким образом, происходит последовательное обогащение пара низкокипящими компонентами и жидкости – высококипящими.

Движущая сила процесса ректификации – это не что иное, как разность между фактическими концентрациями компонентов в паровой фазе и их равновесными концентрациями, которые соответствовали бы текущему составу жидкой фазы на конкретной ступени контакта. Представьте себе две фазы – пар и жидкость – стремящиеся к термодинамическому равновесию. Если пар содержит меньше низкокипящего компонента, чем мог бы при равновесии с данной жидкостью, то произойдет переход этого компонента из жидкости в пар. И наоборот. Именно это непрерывное стремление к равновесию, которое постоянно нарушается благодаря противоточному движению фаз, и обеспечивает эффективное разделение, что подтверждает фундаментальный закон сохранения вещества и энергии в динамических системах.

Назначение и функции отбензинивающей колонны в установках АТ

В сложном танце первичной переработки нефти отбензинивающая колонна – это своего рода дирижер, задающий тон всему оркестру. Она не только отделяет легкие фракции, но и обеспечивает стабильность и безопасность последующих процессов.

Отбензинивающая колонна предназначена для частичного отбензинивания предварительно обезвоженной и обессоленной нефти. Это критически важный этап, особенно если нефть не прошла предварительную стабилизацию, так как позволяет извлечь остатки растворенного газа и легкую бензиновую фракцию с температурой конца кипения до 85 °С. Эта легкая фракция может составлять от 5% до 15% от общей загрузки колонны. Например, при переработке западно-сибирских нефтей, содержание бензиновых фракций, выкипающих до 120 °С, может достигать 8%, а до 150 °С — 12%.

Однако функции отбензинивающей колонны выходят далеко за рамки простого разделения. В составе установки атмосферной трубчатки (АТ), где она часто обозначается как К-1, эта колонна играет роль стабилизатора. Она сглаживает колебания во фракционном составе поступающей нефти, обеспечивая равномерность потока для основной ректификационной колонны (К-2). Это критически важно для поддержания стабильного технологического режима всей установки.

Кроме того, отбензинивающая колонна выполняет несколько стратегических задач:

• Снижение нагрузки на основную колонну: Удаляя легкие фракции, она уменьшает объем паров, поступающих в К-2, что позволяет снизить ее размеры и, соответственно, капитальные затраты.
• Предотвращение коррозии: С верха отбензинивающей колонны удаляются наиболее коррозионноактивные вещества, такие как сероводород и легкие меркаптаны, а также вода, что значительно снижает коррозионную нагрузку на основное оборудование.
• Разгрузка печи: Извлечение легких фракций позволяет уменьшить тепловую нагрузку на печь, обеспечивающую нагрев нефти перед подачей в колонну, что в свою очередь способствует экономии топлива.

Типичные рабочие параметры для отбензинивающей колонны иллюстрируют ее роль в создании оптимальных условий для дальнейшей переработки. Температура ввода нефти обычно находится в диапазоне 180-250 °С, давление – до 0,4-0,6 МПа. Температура верха колонны варьируется от 110 до 170 °С, а температура низа – от 240 до 260 °С. В конкретных случаях температура сырья на входе может составлять 210-215 °С, а температура кубовой части – 253 °С. Тепло, необходимое для отпарки легких углеводородов, подводится в куб колонны путем циркуляции части отбензиненной нефти через печи. Пары легких углеводородов и воды выводятся с верха колонны, формируя при этом первый коммерчески ценный продукт, а также минимизируя эксплуатационные риски.

Типовые схемы ректификационных установок

Чтобы понять, как работает ректификационная колонна, важно представить её место в общей технологической схеме. Типовая ректификационная установка непрерывного действия — это целая система аппаратов, работающих сообща для достижения оптимального разделения.

В простейшем варианте такая установка включает в себя:

1. Ёмкость для исходной смеси: Откуда сырье подается в систему.
2. Подогреватель: Обеспечивает предварительный нагрев исходной смеси до необходимой температуры перед подачей в колонну.
3. Ректификационная колонна: Сердце установки, где происходит непосредственное разделение смеси на фракции за счет противоточного взаимодействия пара и жидкости.
4. Кипятильник (испаритель): Расположен в нижней части колонны (или вынесен отдельно) и предназначен для частичного испарения кубового остатка, генерируя пар, который поднимается по колонне. Для отбензинивающей колонны тепло подводится за счет циркуляции части отбензиненной нефти через печь.
5. Дефлегматор (конденсатор): Расположен в верхней части колонны и предназначен для частичной или полной конденсации паров, выходящих с верха колонны. Сконденсированная жидкость (флегма) возвращается обратно в колонну.
6. Сборник для флегмы (флегмовый сборник): Накапливает сконденсированную жидкость из дефлегматора, откуда часть её возвращается в колонну в качестве орошения (флегмы), а остальная часть отбирается как дистиллят.
7. Холодильники дистиллята и кубового остатка: Охлаждают конечные продукты (дистиллят и кубовый остаток) до температуры хранения или дальнейшей переработки.
8. Сборники для дистиллята и кубового остатка: Емкости для накопления готовой продукции.

Процесс начинается с подачи предварительно нагретой исходной смеси в колонну, обычно в зону питания. Внутри колонны происходит сложное взаимодействие: пар, поднимающийся из кипятильника, контактирует с жидкостью, стекающей сверху в виде флегмы. На каждой тарелке (или в слое насадки) происходит частичное испарение жидкости и частичная конденсация пара. По мере продвижения пара вверх, он обогащается низкокипящими компонентами, а жидкость, стекающая вниз, – высококипящими.

С верха колонны выходит пар, обогащенный самыми легкими компонентами. Этот пар поступает в дефлегматор, где частично или полностью конденсируется. Часть полученного конденсата (флегма) возвращается в колонну, обеспечивая необходимое орошение и поддерживая процесс массообмена. Оставшаяся часть конденсата отводится как дистиллят. С низа колонны отводится кубовый остаток, обогащенный высококипящими компонентами.

В случае отбензинивающей колонны, пары легких углеводородов и воды выводятся с верха колонны, а с низа – частично отбензиненная нефть, которая затем подается на дальнейшую переработку.

