Тепломассообменный аппарат

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов, протекающих в системе газ (пар) - жидкость , таких как абсорбция, ректификация . Целью изобретения является увеличение отбора и улучшение качества получаемого продукта за счет ликвидации провала жидкости, орг анизации устойчивого ее циркуляционного орошения и увеличения поверхности контакта фаз. Аппарат включает корпус , внутри которого установлены тарелки с переливными устройствами и продольными секционирующими перегородками и тарелки, выполненные из ступенчато расположенных пластин 19, снабженных дополнительно патрубками . 21, верхние торцы которых закрыты .) плоскими крьшками 22. В боковой поверхности патрубков выполнены вырезы 23, ориентированные в сторону движения жидкости. Нижняя последняя наклонно установленная пластина снабжена окнами с отбортовками, расположенными над продольными секи 1онирующими перегородками о Отбортовки могут быть расположены в шахматном порядке, а их нижние торцы размещены на некотором расстоянии от продольной секционирующей перегородки, 7 иЛо, 1 табл. с сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 В 01 D 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Риг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 41 83916/23-26 (22) 21,01,87 (46) 07,08.88. Бюл. 11 29 (71 ) Кременчугский нефтеперерабатывающий завод им, ХХЧ1 съезда КПСС и Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (72) О.К.Одинцов, А.Г.Рыбинский, В.M.Ìàòûöèí, Г.С.Каленик„ С,Н,Хаджиев, В.A,Æóðáà и M.M.Áåðãåëüñîí (53) 66.015.23 (088.8) (56) Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. — М.:

Химия, 1978, стр, 17, Авторское свидетельство СССР

У 1256759, кл. В 01 D 3/20, 1986. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫИ АППАРАТ (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов, протекающих в системе газ (пар) — жидкость, таких как абсорбция, ректификация. Целью изобретения является увеличение отбора и улучшение каче„.ЯО„„ яящ А1 ства получаемого продукта за счет ликвидации провала жидкости, организации устойчивого ее циркуляционного орошения и увеличения поверхности контакта фаз. Аппарат включает корпус, внутри которого установлены тарелки с переливными устройствами и продольными секционирунпщими пере" городками и тарелки, выполненные из ступенчато расположенных пластин 19 снабженных дополнительно патрубками

21, верхние торцы которых закрыты плоскими крышками 22. В боковой поверхности патрубков выполнены вырезы 23, ориентированные в сторону движения жидкости. Нижняя последняя нак" и ф лонно установленная пластина снабжена окнами с отбортовками, расположенными над продольными секционирующими перегородками. Отбортовки могут быть расположены в шахматном порядке, а их нижние торцы размешены на некотором расстоянии от продольной секционирующей перегородки, 7 ил., 1 табл.

14 1440!

1!з< брет«ние о. нос«тс-я к dI«lapaTóð«ому с ф<<рмлению процессов, протекаю«<><х в системе >аэ (пар) — жидкость, таких как абсорбция, ректификация, и может найти применение в нефтеперерабатывающ«й и нефтехимической отраслях пр< мыи<пенн «ти.

Пе:<ь иэобр те«ия — увеличение отбора и улучшение качества получаемо- 10 го продукта эа счет ликвидации провала жидкости, организации устойчивого ее циркуляционного орошения и увеличения поверхности контакта фаз.

На фиг.1 показан тепломассообмен- 15 ный аппарат, продольный разрез; на фиг.2 — тарелка с патрубками; на фиг. 3 — узел 1 на фиг,1; на фиг ° 4 то же, вид сверху> отбортовки выполнены в шахматном порядке; на фиг.5 — 20 узел перетока жидкости с дополнительной тарелки на основную, вариант выполнения; на фиг, 6 — то же, вид сверху; на фиг. 7 — тарелка с патрубками, вид сверху.

Тепломассообменный аппарат включает корпус 1, в котором установлены тарелки 2 - 6 с центральными и периферийными переливными устройствами

11 соответственно. На тарелке 5 30 установлены продольные перегородки

12. Под основной тарелкой 6 установлена л<;полнительная тарелка 13, а под основными тарелками 3 и 4 — дополнительные тарелки 14 и 15, выполненные в виде наклонно установленных пластин.

Над верхней тарелкой 2 размещен ороситель 16. Отвод жидкой фазы на орошение осушествляют из переливного 40 устройства 8 через патрубок 17, а отвод компонентов готового продукта иэ переливных устройств 9 и 1! через патрубки 18.

Нижняя допо:пгительная тарелка 13 состоит иэ наклонно установленных пластин 19 cобразование,м "зазоров 20, в каждый из которых вмонтированы патрубки 21, закрытые сверху крышкой 22, В верхней части патрубка 21 выполнен вырез 23, ориентированный в eторону движения жидкости.

