Вакуумная колонна

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов вакуумной перегонки нефтепродуктов, может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других смежных с ними промышленности и позволяет интенсифицировать процесс тепломассопереноса за счет равномерного распределения пара (газа) и жидкости в зоне их контакта. Вакуумная колонна включает корпус с патрубками для ввода и вывода взаимодействующих фаз, по высоте которого установлены барботажные и каскадные тарелки, выполненные в виде горизонтального или наклонно установленных контактных пластин. Каждая тарелка снабжена вертикальными перегородками с увеличивающейся высотой к центру колонны, прикрепленными к торцу каждой нижележащей контактной пластины, и Г-образными перегородками, установленными в сегментных частях этих тарелок. Верхний торец вертикальной перегородки выполнен по криволинейному выпуклому профилю. Целесообразно выполнять вертикальную перегородку по профилю трапеции и снабжать козырьками, примыкающими к кромке каждой контактной пластины, а также поперечными перегородками, нижней стороны которых, соединенными с контактными пластинами. 4 з.п.ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (Ю (51)5 В О1 0 53/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4610595/23-26 (22) 29 ° 11 .88 (46) 15.10.90. Бюл. Р 38 (71) Московский институт повьппения квалификации руководящих работников и специалистов химической промьппленности (72) А.Г.Рыбинский, А.М, Гусейнов и P.À.Керимов (53) 66.071.7.05 (088.8) (56) Багиров И.Т. Современные установки первичной переработки нефти.

М.: Химия, 1974, с. 61-69.

Авторское свидетельство СССР

9 591208, кл. В 01 D 53/18, 1978. (54) ВАКУУМНАЯ КОЛОННА (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов вакуумной перегонки нефтепродуктов, может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других смежных с ними отраслях промьппленности и позволяет интенсифицировать процесс тепломассопереноса за счет равномерного распределения

Изобретение относится преимущественно к аппаратурному оформлению процессов вакуумной перегонки нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других смежных с ними от раслях промьппленности.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет равномерного распределения пара (газа) и жидкости в зоне их контакта.

2 пара (газа) и жидкости в зоне их контакта. Вакуумная колонна включает корпус с патрубками для ввода и вывода взаимодействующих фаэ, по высоте которого установлены барботажные и каскадные тарелки, выполненные в виде горизонтально или наклонно установленных контактных пластин. Каждая тарелка снабжена вертикальными перегородками с увеличивающейся высотой к центру колонны, прикрепленными к торцу каждой нижележащей контактной пластины, и Г-образными перегородками, установленными в сегментных частях этих тарелок. Верхний торец вертикальной перегородки выполнен по криволинейному выпуклому профилю.

Целесообразно выполнять вертикальную перегородку по профилю трапеции и снабжать козырьками, примыкающими к кромке каждой контактной пластиньг, а также поперечными перегородками, нижние стороны которых соединены с контактными пластинами. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

На фиг.1 изображена предлагаемая вакуумная колонна, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — вид сверху на место установки Г-образных перегородок; на фиг.4 контактные пластины, поперечный разрез; на фиг.5 — вид Б на фиг.4; на фиг.6 — криволинейный профиль верти— кальных перегородок; на фиг.7— вакуумная колонна с каскадными тарелками, продольный разрез.

1599065

Вакуумная колонна содержит корпус

l, в котором установлены барботажные тарелки 2, и снабжена патрубком 3 для ввода холодного нефтепродукта (газойля) и патрубком 4 для отвода легкой фазы, Корпус 1 колонны разделен на части глухой тарелкой по жидкости, состоящей из основания 5 с патрубком 6 для прохода легкой фазы, над которьгми размещен отбойник 7.

Для отвода вакуумного отгона из верхней части корпус снабжен патрубком 8. 15

Под основанием 5 глухой тарелки размещены барботажные тарелки 9 с переливными устройствами ll — 12. Для ввода горячего газойля корпус 1 снабжен патрубком 13. 20

Под барботажными тарелками 9 устаковлены каскадные тарелки 14, состоящие из ступенчато размещенных горизонтальных или наклонных пластин

15 и 16 с зазорами 17 между собой. 25

В нижней части каскадной тарелки 14 установлено переливное устройство 18, соединенное с нижеустановленной каскадной тарелкой 19.