Методы разделения сложных и азеотропных смесей

Нефть, по своей природе, является чрезвычайно сложной многокомпонентной смесью углеводородов. Её разделение – это всегда вызов, и хотя отбензинивание является относительно «прямым» процессом, основы ректификации простираются гораздо шире, охватывая и более сложные случаи, такие как азеотропные смеси.

Азеотропные смеси представляют собой особый класс жидкостей, которые при определенных условиях кипят при постоянной температуре и имеют тот же состав в паровой фазе, что и в жидкой. Это делает их неразделимыми методом обычной ректификации, так как движущая сила процесса (разность между фактическими и равновесными концентрациями) исчезает.

Для разделения таких смесей инженеры разработали ряд специализированных методов, среди которых выделяется экстрактивная ректификация. Суть этого метода заключается во введении в систему третьего компонента – так называемого разделяющего (или экстрактивного) агента. Этот агент должен обладать рядом специфических свойств:

• Изменение относительной летучести: Разделяющий агент должен избирательно изменять относительную летучесть компонентов исходной смеси, тем самым «разрушая» азеотроп. Он увеличивает летучесть одного компонента относительно другого, позволяя их разделить.
• Низкая летучесть: Сам агент должен быть нелетучим, чтобы он оставался в жидкой фазе и не уходил с дистиллятом.
• Отсутствие азеотропов с компонентами смеси: Он не должен образовывать новых азеотропных смесей с компонентами исходной смеси.
• Легкое отделение: Разделяющий агент должен легко отделяться от разделенных продуктов для последующей регенерации и повторного использования.
• Термическая стабильность, неагрессивность, нетоксичность, низкая стоимость: Эти практические критерии обеспечивают экономическую и эксплуатационную целесообразность процесса.

Примерами таких агентов служат:

• Фенол: Применяется для разделения смесей бензола и циклогексана, а также некоторых других углеводородных фракций.
• Ацетонитрил, вода и алифатические спирты (C₁-C₄): Используются для разделения C₄-углеводородных фракций, где могут встречаться азеотропы.
• Этиленгликоль: Может быть выбран в качестве экстрактивного агента для разделения ацетон-хлороформных смесей или смесей 1-пентанол-пропионовая кислота.

Важно отметить, что в контексте отбензинивающей колонны для первичной переработки нефти, где происходит разделение на достаточно широкие фракции, применение экстрактивной ректификации встречается крайне редко, поскольку нефть не образует азеотропных смесей с легкими бензиновыми фракциями. Однако знание этих методов крайне важно для общего понимания принципов ректификации и способности инженера решать более сложные задачи разделения в других процессах нефтехимии.

Расчет материального и теплового балансов ректификационной колонны

Технологический расчет ректификационной колонны — это комплексное инженерное искусство, краеугольным камнем которого являются материальный и тепловой балансы. Они служат основой для определения всех последующих параметров, от размеров аппарата до его энергетической эффективности.

Определение исходных данных и упрощения для расчета

Прежде чем приступить к расчетам, необходимо тщательно подготовить исходные данные и сделать ряд обоснованных допущений. Сырая нефть – это сложная, многокомпонентная смесь, содержащая тысячи индивидуальных углеводородов, а также серу-, азот-, кислородсодержащие соединения и металлы. Прямой расчет для такой сложной системы невозможен.

Для инженерных расчетов нефть условно разбивают на узкие фракции (например, с интервалом кипения 5-10 °С) или, в случае отбензинивающей колонны, рассматривают ее как смесь ключевых компонентов: легкой бензиновой фракции (которая будет дистиллятом) и остаточной нефти (кубовый остаток). Такое упрощение позволяет применять методы расчета для бинарных или псевдобинарных смесей, что значительно облегчает задачу, сохраняя при этом приемлемую точность.

К основным исходным данным относятся:

• Производительность установки: В данном случае — 4,2 млн т в год по нефти.
• Состав исходной нефти: Фракционный состав, плотность, удельная теплоемкость, энтальпии (для различных температур), коэффициенты относительной летучести ключевых компонентов. Эти данные обычно берутся из лабораторных анализов и справочников.
• Требуемое качество продуктов: Например, температура конца кипения легкой бензиновой фракции (до 85 °С) и требования к отбензиненной нефти.
• Рабочее давление в колонне: Влияет на температуры кипения и фазовое равновесие.
• Температура ввода сырья.

Основные допущения, которые часто используются:

• Постоянство молярных теплот испарения: Упрощает расчет теплового баланса.
• Идеальность фазового равновесия: Иногда принимается для первых приближений, но для реальных смесей требуются более точные модели.
• Пренебрежение тепловыми потерями: На первом этапе, однако в более точных расчетах их обязательно учитывают.

Расчет материального баланса колонны

Материальный баланс – это выражение закона сохранения массы применительно к технологическому процессу. Для ректификационной колонны он описывает соотношение входящих и выходящих потоков.

Общее уравнение материального баланса для всей колонны имеет вид:

F = D + W

где:

• F — массовый (или молярный) расход исходной смеси (сырья), кг/ч (или моль/ч);
• D — массовый (или молярный) расход дистиллята (верхнего продукта), кг/ч (или моль/ч);
• W — массовый (или молярный) расход кубового остатка (нижнего продукта), кг/ч (или моль/ч).

Для каждого компонента i, входящего в смесь, материальный баланс можно записать как:

F ⋅ xF,i = D ⋅ xD,i + W ⋅ xW,i

где:

• xF,i, xD,i, xW,i — массовые (или молярные) доли i-го компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке соответственно.

При расчете отбензинивающей колонны, где извлекается легкая бензиновая фракция, количество отбираемых фракций (дистиллята P) определяют именно с помощью этих уравнений. Важным упрощением является пренебрежение задержкой жидкости в колонне, что допустимо для установившегося режима работы.

Рассмотрим также материальный баланс для произвольно выбранного контура концентрационной секции колонны (укрепляющей или исчерпывающей части). Для укрепляющей части (выше ввода сырья) баланс пара и флегмы можно записать как:

G = D + Ф

где:

• G — поток пара, поднимающегося вверх по секции, кг/ч;
• D — дистиллят, отбираемый с верха колонны, кг/ч;
• Ф — флегма, возвращающаяся в колонну в качестве орошения, кг/ч.

Аналогично для исчерпывающей части (ниже ввода сырья), учитывая потоки, можно составить соответствующие уравнения. Эти балансы являются основой для построения рабочих линий на y-x диаграмме при графическом расчете числа тарелок.

