Насадочная колонна

 

НАСАДОЧНАЯ КОЛОННА, включающая корпус, разделенный по высоте горизонтальными-перегородками . на секции, каждая из которых снабжена коаксиальными перфорированными стаканами с раэмев|еннрй между ними насадкой, отличающаяся тем, что, с целью повьааения фракционирующего действия колонны за счет увеличения числа контактных зон, приходящихся на одну и ту же высоту колонны, и за счет регулирования плотности орошения и допустимой скорости паров, а также.с целью упрощения монтажа, демонтажа и технического обслуживания, диамет-. ры и высота стаканов с насадкой выполнены перемеНЕвдми по высоте колонны .. со СО сд 00 о

СОЮЗ СОВЕТ КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (10 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTP9

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3386923/23-26 (22) 08.02.82 (46) 07.09.83. Бюл. Р 33 (72) К.Ф. Богатых., Б.К. Марушкин, И.A. Мнушкин, М.Н. Кутушев и Б.Н. Павлычев (71) Уфимский нефтяной институт. и Ордена Ленина саловатское ПРОИЗводственное объединение "Саловатнеф-. теоргсинтез" им. 50-летия СССР (53) 66.0174.513(088.8) (56) 1. Патент ФРГ 9 1243143, кл. 12 а 5, 1967. (54)(57 ) НАСАДОЧНАЯ КОЛОННА, включающая корпус, разделенный по высоте горизонтальными перегородками, на секции, каждая из которых снабжена коаксиальными.перфорированными стаканами с размещенной между ними насадкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения фракционирующего действия колонны за счет увеличения числа контактных зон, приходящихся на одну и ту же высоту колонны, и за счет регулирования плотности орошения и допустимой скорости паров, а также.с целью упрощения монтажа, демонтажа и технического обслуживания, диаметры и высота стаканов с насадкой выполнены переменными по высоте колонны.

1039536

ЗО

2. Колонна по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что диаметры стаканов по высоте колонны последовательно уменьша1отся снизу вверх.

3. Колонна по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что диаметры стаканов по высоте колонны последовательно уменьшаются сверху вниз.

4. Колонна по и,. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что различные диаметры стаканов чередуются по высоте колонны.

5. Колонна по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также к другим областям народного хозяйства, где применяются насадочные аппаратуры 5 и в частности, может быть использовано при ректификации мазута под вакуумом..

Известна насадочная колонна, включающая корпус, разделенный по высоте горизонтальными перегородками на секции, каждая из которых снабжена коаксиальными перфорированными стаканами с размещенной между ними насадкой E1 )15

При данном конструктивном выполнении колонны процесс монтажа внутренних устройств является по-секционным, т.е. секции последовательно устанавливаются одна на другую.

Кроме того, в пространство между двумя коаксиальными перфорированными стаканами при монтаже секции уклацывается насадка. Монтаж такой конструкции является процессом сложным и требует длительного времени„ 25

Многим устройствам, например внутренним стенкам стаканов, распределительным плитам и др. нельзя про- вести осмотр и обслуживание, если высота зоны, разделяющей секции, менее 500 мм. Если это расстояние

500 мм и более, то для эффективной работы аппарата требуется большая высота и большой рабочий объем колонны, что нерационально. Тем более, 35 что в этой зоне происходит слабый массообмен между жидкостью и газом.

Переменные по высоте нагрузки по парам и жидкости требуют более гибкой конструкции колонны.

Таким образом, недостатками данной конструкции являются нерациональное использование рабочего объема колонны, наличие малоэффективной эоны при аксиальном движении газа

45 стакан выполнен в виде многогранной призмы.

6. Колонна по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый стакан выполнен в виде полой усеченной пирамиды.

7. Колонна по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый стакан выполнен в виде полого усеченного конуса.

8. Колонна по и. 1, о т л и ч ая с я тем, что насадка собрана из нескольких пакетов.

2 в колонне, сложность и неудобство монтажа, демонтажа и технического обслуживания внутренних устройств колонны

Цель изобретения — повышение фракционирующего действия колонны за счет увеличения числа контактных зон, приходящихся на одну и ту же высоту колонны, и эа счет регулирования плотности орошения и допустимой скорости паров, а также упрощение монтажа, демонтажа и технического обслуживания внутренних устройств аппарата.

Поставленная цель достиг ется тем, что в насадочной колонне, включающей корпус, разделенный по высоте горизонтальными перегородками на секции, каждая из которых снабжена ксаксиальными перфорированными стаканами с размещенной между ними насадкой, диаметры и высоты стаканов с насадкой выполнены переменными по высоте колонны.

Целесообразно, чтобы диаметры стаканов по высоте колонны последовательно уменьшались снизу вверх.

Целесообразно, чтобы диаметры стаканов пс высоте колонны последовательно уменьшались сверху вниз.

Различные диаметры стаканов чередуются по высоте колонны.

Каждый из стаканов может быть выполнен в виде многогранной призмы или в виде полой усеченной пирамиды или в виде полого усеченного конуса.

Насадка может быть собрана иэ нескольких пакетов.