В периферийной части каскадной тарелки 19 размещено переливное устройство 20.

В нижней части вакуумной колонны размещены барботажные тарелки 21 с переливными устройствами 22 и 23. Для 35 ввода паровой фазы в нижнюю. часть корпуса установлен патрубок 24, а для отвода кубового остатка служит патрубок 25.

Между контактными пластинами 15 и 40

16 установлены Г-образные перегородки 26, а вблизи кромок пластин 15 и

16 они снабжены направляющими козырьками 27, установленных под углом of. =

= 30-45 . Сверху и поперек контактных 45 пластин 15 и 16 установлены поперечные перегородки 28, верхний торец которых расположен параллельно торцам контактных пластин 15 и 16.

Торцы контактных пластин 15 и 16 снабжены торцовыми перегородками 29 с изменяющимся по высоте профилем.

Изменяющийся профиль верхнего торца перегородок 29 может быть выполнен в виде трапеции (фиг.5) и выпуклым (фиг,6). Между верхним торцом перегородок 29 и нижней плоскостью вышележащей контактной пластины 15 или 16 образуется изменяющийся по высоте зазор 30. Г-образные перегородки в нижней своей части снабжены щелью 31 или щелью 32.

Вакуумная колонна (например, для получения вакуумного гаэойля) работает следующим образом.

Жидкий нефтепродукт при = 380390 С поступает в среднюю часть корпуса 1 через патрубок 13 и переливное устройство 10 на верхнюю барботажную тарелку 9, где он проходит взаимодействие на этих тарелках, а также на каскадных тарелках 14 и 19 с поднимающейся легкой фазой (водяной пар в совокупности с газойлем находящимся в паровой фазе). Водяной пар поступает в вакуумную. колонну через патрубок 24 в отпарную ее часть, где происходит отпарка (отгонка ценного компонента) на барботажных тарелках 21, Переток жидкой фазы на барботажных тарелках 9 и на нижележащую тарелку осуществляется через перелив- ные устройства 11 и 12. По контактным пластинам 15 и 16 жидкость стекает вниз в виде пленки, с которой вступает в контакт в зазорах 17 поднимающийся пар (газ) с образованием межфазной поверхности. Проконтактировавшая жидкость стекает в центральное переливное устройство 18, а из него — на нижележащую каскадную тарелку 19, где процесс взаимодействия повторяется аналогично процессу на каскадной тарелке 14. Затем жидкость поступает в отпарную часть вакуумной колонны, т.е. в певеливное устройство 22, а иэ него — на барботажную тарелку 21, где в барботажном режиме происходит отпарка ценных компонентов из жидкой фазы.

Через переливное устройство 23 осущесгвляется переток жидкости на нижележащую тарелку, где процесс— повторяется. Обедненный кубовый остаток выводится из нижней части вакуумной колонны через патрубок 25.

Паровая фаза, содержащая водяные пары и пары вакуумного гаэойля, выделившегося в нижней части вакуумной колонны через патрубки 6, установленные на основание 5 полуглухой тарелки, пройдя отбойники 7, поступает на контактированные на барботажные тарелки 2, установленные. в верхней части вакуумной, колонны.

Жидкая фаза, т.е. охлажденный до температуры t = 60 С вакуумный газойль, поступает в вакуумную колонну через патрубок 3 на верхнюю барботажную тарелку 2. В верхней части вакуумной колонны происходит выделение из паровой фазы целевого компонента вакуумного газойля. Полученный вакуумный газойль при t = 8090 С отводится из вакуумной колонны через патрубок 8.