Детальный тепловой баланс ректификационной установки

Тепловой баланс ректификационной колонны — это выражение закона сохранения энергии, которое позволяет определить количество теплоты, необходимой для поддержания процесса разделения, а также тепловые потери. Он является критически важным для проектирования теплообменного оборудования (кипятильника, дефлегматора) и оценки энергоэффективности установки.

В соответствии с законом сохранения энергии, общий тепловой баланс ректификационной установки можно записать в виде:

Qпост = Qунос + Qпот

или

QF + Qкип = QD + QW + Qпот

где:

• Qпост — суммарное тепло, поступающее в систему;
• Qунос — суммарное тепло, уносимое из системы продуктами;
• Qпот — потери тепла в окружающую среду;
• QF — тепло, поступающее с исходным сырьем, Дж/ч;
• Qкип — тепло, подводимое в кипятильнике (испарителе) для генерации пара, Дж/ч;
• QD — тепло, отводимое с дистиллятом (верхним продуктом), Дж/ч;
• QW — тепло, отводимое с кубовым остатком (нижним продуктом), Дж/ч.

Приход тепла в колонну включает тепло, поступающее с предварительно нагретой исходной смесью, а также тепло, подводимое в кипятильнике для испарения части кубового остатка. В некоторых схемах, если флегма возвращается в колонну не полностью сконденсированной, она также может вносить вклад в тепловой баланс.

Расход тепла включает тепло, отводимое с парами в дефлегматоре (затем – с дистиллятом), с кубовым остатком, а также потери тепла в окружающую среду через стенки колонны и трубопроводов.

Расчет тепловой мощности дефлегматора

Дефлегматор — это ключевой элемент, обеспечивающий конденсацию паров и формирование флегмы, которая возвращается в колонну. Тепловая мощность дефлегматора (Q_дефл) для полной конденсации паров, выходящих с верха колонны, является одной из основных расчетных величин.

Её можно определить несколькими способами:

1. Через массовый расход паров и их удельную энтальпию:
   Qдефл = G ⋅ JG
   где:
   • G — массовый расход паров, поступающих в дефлегматор, кг/ч;
   • JG — удельная энтальпия паров при температуре конденсации, Дж/кг.

   Этот метод требует знания энтальпии пара при условиях входа в дефлегматор.

2. Через массовый расход паров и среднюю теплоту конденсации:
   Qдефл = Gдефл ⋅ rG
   где:
   • Gдефл — массовый расход паров, поступающих в дефлегматор, кг/ч;
   • rG — средняя теплота конденсации паров, Дж/кг.

   Этот подход часто используется для смесей, когда можно принять среднюю теплоту парообразования.

Выбор формулы зависит от доступности данных и требуемой точности. Для бинарных смесей или псевдобинарных систем часто используется второй подход, особенно при постоянстве теплоты парообразования.

Расчет тепловой мощности кипятильника (испарителя)

Кипятильник (или испаритель) — это источник тепла для колонны, генерирующий восходящий поток пара. Его тепловая мощность (Q_кип) определяет объем пара, который поднимается по колонне, и, как следствие, эффективность разделения.

Qкип можно рассчитать как произведение массового расхода паров, генерируемых в кипятильнике, на среднюю теплоту парообразования кубового остатка:

Qкип = Vкуб ⋅ rкуб

где:

• Vкуб — массовый расход паров, генерируемых в кипятильнике, кг/ч;
• rкуб — средняя теплота парообразования кубового остатка, Дж/кг.

Альтернативно, и часто более удобно, тепловую нагрузку на кипятильник можно найти из общего теплового баланса для всей колонны, перегруппировав его:

Qкип = QD + QW + Qпот - QF

Таким образом, зная тепловые потоки продуктов и потери, а также тепло, входящее с сырьем, можно определить требуемую тепловую мощность кипятильника.

Расчет тепловых потоков с продуктами и потерь тепла

Определение тепловых потоков, уносимых продуктами, также является важной частью теплового баланса.

1. Тепловой поток с дистиллятом (Q_D):
   QD = D ⋅ hD
   где:
   • D — массовый расход дистиллята, кг/ч;
   • hD — удельная энтальпия дистиллята при температуре отбора, Дж/кг.
2. Тепловой поток с кубовым остатком (Q_W):
   QW = W ⋅ hW
   где:
   • W — массовый расход кубового остатка, кг/ч;
   • hW — удельная энтальпия кубового остатка при температуре отбора, Дж/кг.

Тепловые потери (Q_пот) – это неизбежная часть любого теплового процесса. Они зависят от площади поверхности колонны, качества теплоизоляции, разности температур между аппаратом и окружающей средой. Для хорошо изолированных ректификационных колонн типичные тепловые потери в окружающую среду могут быть приняты в диапазоне 5% от подводимого теплового потока в кипятильник. В некоторых приближенных расчетах этот показатель может быть увеличен до 8-10% от тепловой нагрузки кипятильника. Точное определение потерь требует детального теплотехнического расчета изоляции и площади поверхности аппарата.

Определение температурного режима, флегмового числа и числа тарелок

Эти три параметра – температурный режим, флегмовое число и число тарелок – представляют собой три столпа, на которых держится весь расчет ректификационной колонны. Они взаимосвязаны и определяют как качество разделения, так и конструктивные особенности аппарата.

Температурный режим и влияние давления

Температурный режим в ректификационной колонне — это не просто набор цифр, это динамический профиль, который изменяется по высоте аппарата. Вверху колонны температуры минимальны (соответствуют точке кипения наиболее летучих компонентов), а внизу – максимальны (соответствуют точке кипения наименее летучих компонентов).

Определение температурного режима требует наличия кривых истинных температур кипения (ИТК) и кривых однократного испарения (ОИ) как для исходного сырья, так и для всех выходящих фракций. Кривая ИТК показывает, какие температуры соответствуют кипению определенных долей смеси при атмосферном давлении, а кривая ОИ отражает температурные условия, при которых определенная доля смеси испаряется при однократном снижении давления или нагреве. Эти кривые являются эмпирическими данными и служат отправной точкой для построения температурного профиля колонны.

Давление в процессе ректификации оказывает существенное влияние на работу колонны. Это один из ключевых управляющих параметров, поскольку оно напрямую определяет температуру кипения смеси, которая, в свою очередь, однозначно связана с составом.