Под тар<лкой 4 расположена сборнопереточная тарелка 14, состоящая иэ нак:.онн установленных пластин 24, в б.«<ж I! иэ которых к переливному устj:, й,:тну II вьполнены окна 25, обраэо) Г.

< . нь; I< у-. < >< о г гибки отбортовок 6 и Э I в<<и 3 !d -д ll. <о< .е<:c rü пластины

0тбор<овки 26 и 27 в шахматном порядке прикреплены к секционирующей перегородке 12. Переток жидкости в нижележащую тарелку осуществляется по наружной поверхности отбортовок 26 и

27 и по наружной поверхности секционируюших перегородок 12, а поднимающийся газ (пар) проходит через проемь< 28 и 29.

В другом варианте (фиг,5 и 6) выполнения узла перетока. жидкости с дополнительной тарелки на основную, отбортовки 26 и 27 отогнуты вниз по всей длине окна 25 с образованием щелей 30 и 31 между отбортовками 26 и

27 и продольной перегородкой 12.

Для прохода пара (газа) из-под дополнительных тарелок служат проемы

32. С боков дополнительная тарелка

13 закрыта боковыми стенками 33. В суженной части корпуса 1 аппарата установлены тарелки 34, над которыми раэме!цен сепаратор 35.

Аппарат работает следующим образом, Сырье в жидкой фазе в корпус 1 аппарата поступает через ороситель

l6 на верхнюю тарелку 2, а в парс" вой фазе — через трансферную линию

36 поднимается снизу. Контакт фаз осуществляется на тарелках 2 — 6, а также на дополнительно установленных тарелках 13 — 15, Переток жидкости с тарелки на тарелку осуществляется через переливные устройства

7 — 11.

Вывод жидкости на циркуляцию осуществляется иэ переливного устройства 8, вывод компонентов готового продукта — из переливных устройств 9 и 11, Г!ри уменьшении нагрузок по паровой фазе возникает провал жидкости с основных тарелок 3 — 6, который улавливается дополнительными тарелками 13 — 15. Жидкость> провалившаяся через перфорацию основных тарелок, поступает на дополнительные тарелки !

3 — 15 в виде капель и струй. Эти капли и струи частично поступают на наклонно установленные пластины 19, по которым они направляются в переливные устройства 8, 9 и 11, пр<п этом часть поднимающегося лара проходит зазоры 20 и вступает в контакт с жидкостью, стекающей с вышележащей

«а нижележащую lластину 19. Этот контак г фаэ сопровождается дроблением

1-414401 жидкости с образованием развитой межфазной поверхности.

После прохождения заэорон 20 пар срывает жидкость, стекающую е: торцов

В пластин 19, и транспортирует ее в виде капель в сторону соседних пластин

19 и крышек 22, при этом частично пар изменяет направление движения, уходя наверх, и на внутренней сторо- 1п не крышек 22 происходит сепарация капель жидкости из парового потока.

Другая часть парового потока движет" ся вместе с жидкостью между пластиной 19 и крышкой 22. 15

Сепарация жидкости происходит на верхней стороне пластин 19 нижней стороне крышек 22 и на наружной поверхности патрубков 21, Соприкосновение с поверхностями пластин 19, кры- 2ц шек 22 и патрубков 21 сопровождается гидродинамическим,ударом парожидкостного потока, при этом образуется новая поверхность контакта фаз с последующей интенсификацией процесса тепломассопереноса.

Отсепарированный паровой поток уходит на контактирование с жидкостью на основных тарелках 2 — 6, Часть пара проходит череэ патрубки 21 и выре- 3п эы 23 и вступает с другой частью жидкости, попавшей с вышележащей тарелки на крышки 22 в контакт, сопровождающийся ее дроблением. Проконтактировав с жидкостью на дополнительных тарелках 13 — 15, пар поступает на контактирование на основные тарелки

2-6, Жидко с ть, стекающая с нышеле>кащих на нижележащие пластины 19 и крышки 4п

22, достигая пластины 24, в основном направляется в переливные устройства

8,9 и 11, а частично через окна 25 поступает на тарелки 4 и 5, минуя переливные устройства 8 и 9.

Жидкость, участвующая в процессе разделения, имеет различную вязкость, а также может содержать различные твердые включения, поэтому для вязких и содержащих твердую фазу жидкостей рекомендуется узел перетока, приведенный на фиг. 3 и 4, В этом варианте жидкость, стекающая с пластины 24, через окна 25 поступает на отбортонки 26 и 27, ко1орыми она направляется на проне явные се- ê:1èîínðóþшие пере горопки 1 2, Ila наружной поверхности этиi I å ð "îðî1 к l 2 жидкость плавно п с1. .. пае1 н; тарелки

4 и 5. Поднимающийся пар с этих тарелок проходит через проемы 28 и 29, контактируя со стекающей жидкостью по отбортовкам 26 и 27, расположенным в шахматном порядке, Для чистых жидкостей с малой вязкостью рекомендуется узел перетока, приведенный на фиг. 5 и 6, в котором жидкость с пластин 24 через окна 25 поступает на отбортовки 26 и 27, а затем через щели 30 и 31 по наружной поверхности продольных секционирующих перегородок 12 стекает на тарелки 4 и 5. Контактирование пара осуществляется с жидкостью, стекающей в виде пленки по наружной поверхности секционирующих перегородок 12, а также при прохождении его через проемы 32.

