Ребойлеры — это теплообменники , обычно используемые для подачи тепла в нижнюю часть промышленных дистилляционных колонн. Они кипятят жидкость из нижней части дистилляционной колонны для образования паров, которые возвращаются в колонну для проведения дистилляционного разделения . Тепло, подаваемое в колонну ребойлером в нижней части колонны, отводится конденсатором в верхней части колонны.
Правильная работа ребойлера жизненно важна для эффективной дистилляции. В типичной классической дистилляционной колонне весь пар, вызывающий разделение, поступает из ребойлера. Ребойлер принимает поток жидкости из нижней части колонны и может частично или полностью испарять этот поток. Пар обычно обеспечивает тепло, необходимое для испарения.
Наиболее важным элементом конструкции ребойлера является выбор подходящего типа ребойлера для конкретной задачи. Большинство ребойлеров представляют собой кожухотрубные теплообменники, и в качестве источника тепла в таких ребойлерах обычно используется пар. Однако можно использовать и другие теплоносители , такие как горячее масло или Dowtherm (TM). В некоторых случаях печи, работающие на топливе, также могут использоваться в качестве ребойлеров.
Обычно используемые ребойлеры с теплообменником:
Ребойлеры для чайников (Изображение 1) очень просты и надежны. Они могут потребовать перекачки жидкости из кубового остатка колонны в котел, или может быть достаточный напор жидкости для подачи жидкости в ребойлер. В ребойлерах этого типа пар проходит через пучок труб и выходит в виде конденсата. Жидкость из нижней части башни, обычно называемая нижней частью , течет через сторону корпуса. Существует подпорная стенка или переливная перегородка , отделяющая пучок труб от секции ребойлера, куда отводится остаточная перекипяченная жидкость (называемая кубовым продуктом), так что пучок труб остается покрытым жидкостью и уменьшает количество низкокипящих соединений в нижний продукт.
Термосифонные ребойлеры (Изображение 2) не требуют закачки кубовой жидкости колонны в ребойлер. Естественная циркуляция достигается за счет использования разницы плотностей между нижней жидкостью на входе в колонну ребойлера и смесью жидкости и пара на выходе из ребойлера, чтобы обеспечить достаточный напор жидкости для подачи кубовой фракции колонны в ребойлер. Термосифонные ребойлеры (также известные как каландрии ) более сложны, чем котловые ребойлеры, и требуют большего внимания со стороны операторов установки. Существует множество типов термосифонных ребойлеров, включая вертикальные, горизонтальные, прямоточные и рециркуляционные.
Пылевые нагреватели (Изображение 3), также известные как печи, можно использовать в качестве ребойлера дистилляционной колонны. Для циркуляции кубовой фракции колонны через теплообменные трубы в конвекционной и лучистой секциях печи необходим насос. Источником тепла для ребойлера с пламенным нагревателем может быть либо топливный газ, либо мазут.
Ребойлер с принудительной циркуляцией (Изображение 4) использует насос для циркуляции кубовой жидкости колонны через ребойлеры. Это полезно, если ребойлер должен быть расположен далеко от колонны или кубовый продукт очень вязкий.
Некоторые жидкости чувствительны к температуре, например те, которые подвержены полимеризации при контакте со стенками высокотемпературных трубок теплопередачи. Высокие скорости рециркуляции жидкости используются для снижения температуры стенок труб, тем самым уменьшая полимеризацию на трубке и связанное с ней загрязнение.