• Повышение давления приводит к увеличению температур кипения всех компонентов, что может быть выгодно для разделения термически стабильных смесей, так как позволяет использовать более доступные теплоносители (например, пар более низкого давления). Однако, повышение давления может снизить коэффициент относительной летучести компонентов, что ухудшает условия разделения и требует большего числа тарелок или большего флегмового числа для достижения той же четкости.
• Снижение давления (вакуумная ректификация), напротив, понижает температуры кипения. Это критически важно для разделения термически нестойких веществ, которые разлагаются при высоких температурах, или для разделения азеотропных смесей. При этом увеличивается объемный расход пара, что требует колонн большего диаметра, но облегчает разделение за счет увеличения относительной летучести.

Для отбензинивающей колонны, где температура на входе нефти составляет 180-250 °С, а температура в низу колонны может достигать 240-260 °С, рабочее давление 0,4-0,6 МПа выбирается таким образом, чтобы обеспечить эффективное испарение легких фракций без чрезмерного утяжеления процесса.

Расчет флегмового числа

Флегмовое число (R) — это один из наиболее важных параметров, определяющих как эффективность разделения, так и экономическую целесообразность процесса ректификации. Оно определяется как отношение количества флегмы (Ф), возвращающейся в колонну в качестве орошения, к количеству отбираемого дистиллята (P):

R = Ф / P

Значение флегмового числа колоссально: оно напрямую влияет на число теоретических тарелок (N), необходимое для достижения заданного качества разделения.

• При увеличении флегмового числа концентрационный градиент между фазами становится круче, что улучшает массообмен и, как следствие, уменьшает необходимое число тарелок. Однако это приводит к увеличению затрат энергии на кипячение и конденсацию, а также к росту диаметра колонны и вспомогательного оборудования.
• При уменьшении флегмового числа требуется большее число тарелок, но снижаются энергетические затраты.

Существуют два ключевых значения флегмового числа:

1. Минимальное флегмовое число (R_мин): Это теоретический предел, при котором для достижения заданного качества разделения потребуется бесконечно большое число теоретических тарелок. Фактически, это состояние, при котором эффективность разделения максимальна, но производительность равна нулю. При R_мин рабочие линии на диаграмме Мак-Кэба-Тиле касаются равновесной кривой.

Для многокомпонентных смесей R_мин может быть рассчитано аналитически, например, по уравнениям Андервуда.

Уравнение для R_мин:

Rмин + 1 = Σ [xD,i / (αi - φ)]

где:

• xD,i — мольная доля i-го компонента в дистилляте;
• αi — коэффициент относительной летучести i-го компонента (отношение летучести i-го компонента к летучести наименее летучего компонента);
• φ — вспомогательный коэффициент, который определяется из другого уравнения Андервуда:

1 - q = Σ [xF,i / (αi - φ)]

где:

• q — молярная доля жидкости в питании колонны (q = 0 для паров, q = 1 для жидкости, 0 < q < 1 для парожидкостной смеси);
• xF,i — мольная доля i-го компонента в питании.

Параметр φ является корнем этого уравнения и должен находиться между значениями относительной летучести ключевых компонентов разделения.

2. Рабочее флегмовое число (R_раб): Это действительное значение флегмового числа, которое выбирается для работы колонны. Оно всегда больше минимального, чтобы обеспечить конечное число тарелок и приемлемую производительность.
   Rраб = (1,2 - 1,5) ⋅ Rмин
   На практике, часто принимают Rраб = 1,2 ⋅ Rмин для относительно простых смесей и 1,5 ⋅ Rмин для сложных или требующих более четкого разделения. Выбор оптимального Rраб — это компромисс между капитальными затратами (связанными с числом тарелок и диаметром колонны) и эксплуатационными затратами (на энергию).

Определение числа теоретических тарелок

Теоретическая тарелка — это идеализированная модель ступени обмена теплом и массой в ректификационной колонне. Она представляет собой гипотетическую ступень, на которой достигается полное термодинамическое равновесие между паровой и жидкой фазами, покидающими эту тарелку. Другими словами, пар, уходящий с теоретической тарелки, находится в равновесии с жидкостью, стекающей с этой же тарелки. Число теоретических тарелок (теоретических ступеней разделения) является эталонным показателем для оценки эффективности работы любой тарельчатой колонны.

Минимальное число теоретических тарелок

Как и в случае с флегмовым числом, существует минимальное число теоретических тарелок (N_мин), которое требуется для достижения заданного разделения при бесконечно большом флегмовом числе. Оно может быть определено по уравнению Фенске (часто применимо для бинарных смесей или ключевых компонентов многокомпонентных):

Nмин = log [ (xD / (1 - xD)) ⋅ ((1 - xW) / xW) ] / log αср

где:

• xD — мольная доля низкокипящего (легколетучего) компонента в дистилляте;
• xW — мольная доля низкокипящего компонента в кубовом остатке;
• αср — средний коэффициент относительной летучести ключевых компонентов, который может быть рассчитан как среднее геометрическое или логарифмическое среднее значений относительной летучести по высоте колонны.

Уравнение Фенске может применяться как для колонны в целом, так и для её отдельных частей (укрепляющей и исчерпывающей), используя соответствующие составы и средние коэффициенты относительной летучести для каждой секции. Это дает первое приближение к сложности разделения.

Графические методы расчета

Для бинарных смесей или псевдобинарных систем наиболее наглядными и широко используемыми являются графические методы.

1. Метод Мак-Кэба-Тиле: Этот метод основан на построении диаграммы y-x, где по оси x откладывается концентрация низкокипящего компонента в жидкой фазе, а по оси y — в паровой фазе.
   • Равновесная кривая: Сначала строится равновесная кривая, которая показывает состав пара, находящегося в равновесии с жидкостью данного состава при заданном давлении.
   • Рабочие линии: Затем строятся две рабочие линии – для укрепляющей (верхней) и исчерпывающей (нижней) частей колонны. Эти линии описывают материальный баланс между тарелками и показывают, как изменяются концентрации пара и жидкости по высоте колонны. Они начинаются от точек, соответствующих составу дистиллята и кубового остатка, и пересекаются в точке питания.
   • Ступенчатое изображение тарелок: Между равновесной кривой и рабочими линиями ступенчато изображаются теоретические тарелки. Каждая "ступенька" состоит из горизонтального отрезка (переход из жидкости в пар на тарелке, достижение равновесия) и вертикального отрезка (переход пара с одной тарелки на следующую). Количество таких ступенек, умещающихся между заданными составами дистиллята и кубового остатка, и есть число теоретических тарелок.

