Массообменная тарелка

 

Изобретение относится к конструкции массообменной тарелки, которая может найти применение в химической, нефтехимической , нефтеперерабатывающей промышленности . Сущность изобретения состоит в том, что массообменная тарелка, состоящая из горизонтального перфорированного полотна 1, снабжена направляющими 2 для плавающего переливного порога 3, а также плоским теплообменником, трубы которого имеют отверстия с ниппелями, что позволяет регулированием уровня жидкости на тарелке стабилизировать время ее пребывания на тарелке при колебаниях расхода и интенсифицировать процесс разделения вязкой жидкости, что в совокупности способствует повышению эффективности работы тарелки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 3/22, 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793382/26 (22) 19.02,90 (46) 23.06.92. Бюл. N. 23 (71) Волгоградский политехнический институт (72)А.Б.Голованчиков, М.А.Магницкая, Н.В,Тябин, Н.С.Шибитов, Г,Л.Дахина и

Т.Д. Богале (53) 66.048.375(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1465064, кл. B 01 D 3/22, 1989.

Рамм В.М. Абсорбция газов. — М.: Химия, 1966, с. 506. (54) МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА (57) Изобретение относится к конструкции массообменной тарелки, которая может

„„Б1.(„„1741844 А1 найти применение в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, Сущность изобретения состоит в том, что массообменная тарелка, состоящая из горизонтального перфорированного полотна 1, снабжена направляющими 2 для плавающего переливного порога 3, а также плоским теплообменником, трубы которого имеют отверстия с ниппелями, что позволяет регулированием уровня жидкости на тарелке стабилизировать время ее пребывания на тарелке при колебаниях расхода и интенсифицировать процесс разделения вязкой жидкости, что в совокупности способствует повышению эффективности работы тарелки, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1741844

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов ректификации, предназначено для разделения вязких многокомпонентных жидкостей с различными температурами кипения и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, Известна конструкция массообменной тарелки, состоящей из горизонтального полотна, барботажных элементов и переливного порога.

Недостатком такой конструкции переливного порога является поддержание постоянного уровня жидкости на тарелке, а значит и ее объема, что приводит к нарушению очень важного технологического параметра, определяющего эффективность массообмена, — времени пребывания жидкости на тарелке при колебаниях ее расхода.

Известно, что г=V®/q, где Чж — обьем жидкости на тарелке, q — расход жидкости.

Действительно, при поддержании постоянного Чж переливным порогом этой конструкции изменяется при изменении q.

Известна конструкция стальной цельной ректификационной тарелки типа ТСК-1 по МН 5393-64 и ОН26-01-3-64.

В указанной типовой конструкции жидкость с вышележащей тарелки поступает через ее переливной порог в приемный карман нижележащей тарелки и равномерно распределяется по ее поверхности, Газ поднимается с нижележащей тарелки, барботирует жидкость и уходит вверх.

Недостатком этой конструкции является дестабилизация работы колонны при колебаниях расхода жидкости, так как не обеспечивается постоянная величина времени ее пребывания в тарелке, в результате чего снижается эффективность массообмена, Кроме того, подача пара по всему объему колонны не обеспечивает его рационального использования (много потерь) и требует больших его расходов, Известна массообменная тарелка, в которой расширение диапазона устойчивой работы тарелки обеспечивается за счет регулирования объема жидкой фазы в перел ивном устройстве. Недостатком конструкции переливного порога является сложность кинематической схемы, а также невозможность обеспечения стабильного параметра при колебании расхода жидкости, что снижает эффективность работы.

Известна массообменная тарелка, содержащая перфорированное полотно с переливным порогом и расположенный на полотне теплообменник из труб. Однако такая тарелка неэффективна при работе с вяз5

55 кими жидкостными системами. Установка на поверхности перфорированного полотна тарелки плоского теплообменника,трубы которого снабжены отверстиями с ниппелями, позволяет рационально использовать греющий пар, подавая его непосредственно на тарелку под разделяемую жидкость, создавая в каждом случае строго определенную необходимую температуру и обеспечивая тем самым высокое качество разделения, кроме того, пар имеет возможность выхода через отверстия в трубах теплообменника непосредственно в объем разделяемой жидкости (ниппель установлен для предотвращения попадания жидкости в трубы теплообменника) и при подъеме вверх его пузырьки захватывают и ускоряют транспорт к поверхности пузырьков низкокипящей жидкости, самостоятельный подьем которых к поверхности в вязких жидкостях требует значительного времени.