Дополнительно установленная тарелка 13 предотвращает попадание (пронал) жидкости на сепаратор 35 и в суженную часть корпуса, где установлены тарелки 34, исключает воэ" можность перемешивания жидкости по высоте аппарата (устраняет облегчение остатка внизу суженной части an парата), т.е. поньппает разделяющую способность аппарата.

Предлагаемый аппарат обладает более высокой эффективностью проведения процесса тепломассопереноса эа счет увеличения поверхности контакта фаз, Кроме того, повышается надежность работы аппарата и, в частности, циркуляционных насосов н системе циркуляционного орошения.

Пример 1 (предлагаемый аппарат). Тепломассообменный аппарат вакуумная колонна К-13, в которой, кроме тарелок 2 — 6 и 34 и сеператора 35, дополнительно установлены тарелки 13 — 15. Сырье в жидкой фазе в корпус 1 аппарата поступает че" рез ороситель 16 на верхнюю тарелку

2, а в паровой фазе через трансферную линию 36 поднимается снизу.

В трансферной линии 36 движется из печи с температурой 405"406 С па" рожидкостный поток мазута сернистой нефти. Отвод компонентов готового продукта (накуумного гаэойля) осуществляют иэ переливных устройств

9 и 11 через патрубки 18. Выход целевого продукта — вакуумного гаэойля 49-51 мас.K на мазут. С низа суженной чае ти корпуса 1 с температурой 370-373 С выводят гудрон с высокой вязкостью (70-80 с).

1414401 о

Температура, С

Качество

Отбор целевого продук та (вакуум ного газойля), мас.й на мазу

Аппарат

В низу суженной части

Мазут иэ печ (36) Цвет аппарата

Предлагаемый

70-80

49-5! Светло- 12-14 коричневый

405-406 370-373

Базовый объект

18-22

38-42 Темн л 16 — 8

405-415 338-340

Пример 2 базовый объект).

Тепломассообменный аппарат — вакуумная колонна К-13 в которой установлены тарелки 2 — 6 и 34 и сепаратор

35. Подача сырья и отвод готового продукта осуществляется, как в примере 1. Парожидкостный поток мазута в трансферной линии 36 движется иэ печи с температурой 405-415 С. Выход целевого продукта — вакуумного газойля 38-42 мас.K на мазут. С низа суженной части аппарата с температурой 338-340 С выводят гудрон с низкой вязкостью (18-22 с).

Показатели работы вакуумной колонны приведены в таблице.

Изобретение обеспечивает стабили" эацию технологического режима аппарата, более высокую эффективность погоноразделения, в результате чего по сравнению с известным аппаратом увеличивается отбор вакуумного гаэойля (целевого продукта) до 49-51 против

38-42 мас.Х на мазут, улучшается ка" честно вакуумного газойля по цвету и содержанию смол, а также улучшается качество гудрона (при повышении температуры в низу суженной части аппарата с 338-340 до 370-373 С вязкость увеличивается с 18-22 до

70-80 с).

Формула и э обретения

Тепломассообменный аппарат,включающий корпус с патрубками ввода и вывода взаимодействующих фаэ, внутри которого установлены тарелки с центральным и периферийным переливными устройствами и продольными секционирующими перегородками, размещенными на основании, под которым установлены дополнительные тарелки, выполненные иэ ступенчато располо10 женных пластин, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения отбора и улучшения качества получаемого продукта эа счет ликвидации провала жидкости, организации устойчи15 вого ее циркуляционного орошения и увеличения поверхности контакта фаэ, пластины нижерасположенной тарелки выполнены с отверстиями и снабжены патрубками, нижние торцы которых зак20 реплены в отверстиях пластин, при этом боковые поверхности патрубков, ориентированные в сторону движения жидкости, выполнены с вырезами, а верхние их торцы снабжены плоскими крышками, расположенными наклонно вдоль пластин, нижняя последняя наклонно установленная пластина, размещенная вблизи переливного устройства, снабжена окнами, расположенными

30 между патрубками над продольными секционирующими перегородками, окна снабжены отбортовками, выполненными в шахматном порядке и расположенными по обе стороны продольных секцио35 нирующих пе ре городок, I целевого продукта гудрона

Содержание Вязкость смол, % ВУ, с

1414401

Фиг.7

1414401

22

Составитель С.Баранова

Техред М. Ходанич

К о рре кто р М. IIoa

Редактор В, Петраш

Заказ 3806/4

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгnpi;;, ул. Проектная, 4