   Метод Мак-Кэба-Тиле особенно эффективен для бинарных смесей с небольшими отклонениями от закона Рауля и при допущении постоянства молярных теплот испарения.

2. Метод Поншона-Савари: Этот метод также является графическим, но более сложным, поскольку он использует энтальпийную диаграмму и учитывает тепловые свойства компонентов и изменения потоков флегмы и пара по высоте колонны. Он позволяет получить более точные результаты, особенно для смесей с переменными теплотами испарения или при значительных тепловых эффектах смешения, но требует больше исходных данных и более трудоемок.

Аналитические методы "от тарелки к тарелке"

Для многокомпонентных смесей, а также в случаях, когда требуется высокая точность или когда графические методы становятся слишком громоздкими, применяются аналитические методы расчета числа теоретических тарелок, также известные как методы "от тарелки к тарелке". Эти методы предполагают последовательный расчет составов пара и жидкости на каждой тарелке, начиная с одной из секций колонны.

Наиболее известные из них:

• Метод Льюиса-Матесона: Включает итерационный расчет составов пара и жидкости, исходя из уравнений равновесия, материального и теплового балансов для каждой тарелки. Он позволяет уточнять температуры и составы потоков на каждой ступени разделения.
• Методы Тиле-Геддеса и Макинтайра: Являются более развитыми итерационными алгоритмами, часто используемыми в программном обеспечении для моделирования ректификации.

Эти методы требуют значительных вычислительных мощностей и обычно реализуются с помощью специализированного программного обеспечения.

Расчет числа действительных тарелок

После определения числа теоретических тарелок необходимо перейти к расчету числа действительных тарелок, то есть реального количества тарелок, которые будут установлены в колонне. Теоретическая тарелка — это идеальная ступень, но в реальности полное равновесие на тарелке не достигается.

Поэтому число действительных тарелок (N_действ) определяется с учетом эффективности работы каждой тарелки:

Nдейств = Nтеор / ηср

где:

• Nтеор — число теоретических тарелок;
• ηср — средняя эффективность тарелок (коэффициент полезного действия тарелки).

Эффективность тарелки (ηср) — это эмпирический параметр, который зависит от множества факторов: типа тарелки (ситчатые, клапанные, колпачковые), физико-химических свойств разделяемой смеси (вязкость, поверхностное натяжение, плотность), нагрузок по пару и жидкости, межтарелочного расстояния и других конструктивных особенностей. Для отбензинивающей колонны, работающей с нефтью, значения эффективности могут варьироваться от 0,4 до 0,7 (40-70%), в зависимости от конкретных условий и типа тарелок. Для более точного расчета могут использоваться специализированные корреляции.

Расчет геометрических размеров ректификационной колонны

После того как определены все основные технологические параметры, можно приступить к расчету геометрических размеров аппарата. Это критический этап, так как он напрямую влияет на стоимость изготовления, монтажа, а также на прочностные характеристики и эксплуатационную надежность колонны.

Расчет диаметра колонны

Диаметр ректификационной колонны (D) — это один из важнейших конструктивных параметров, который определяет ее производительность и устойчивость работы. Он рассчитывается на основе объемного расхода паров, проходящих через колонну, и допустимой скорости этих паров. Именно пар, будучи более легкой фазой, обычно является лимитирующим фактором, так как его скорость должна быть тщательно контролируема, чтобы избежать нежелательных явлений.

Основное уравнение для определения диаметра колонны:

D = √(4 ⋅ Vпар / (π ⋅ w))

где:

• D — диаметр колонны, м;
• Vпар — объемный расход паров по колонне (обычно максимальный, который наблюдается в верхней части укрепляющей секции), м³/с;
• w — допустимая (рабочая) скорость паров в колонне, м/с.

Определение допустимой скорости пара и понятие "захлебывания"

Выбор допустимой скорости пара (w) является ключевым. С одной стороны, чем выше скорость, тем меньше диаметр колонны и ниже капитальные затраты. С другой стороны, превышение определенного порога приводит к серьезным нарушениям работы колонны, известным как захлебывание.

Захлебывание — это нештатная и крайне нежелательная ситуация, при которой восходящий поток пара становится настолько интенсивным, что препятствует нормальному стеканию жидкости (флегмы) вниз по колонне. В результате жидкость начинает накапливаться на тарелках, перепад давления по высоте колонны резко возрастает, и аппарат перестает эффективно работать. Явными признаками захлебывания являются:

• Резкий и значительный рост перепада давления по высоте колонны.
• Посторонний шум или характерный «булькающий» звук, указывающий на скопление жидкости.
• Унос жидкости с верха колонны вместе с паром, что приводит к загрязнению дистиллята.

Чтобы предотвратить захлебывание, рабочая скорость пара (w) всегда должна быть ниже предельного значения, при котором начинается брызгоунос, которое, в свою очередь, является частью скорости захлебывания:

w = (0,7 - 0,8) ⋅ wзахл

где:

• wзахл — скорость захлебывания, м/с.

Скорость захлебывания (и, соответственно, допустимая рабочая скорость) для тарельчатых колонн зависит от множества факторов, включая тип тарелки, межтарелочное расстояние, физико-химические свойства фаз (плотность жидкости и пара, поверхностное натяжение), а также нагрузки по жидкости.

Для ситчатых тарелок расчетная рабочая скорость пара может быть определена по формуле:

w = C ⋅ √[(ρж - ρп) / ρп]

где:

• C — коэффициент, зависящий от конструкции тарелок (размер отверстий, процент свободного сечения), межтарелочного расстояния, рабочего давления и нагрузки по жидкости. Значение C подбирается по эмпирическим графикам или таблицам для конкретного типа тарелок.
• ρж — плотность жидкости, кг/м³;
• ρп — плотность пара, кг/м³.

Нормативная скорость пара в ректификационных колоннах обычно находится в диапазоне 0,5-1,2 м/с. Это соответствует массовому расходу пара от 2000 до 7000 кг/ч на квадратный метр сечения колонны. Для клапанных тарелок используются аналогичные зависимости, учитывающие конструктивные особенности клапанов, их подвижность и свободное сечение.