Таким образом, в тарелке указанной конструкции значительно повышается эффективность процесса разделения вязких жидкостей.

Цель изобретения — интенсификация для разделения вязкой жидкости.

На фиг. 1 изображена колонна, в которой расположены по высоте массообменные тарелки; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — переливной порог.

Тарелка состоит из перфорированного полотна 1, на котором установлены направляющие 2 для плавающего переливного порога 3, состоящего из вертикальной перегородки, снабженной в верхней части полым элементом, обеспечивающим его плавучесть, а также плоский теплообменник

4, трубы которого снабжены отверстиями с ниппелями 5. Возможность вертикального перемещения плавающего переливного порога 3 вместе с уровнем жидкости на тарелке в направляющих 2 позволяетувеличивать (или уменьшать) объем жидкости на тарелке при увеличении (уменьшении) ее расхода, чем обеспечивается стабильность необходимого времени пребывания т.

Отверстия с ниппелями 5 в трубах теплообменника позволяют получить пузырьки горячего пара в объеме разделяемой вязкой жидкости, которые ускоряют транспорт к поверхности пузырьков низкокипящего компонента, интенсифицируя тем самым процесс разделения, а наличие теплообменника непосредственно на поверхности тарелки позволяет повысить качество разделения за счет поддержания строго необходимой температуры на каждой конкретной тарелке и позволяет экономно расходовать пар, 1741844

50

Массообменная тарелка работает следующим образом.

Жидкая фаза поступает с вышележащей тарелки на нижележащую, движется равномерным фронтом к переливному порогу и, переливаясь через него, стекает на следующую тарелку. При колебаниях ее расхода q, например увеличении, уровень жидкости на тарелке повышается и вместе с ним поднимается на плаву переливной порог 3, так что объем жидкости на тарелке Чщ увеличивается. Благодаря этому величина необходимого времени пребывания z не изменяется. В противном случае, если при увеличении расхода переливной порог не изменяет своей высоты, объем жидкости на тарелке остается постоянным, т.е. не увеличивается, следовательно, время пребывания жидкости на тарелке г, необходимое для осуществления качественного массообмена, не выдерживается, оно уменьшается по сравнению с необходимым, так как г= ж/ч

Подогрев вязкой жидкости на тарелке для осуществления разделения ее на компоненты осуществляется горячим паром, поступающим в теплообменник 4 на каждую тарелку индивидуально, что обеспечивает значительную его экономию. Проходя по трубам теплообменника, часть пара под давлением выходит через отверстия с ниппелями 5 и, поднимаясь в виде пузырьков, захватывает и выносит на поверхность пузырьки низкокипящей жидкости, которые достаточно медленно поднимаются в вязкой жидкости. В результате, благодаря флотации одних пузырьков другими, процесс разделения вязкой многокомпонентной жидкости значительно интенсифицируется, 5 Ниппели в отверстиях препятствуют проникновению в трубы теплообменника разделяемой жидкости.

Таким образом, выполнение переливного порога плавающим обеспечивает ста10 бильную работу колонны по параметру т— необходимому времени пребывания жидкости на тарелке, установка теплообменника на поверхности перфорированного полотна каждой тарелки ректификационной колон15 ны позволяет рационально и, следовательно, экономно расходовать греющий пар, а благодаря отверстиям с ниппелями, которыми снабжены трубы теплообменника, обеспечивается поток пузырьков пара, 20 являющийся дополнительной подъемной силой для выхода на поверхность низкокипящей жидкости, в результате чего интенсифицируется процесс разделения вязкой жидкости.

25 Формула изобретения

1. Массообменная тарелка, включающая перфорированное полотно с переливным порогом и располох.енный на полотне теплообменник из труб, о т л и ч а ю щ а я30 с я тем, что, с целью интенсификации разделения вязкой жидкости, трубы имеют отверстия с ниппелями.

2. Тарелка по и. 1, отличающаяся тем, что переливной порог выполнен плава35 ющим.

1741844

Составитель С.Баранова.

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор И. Горная

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

Заказ 2237 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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