На фиг. 1 изображена насадочная колонна, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1, на фиг. 3 — аксонометрическое изображение насадочной колонны, на фиг. 4— насадочная колонна с диаметрами стаканов, уменьшающимся сверху вниз;

1039536

65 на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 4

У

I иа фиг. 6 — насадочная колонна с диаметрами стаканов, уменьшающимися снизу вверх, на фиг. 7 — разрез В-В на фиг. 6; на фиг. 8 — насадочная колонна, в которой различные диаметры стаканов чередуются по высоте колонны; на фиг. 9 — разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. 10 — насадочная ко- . . лонна, в которой стаканы выполнены в виде полого усеченного конуса; на фиг. 11 — разрез Д-Д на фиг. 10.

Колонна состоит из корпуса 1, внутри которого размещены горизонтальные перегородки 2, выполненные с отверстиями 3 для прохода пара (газа ) и с рядами отверстий 4 для перетока жидкости. Отверстия для прохода пара в перегородках выполнены чередующимися либо в центре, либо на периферии перегородки.

На горизонтальных перегородках установлены коаксиальные перфорированные стаканы 5 круглого или квадратного сечения. Стаканы на каждой секции собраны из.пакетной насадки

6, работающей в перекрестном токе массообменивающихся фаз. В зависй- . мости от типа и ее конструкции стаканы могут быть выполнены в виде полых тел, таких как цилиндр, усеченный конус или усеченная пирамида или многогранная призма.

Колонна работает следующим образом.

Поток пара 7 на контактную секцию насадки поступает через центральное отверстие 3 в.горизонтальной перегородке 2 и направляется к внутренней полости стакана 5. Пар эту насадку проходит в радиальном направлении и контактирует со стекающей через отверстия 4 в горизонтальной перегородке на насадку жидкостью 8. После контакта пар через периферийное отверстие в верхней перегородке поступает на следующую секцию, где изменяет свое направление на аксиальное и контактирует с жидкостью. Далее процесс теплообмена между паром и жидкостью повторяется.

Насадочная колонна с контактными секциями переменного диаметра и с переменными высотами стаканов по высоте колонны позволяет повысить фракционирующую способность. Повышение фракционирующего действия ко лонны обеспечивается большим числом контактных секций при одной и той же высоте колонны по сравнению с прототипом. Это объясняется тем, что обычно нагрузки по парам и жидкости в ректификационных колоннах и, в особенности, в сложных с боковыми выводами отгонов и циркуляционными орошениями по высоте колонны являются переменными. В соответствии с этим перемейные по высоте и диаметру стаканы контактных секций позволяют снизить потребную рабочую высоту колонны и увеличить число .секций.

5 Так, например, в прототипе в условиях равных диаметров и высот, стаканов всех секций и одного и того же типа насадки при увеличении нагрузки по пару кверху аппарата верхние секции колонны работают неэффективно, так как на этих секциях нагрузки по парам выше допустимых нагрузок. Если нагрузки по парам уменьшаются, то верхние секции прототипа также работают неэффективно— ниже допустимых нагрузок работы данного типа насадки.

В предлагаемой конструкции за счет переменных высот и диаметров стаканов секций обеспечивается регулирование сечения прохода паров на каждой секции, тем самым, обеспечиваются оптимальные гидродинамические характеристики применяемого типа насадки по всей высоте колонны.

Так, при последовательном снижении высоты и уменьшении диаметра

° стаканов кверху аппарата колонна эффективно работает при снижающихся нагрузках по пару кверху аппарата.

30 Колонна с последовательным увеличением высоты и диаметра стаканов кверху аппарата эффективно работает при увеличивающихся нагрузках по пару.

$5 Колонна с чередующимися изменениями высот и диаметров стаканов по высоте колонны эффективно работает при чередующихся по высоте колонны нагрузках по пару и жидкости. щ Особенно такое расположение стаканов удобно в полных ректификационных колоннах.

Выполнение стаканов контактных секций в колоннах в виде полых усеченных конусов или пирамид позволяет более рационально испольэовать рабочий объем колонны и увеличивает диапазон устойчивой работы аппарата.

Кроме обеспечения допустимых нагрузок по парам на каждой секции колонн, предлагаемый аппарат позволяет регулировать плотность ороше- . ния насадки на каждой секции за счет изменения диаметров или толщины стаканов и, соответственно, площади орошения насадки.

Таким образом, предлагаемая насадочная колонна по сравнению с про тотипом йозволяет более рационально использовать рабочий объем колонны, обеспечивает эффективную и надежную работу как простой, так и сложной ректификационной колонны даже при переменных по высоте колонны жидкостных и паровых нагрузках. Рацио103953б

/7ар

pug. Г

7ир ар,нально применение предлагаемой конструкции в условиях больших объемов и ниэкой плотности орошения, например при ректификации мазута

-под глубоким вакуумом.

Выполнение стаканов иэ пакетной 5 насадки иэ сетчатой полосы, в свою

4-М очередь, по и демонтаж выполнение родках люкс живание, те конструкций конструкции зволяет упростить монтаж конструкций колонны, а в горизонтальных перегов-лазов упрощает обслукущий ремонт и осмотр без разбора элементов внутри колонны.

1039536

1039536

Д7д юг. Ю

Составитель 3.Александрова

Техред H.Ìåòåëåâà Корректор A.Tÿñêî

Редактор Т.Веселова

Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6775/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, у, Проектная, 4