Расчет высоты тарельчатой части колонны

Высота тарельчатой части колонны (H_Т) определяется количеством действительных тарелок и расстоянием между ними. Межтарелочное расстояние (h_{тарелки}) выбирается конструктивно, исходя из типа тарелок, диаметра колонны и необходимости обеспечения свободного пространства для сепарации брызг. Типовые значения h_{тарелки} составляют от 0,4 до 0,8 м.

HТ = (Nдейств - 1) ⋅ hтарелки

где:

• Nдейств — число действительных тарелок;
• hтарелки — высота одной тарелки (межтарелочное расстояние), м.

К полученной высоте тарельчатой части добавляют высоты верхней и нижней частей колонны (днищ, зон входа сырья и выхода продуктов), которые определяются конструктивно.

Расчет диаметров штуцеров

Диаметры штуцеров (патрубков) для ввода сырья, вывода продуктов, флегмы и пара также являются важной частью технологического расчета. Они определяются на основе объемного расхода потока и допустимой линейной скорости движения среды в трубопроводе. Слишком малый диаметр штуцера приведет к высоким скоростям, увеличению гидравлического сопротивления, износу и, возможно, эрозии. Слишком большой — к удорожанию конструкции.

Рекомендуемые диапазоны линейных скоростей:

• Для углеводородных паров:
  • При атмосферном давлении: 15-25 м/с.
  • При повышенных давлениях: 10-20 м/с.
  • Под вакуумом: 30-70 м/с (из-за низкой плотности пара).
• Для жидкостных потоков:
  • При самотеке: 0,1-0,6 м/с.
  • Во всасывающем трубопроводе (перед насосом): 0,5-1,0 м/с.
  • В напорном трубопроводе (после насоса): 1,0-3,0 м/с.

Формула для расчета диаметра штуцера (d_шт):

dшт = √(4 ⋅ Vпоток / (π ⋅ wпоток))

где:

• dшт — диаметр штуцера, м;
• Vпоток — объемный расход потока (пара или жидкости), м³/с;
• wпоток — допустимая линейная скорость потока, м/с.

Таблица 1: Рекомендуемые скорости потоков для расчета диаметров штуцеров

Тип потока	Условия давления	Допустимая линейная скорость, м/с
Углеводородные пары	Атмосферное	15-25
Углеводородные пары	Повышенное	10-20
Углеводородные пары	Вакуум	30-70
Жидкость	Самотек	0,1-0,6
Жидкость	Всасывающий трубопровод	0,5-1,0
Жидкость	Напорный трубопровод	1,0-3,0

Таким образом, последовательный расчет всех этих геометрических параметров позволяет спроектировать ректификационную колонну, которая будет не только эффективно выполнять свои технологические функции, но и будет экономически обоснованной и безопасной в эксплуатации.

Факторы, влияющие на эффективность разделения, и энергосберегающие технологии

После завершения технологического расчета и определения конструктивных параметров колонны, инженерный взгляд обращается к вопросам оптимизации. Как можно улучшить эффективность разделения? Как снизить энергетические затраты? Ответы на эти вопросы лежат в глубоком понимании факторов, влияющих на процесс, и в применении современных технологических решений.

Влияние технологических параметров на эффективность

Эффективность массообменных устройств, таких как тарелки в ректификационных колоннах, целесообразно оценивать через коэффициент полезного действия (КПД) массообменной тарелки (ηср). Этот параметр интегрирует в себя множество влияющих факторов:

1. Вязкость жидкости: Высокая вязкость замедляет диффузию компонентов, снижая скорость массообмена и, как следствие, эффективность тарелок.
2. Концентрация компонентов: Эффективность может зависеть от концентрационного градиента. При низких концентрациях одного из компонентов движущая сила массообмена может быть недостаточной.
3. Флегмовое число (R): Увеличение флегмового числа на работающей колонне, как правило, приводит к повышению эффективности разделения и увеличению содержания низкокипящих компонентов в дистилляте. Это происходит за счет более интенсивного орошения, увеличения поверхности контакта фаз и более крутых рабочих линий. Однако, это может привести к снижению общей производительности колонны, так как часть паров конденсируется в дефлегматоре и возвращается как флегма, не становясь дистиллятом. Например, при снижении флегмового числа с 50 до 3-4, эффективное число теоретических тарелок для колонны со спирально-призматической насадкой может уменьшиться со 100 до 10-15.
4. Давление в ректификационной колонне: Влияет на производительность и четкость разделения. С увеличением давления удельная производительность колонны растет за счет ускорения массообмена и повышения эффективности контактных устройств. Однако, чрезмерное увеличение давления может привести к снижению коэффициента относительной летучести компонентов, что ухудшает условия разделения и требует больше тарелок или флегмы.
5. Конструктивные особенности тарелок: Тип тарелки (ситчатые, клапанные, колпачковые), их геометрия, свободное сечение, расположение водосливов – все это определяет площадь контакта фаз, гидродинамический режим и, соответственно, интенсивность массообмена.
6. Поверхностное натяжение жидкости и склонность к пенообразованию: Низкое поверхностное натяжение и высокая склонность к пенообразованию могут привести к нестабильной работе тарелок, уносу жидкости с паром и снижению эффективности.
7. Межтарелочное расстояние: Оптимальное расстояние необходимо для эффективной сепарации брызг и предотвращения уноса жидкости.

Для повышения эффективности процесса ректификации одним из очевидных путей является увеличение числа тарелок в колонне, что увеличивает число ступеней разделения. Однако это ведет к росту капитальных затрат и высоты колонны.

Современные контактные устройства для повышения эффективности

Инженерная мысль не стоит на месте, и современные ректификационные колонны оснащаются все более совершенными контактными устройствами, которые призваны максимизировать эффективность при минимизации затрат.