Эффективность работы вакуумной колонны, где осуществляется контактирование малого количества жидкости с большим количеством паровой фазы, во многом определяется равномерностью распределения в зоне контакта взаимодействующих фаз. Диаметр вакуумных колонн достигает больших размеров - 7-8 м и на таком диаметре колонн необходимо равномерно распределить фазы при минимальном гидравлическом сопротивлении, что составляет определенную сложность. Для снижения гидравлического сопротивления и повышения эффективности отбора вакуумного газойля в вакуумной колонне заменены барботажные двухсливо ные.тарелки на каскадные тарелки 14 и 19. Снижение гидравлического сопротивления достигается путем увеличения проходного (свободного) сечения, определяемого площадью зазоров 17, что приводит к снижению сопротивления сухой (неорошаемой 1 тарелки— Р,„,<, Равномерность распределения паровой фазы по ширине зазоров 17 достигается путем создания уменьшенного проходного сечения в центральной части каждого зазора 17, что обеспечивается установкой торцовых перегородок 29. уменьшенная высота зазора

30 в его центральной части между верхней кромкой торцовых перегородок

29 и вышележащими контактными пластинами 15 или 16 сглаживает профиль распределения скорости парового потока, а это, в свою очередь, приводит к равномерному распределению легкой фазы по.длине зазора 17.

Жидкость, поступающая из переливных устройств 12 в виде тонкой пленки, стекает вниз по контактным пластинам 15 и 16, а проходящая через зазоры 17 паровая фаза дробит эту пленку с образованием капель и струй, 99065 6 которые имеют развитую поверхность контакта фаз, Равномерность орошения сегментных участков каскадной тарелки 14 обеспечивается за счет наличия Г-образных.

° перегородок 26 и козырьков 27, с подля создания одинаковых гидродинамических условий взаимодействия фаз по высоте каждой секции.

Формула

45 и э о б р е т е ния

1. Вакуумная колонна, включающая корпус с патрубком для ввода и вывода взаимодействующих фаз, по высоте которого установлены барботажные и каскадные тарелки, выполненные в виде горизонтально или наклонно установленных контактных пластин, о т— л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью интенсификации процесса за счет равномерного распределения пара (газа) и жидкости в зоне их контакта, каждая каскадная тарелка снабжена

55 мощью которых создаются направленные потоки как жидкой фазы, так и паровой фазы в сторону сегментных участков тарелки.

Жидкостная пленка, движущаяся по поверхности пластин 15 и 16, встречая на своем пути козырек 27, направляется в сторону, определяемую ориентацией козырька 27, при этом паровая фаза, выходящая иэ зазоров 17, приобретает направленное движение за счет наличия à †образн перегородок 26 в

20 сторону сегментных частей каскадной тарелки 14, что позволяет обеспечить транспорт жидкости, находящейся в пространстве, ограниченном Г-образной перегородкой 26 и поверхностью

25 пластин 15 и 16, паровым потоком вдоль пластин 15 и 16.

Таким образом происходит перераспределение жидкости вдоль контактной зоны, для чего в Г-образных перегородках 26 предусмотрено выполнение щелей 31 и 32.

Для ликвидации переброса жидкости иэ центральной части сечения корпуса

1 и контактной зоны предусмотрена установка поперечных вертикальных перегородок 28 относительно контактных пластин 15 и 16 на расстоянии

400 мм с образованием секций. Верхняя кромка поперечных перегородок

40 28 должна быть расположена параллельно сливным кромкам пластин 15 и 16

1599065

") Ю

1б

17

18

20 вертикальными перегородками с увеличивающейся высотой к центру колонны, прикрепленными к торцу каждой нижележащей контактной пластины и Г-обУ

5 разными перегородками, установленными в сегментных частях этих тарелок, 2. Колонна по п,1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что верхний торец вертикальной перегородки выполнен по криволинейному выпуклому профилю.

3. .Колонна. по пп,1 и 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что вертикальная перегородка выполнена по профилю трапеции.

4. Колонна по пп.1-3, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена козырьками, примыкающими к кромке каждой пластины.

5. Колонна по пп,1-4, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена поперечными перегородками, нижние стороны которых соединены с контактными пластинами, !

4-A

27

Фиг. 3

f5

29 Риг. 5

Фиг. д

1599065

Составитель Г. Урусова

Редактор А.Ревин Техред, М.дидык

Корректор Т.Палий

Заказ 31 05 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям к открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101