Внедрение энергосберегающих технологий должно базироваться на применении контактных устройств с повышенной эффективностью, меньшим перепадом давления, высоким КПД и повышенной разделительной способностью. К таким устройствам относятся:

1. Высокоэффективные тарелки:
   • Клапанные тарелки: Особенно современные модификации, такие как семейства V-Grid, VGPlus, Shell HiFi, BDH от ведущих производителей (например, Sulzer Chemtech). Эти тарелки имеют подвижные клапаны, которые регулируют площадь свободного сечения в зависимости от нагрузки по пару, обеспечивая широкий диапазон устойчивой работы. Они характеризуются высоким КПД, меньшим перепадом давления по сравнению с колпачковыми тарелками и меньшей чувствительностью к загрязнениям.
   • Тарелки с фиксированным клапаном: Более простая, но также эффективная конструкция, предлагающая преимущества клапанных тарелок без подвижных элементов.
2. Насадочные колонны: В отличие от тарельчатых, в насадочных колоннах вместо тарелок используется насадка – случайная (насыпная) или регулярная.
   • Регулярные насадки: Например, спирально-призматические насадки (СПН), а также структурированные насадки (Sulzer Mellapak, Koch-Glitsch Flexipac). Они обеспечивают очень высокую удельную поверхность контакта фаз, что приводит к чрезвычайно высокому КПД и низкому перепаду давления. Насадочные колонны характеризуются меньшим перепадом давления по высоте, более широким диапазоном устойчивой работы и часто более высоким КПД по сравнению с традиционными тарельчатыми.
   • Насыпные насадки: Различные кольца (Рашига, Палля), седла (Инталокс) и другие элементы, которые засыпаются в колонну. Хотя их эффективность ниже, чем у регулярных, они проще в установке и дешевле.

Модернизация внутренних устройств отбензинивающей колонны путем замены устаревших тарелок на современные высокоэффективные может значительно повысить производительность установки (до 30%), обеспечить более четкую ректификацию и выработку продукции требуемого качества, а также увеличить межремонтный пробег за счет меньшего образования отложений. Разве не это является ключевым требованием для любого современного нефтеперерабатывающего предприятия?

Оптимизация и автоматизация управления колонной

Даже самая совершенная колонна не будет работать эффективно без продуманной системы управления. Совершенствование методов управления технологическими параметрами работы ректификационных колонн (флегмовое число, паровое число, температурный профиль, уровень жидкости) является ключевым для повышения эффективности.

Современные системы автоматического управления включают:

• Регуляторы флегмового числа: Автоматически поддерживают заданное соотношение между возвращаемой флегмой и отбираемым дистиллятом.
• Регуляторы расхода пара в кипятильник: Контролируют подводимую тепловую мощность для генерации необходимого объема пара.
• Поддержание оптимальных температурных профилей: С помощью многочисленных температурных датчиков и систем контроля, позволяющих корректировать режим работы.
• Поддержание оптимальных уровней жидкости: В кубе колонны и флегмовом сборнике.

Особое внимание уделяется взаимосвязанным (каскадным) схемам регулирования. В этих схемах один параметр (например, давление вверху колонны или состав верхнего продукта) является основным регулируемым параметром, а его регулятор выдает уставку для подчиненного регулятора (например, расхода хладоносителя в дефлегматор или расхода флегмы). Это позволяет быстрее и точнее реагировать на возмущения, стабилизировать давление и состав верхнего продукта, повысить качество регулирования и избежать перегрузок. Например, стабилизация давления вверху колонны достигается путем управления расходом хладоносителя в дефлегматор, а стабилизация состава дистиллята – путем управления расходом флегмы.

Энергосберегающие решения при проектировании

При проектировании отбензинивающей колонны необходимо интегрировать энергосберегающие решения на всех этапах:

1. Применение энергоэффективных контактных устройств: Как уже упоминалось, выбор современных тарелок и насадок с низким перепадом давления и высоким КПД напрямую снижает потребление энергии (например, для компрессии пара или работы насосов).
2. Модернизация существующих колонн: Замена устаревших внутренних устройств в работающих колоннах позволяет значительно повысить их производительность и четкость ректификации без необходимости строительства новых аппаратов.
3. Учет и минимизация тепловых потерь: Тепловые потери в окружающую среду — это прямые потери энергии. При проектировании они учитываются и минимизируются путем использования высококачественной теплоизоляции. Типичные тепловые потери для хорошо изолированных колонн составляют около 5% от подводимого теплового потока в кипятильник. В некоторых расчетах эти потери могут приниматься в диапазоне 8-10% от тепловой нагрузки кипятильника. Точный расчет теплоизоляции и выбор ее толщины позволяют оптимизировать эти потери.
4. Использование тепловых насосов: В некоторых случаях, особенно для низкотемпературной ректификации, могут применяться тепловые насосы, которые позволяют рекуперировать тепло конденсации верхнего продукта и использовать его для кипячения кубового остатка, значительно снижая потребление внешней энергии.

Комплексный подход к анализу всех этих факторов и внедрение современных решений в проектирование и эксплуатацию отбензинивающих ректификационных колонн позволяет создавать высокоэффективные, экономичные и надежные установки, соответствующие самым высоким стандартам нефтеперерабатывающей промышленности.

Заключение

Технологический расчет отбензинивающей ректификационной колонны мощностью 4,2 млн т в год, как показывает выполненная работа, представляет собой сложную, но логически выстроенную инженерную задачу, охватывающую широкий спектр фундаментальных принципов химической технологии и практических методов проектирования. Мы детально рассмотрели ключевую роль отбензинивающей колонны в процессе первичной переработки нефти, ее функции по извлечению легких фракций и стабилизации работы установок АТ, а также влияние на снижение коррозионной нагрузки.

Путем последовательного анализа и применения методологий были раскрыты основные аспекты расчета: от сущности ректификации и ее движущей силы, до комплексного материального и теплового балансов, которые служат основой для определения всех энергетических потребностей установки. Мы подробно изучили методы определения температурного режима, критически важного флегмового числа (включая минимальное и рабочее значения по Андервуду), а также числа теоретических тарелок, используя как графические (Мак-Кэба-Тиле), так и аналитические (Фенске, Льюиса-Матесона) подходы.

Особое внимание было уделено расчетам геометрических размеров колонны – диаметра (с учетом понятия "захлебывания" и определения допустимой скорости пара) и высоты тарельчатой части, а также детализированным методам определения диаметров штуцеров для различных потоков.

В заключительном разделе мы проанализировали факторы, влияющие на эффективность разделения и энергетические затраты, подчеркнув значимость выбора современных высокоэффективных контактных устройств (клапанных тарелок, насадок), а также роли автоматизации и каскадных схем регулирования в оптимизации работы колонны. Подобный анализ позволяет не только оценить текущее состояние технологий, но и предвидеть будущие направления развития.

Результаты данной работы подтверждают, что детальный технологический расчет является не просто набором формул, а комплексным подходом, позволяющим не только спроектировать работоспособный аппарат, но и оптимизировать его производительность, энергоэффективность и экономическую целесообразность. Внедрение современных инженерных решений и постоянный анализ эксплуатационных параметров являются залогом успешной и устойчивой работы нефтеперерабатывающих предприятий в условиях постоянно меняющегося рынка и ужесточающихся экологических требований.

Список использованной литературы

1. Багатуров, С. А. Основы теории и расчета перегонки и ректификации. — 3-е изд., перераб. — М.: Химия, 1974. — С. 125, 180—181.
2. Баннов, П. Г. Процессы переработки нефти. Часть 2. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001. — 415 с.
3. Дытнерский, Ю. И. (ред.). Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. — М.: Химия, 1983. — 272 с.
4. Дытнерский, Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч.1. Теоретические основы процессов химической технологии. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Химия, 1995. — 400 с.
5. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – 9-е изд. – М.: Химия, 1973. – 750 с.
6. Кафаров, В. В. Основы массопередачи. Системы газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость-жидкость. Учебник для студентов ВУЗов. 3 изд., перераб. и доп. М.: «Высшая школа», 1979. — 439 с.
7. Коптева, В. Б. Опоры колонных аппаратов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. – 24 с.
8. Критерии оценки эффективности работы ректификационных колонн // КиберЛенинка. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kriterii-otsenki-effektivnosti-raboty-rektifikatsionnyh-kolonn (дата обращения: 27.10.2025).
9. Кутепов, A. M. и др. Теория химико-технологических процессов органического синтеза: Учеб. для техн. вузов/A. M. Кутепов, Т. И. Бондарева, М. Г. Беренгартен — М.: Высш. шк., 2005. – 520 с.
10. Лащинский, А. А., Толчинский, А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с.
11. Мельников, В. Б., Макарова, Н. П., Гафарова, Э. Б., Федорова, Е. Б. Практические решения процесса ректификации с использованием энтальпийной диаграммы. Учебное пособие. Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2023. URL: https://gubkin.ru/upload/kafedra_pm/ucheb_posob/prakticheskie_resheniya_processa_rektifikacii_s_ispolzovaniem_entalpiynoy_diagrammy.pdf (дата обращения: 27.10.2025).
12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ТАРЕЛОК ПРИ РАСЧЕТЕ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОНН / Игого Х.Э., Михайловский Я.Э. // CORE (СумГУ). URL: https://core.ac.uk/download/pdf/132470659.pdf (дата обращения: 27.10.2025).
13. Плановский, А. Н., Николаев, И. П. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. 5-изд. — М.: Химия, 1987. — 847 с.
14. Прокофьева, Т. В., Щелкунов, В. А., Андриканис, В. В., Федорова, Е. Б., Круглов, С. С. Технологический расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси. Учебное пособие. Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2020. URL: https://gubkin.ru/upload/kafedra_pm/ucheb_posob/tekhnologicheskiy_raschet_rektifikatsionnoy_kolonny_dlya_razdeleniya_binarnoy_smesi.pdf (дата обращения: 27.10.2025).
15. Расчёт теплового баланса процесса ректификации // Ozlib.com. URL: https://ozlib.com/830691/tehnika/raschet_teplovogo_balansa_protsessa_rektifikatsii (дата обращения: 27.10.2025).
16. Ректификация // Техническая Библиотека Neftegaz.RU. URL: https://neftegaz.ru/tech_library/pererabotka-nefti-i-gaza/142386-rektifikatsiya/ (дата обращения: 27.10.2025).
17. Ректификация // chem.ru. URL: http://www.chem.ru/r/rektifikaciya.html (дата обращения: 27.10.2025).
18. Розенгарт, М. И. Некоторые факторы, влияющие на ректификацию // ChemLib.ru. 1951. URL: http://chemlib.ru/books/item/f00/s00/z0000003/st002.shtml (дата обращения: 27.10.2025).
19. Рудин, М. Г., Драбкин, А. Е. Краткий справочник нефтепереработчика. — Л.: Химия, 1980. — 328 с.
20. Саевич, Н. П., Калишук, Д. Г. Образец выполнения и оформления расчета тарельчатой ректификационной колонны. URL: https://edu.tltsu.ru/sites/default/files/docs/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4.%D1%83%D0%BA. %D0%A0%D0%B0%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82 %D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%87.%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B_2.pdf (дата обращения: 27.10.2025).
21. Скобло, А. И., Трегубова, И. А., Молоканов, Ю. К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1982. — С. 112, 134—136.
22. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ ОТБЕНЗИНИВАЮЩЕЙ КОЛОННЫ УСТАНОВКИ АВТ ДЛЯ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ // Elibrary.ru. 2021. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46102170 (дата обращения: 27.10.2025).
23. Способ повышения разделяющей и/или пропускной способности ректификационных колонн разделения бинарных или многокомпонентных смесей: патент РФ RU2694341C1. 2019. URL: https://patents.google.com/patent/RU2694341C1/ru (дата обращения: 27.10.2025).
24. Справочник химика. Том 5. — Ленинград: Химия, 1968. — С. 669—670.
25. Статья - Ректификация. Ректификационные колонны и установки // npo-a.ru. URL: https://npo-a.ru/articles/rektifikatsiya-rektifikatsionnye-kolonny-i-ustanovki (дата обращения: 27.10.2025).
26. Тепловой баланс ректификационной колонны, Ректификация многокомпонентных смесей - Массообменные процессы // studwood.net. URL: https://studwood.net/1435777/massoobmennye_protsessy/teplovoy_balans_rektifikatsionnoy_kolonny_rektifikatsiya_mnogokomponentnyh_smes (дата обращения: 27.10.2025).
27. Технологический расчет атмосферно-вакуумной перегонки нефти [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://kurs.ido.tpu.ru/courses/o_scient_project_research_250400_II/glv_3_page_1.htm (дата обращения: 27.10.2025).
28. Захаров, А. М., Ерофеев, А. В., Губайдуллин, Р. И. Расчет минимального флегмового числа при ректификации некоторых реальных бинарных смесей // Тонкие химические технологии. 2018. URL: https://finechem-j.ru/archive/2018/1/article-180104 (дата обращения: 27.10.2025).