Ректификационная колонна



Ректификационная колонна
Ректификационная колонна
Ректификационная колонна
Ректификационная колонна
Ректификационная колонна
Ректификационная колонна
Ректификационная колонна

 


Владельцы патента RU 2445996:

Войнов Николай Александрович (RU)
Войнов Александр Николаевич (RU)
Паньков Виктор Анатольевич (RU)

Изобретение относится к массообменным аппаратам для проведения процесса ректификации смеси жидкостей. Ректификационная колонна включает куб, дефлегматор, конденсатор, корпус с технологическими патрубками, состоящий из царг, между которыми размещены горизонтальные перегородки с отверстиями, снабженные теплообменными устройствами, выполненными в виде змеевиков. В нижней части колонны горизонтальные перегородки снабжены контактными патрубками, включающими тангенциальный завихритель, отбойное устройство, патрубок для отвода жидкости, внешний цилиндр и гидрозатворный стакан. Теплообменные устройства размещены в паровом пространстве царг под горизонтальными перегородками и снабжены хотя бы одной пластиной, отбортованной с торцов, горизонтально установленной с зазором под витками змеевика. В змеевиках размещены дросселирующие устройства для поддержания заданного расхода хладагента. На верхнем конце цилиндрических гидрозатворных стаканов установлены дополнительные завихрители с тангенциальными каналами. Нижние торцы внешнего цилиндра и патрубка для отвода жидкости расположены ниже каналов для прохода пара тангенциальных завихрителей. Отношение диаметра завихрителя, на котором размещены тангенциальные каналы, к диаметру патрубка для отвода жидкости выполняется равным Дзп=1,5-3,0. Технический результат: увеличение эффективности процесса, уменьшение габаритов и металлоемкости колонны. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам для проведения процесса ректификации смеси жидкостей методами перегонки, используемых в спиртовой, нефтехимической, химической, микробиологической, лесохимической и пищевой промышленности.

Известна тарелка для контактирования газа (пара) с жидкостью [1], включающая горизонтальную перегородку, контактные устройства, выполненные в виде полых вертикальных цилиндров, коаксиально которым установлены гидрозатворные устройства, а в корпусе контактных устройств в верхней части выполнены тангенциально направленные отверстия для прохода пара газа, закрытые крышкой с пропущенной через нее паровой трубой.

Однако колонна, состоящая из таких тарелок, имеет низкую эффективность и металлоемка. По известным в литературе данным эффективность такой ступени составляет 0,3-0,8, что явно не достаточно. Металлоемкость вызвана большим количеством тарелок и некомпактным конструктивным размещением контактных устройств на горизонтальных перегородках.

Известна пленочная тарелка Лева [2], состоящая из царг, в которых размещены горизонтальные перегородки (листы) с отверстиями и патрубки для прохода пара и стекающей жидкости.

Данное устройство имеет низкое гидравлическое сопротивление и несложное конструктивное оформление, однако эффективность таких тарелок по Мерфри не превышает 0,1.

Наиболее близкой то технической сущности является контактная тарелка для вихревых тепломассообменных аппаратов [3], состоящая из полотна (горизонтальной перегородки), на котором установлен контактный патрубок, снабженный завихрителем, и коаксиально размещены отбойное устройство с внутренним и внешним цилиндрами. Полотно снабжено узлами подачи и отвода жидкости с тарелки и подвода жидкости в завихритель. Внутренний цилиндр выполнен с глухим основанием с образованием полости, в которую помещен патрубок подачи жидкой фазы, нижний срез наружного цилиндра выполнен с отбортовкой, расположенной с зазором к стенке аппарата и полотну тарелки с образованием кармана, причем полость этого кармана сообщена с узлом подвода жидкости в завихритель, а в кольцевом пространстве между контактным патрубком и внешним цилиндром отбойника установлено теплообменное устройство, соединенное с трубопроводами системы теплоносителя.

Однако и это устройство имеет низкую эффективность и высокую металлоемкость. Низкая эффективность обусловлена слабым укреплением паров на контактной тарелке, так как контакт поднимающегося пара происходит только со стекающей жидкостью на ступени, а это не достаточно эффективно, что обуславливает большое количество тарелок и повышает металлоемкость колонны.

Изобретение решает задачу повышения эффективности колонны, уменьшения ее габаритов и металлоемкости за счет:

получения пара из дополнительной флегмы с высокой концентрацией легколетучих компонентов, что позволяет укрепить поднимающийся пар и тем самым увеличить эффективность процесса ректификации;

интенсивного перемешивания пара на ступенях вызванного поперечным движением части поднимающегося пара к охлаждаемой поверхности относительно движения основного потока поднимающегося пара;

увеличения разделяющей способности паров на ступени путем обеспечения фракционной конденсации непосредственно на ступенях (заключающейся в получении конденсата из поднимающего пара с более высокой концентрацией высококипящих компонентов (труднолетучих), чем в самом паре, что обеспечивает повышение концентрации легколетучих (низкокипящих) компонентов в поднимающемся паре и увеличивает эффективность разделения).

Технический результат заключается:

в получении дополнительной флегмы на поверхности змеевиков, размещенных в паровом пространстве царг под горизонтальными перегородками;

в получении дополнительного пара с высокой концентрацией легколетучих компонентов путем нагревания и испарения дополнительной флегмы, размещенной на поверхности пластин, отбортованных с торцов, и горизонтально установленной с зазором под витками змеевиков;

в образовании на поверхности пластин, отбортованных с торцов конденсата, с повышенной концентрацией труднолетучего компонента (ТЛК) разделяемой смеси, вызванной эффектом фракционной ректификации;

интенсивного перемешивания пара вызванного поперечным движением части поднимающегося пара к охлаждаемой поверхности относительно движения основного потока поднимающегося пара.

Все это позволяет повысить концентрацию легколетучего компонента в паре и тем самым увеличить эффективность процесса ректификации, снизить высоту колонны, а следовательно, уменьшить ее габариты и металлоемкость, чему также способствует установка на верхнем конце цилиндрического гидрозатворного стакана дополнительного завихрителя с тангенциальными каналами.

Указанный технический результат достигается тем, что ректификационная колонна, включающая куб, дефлегматор, конденсатор, корпус с технологическими патрубками, состоящий из царг, между которыми размещены горизонтальные перегородки с отверстиями, снабженные теплообменными устройствами, выполненными в виде змеевиков из витков труб, соединенными с трубопроводами системы теплоносителя, в нижней части колонны горизонтальные перегородки снабжены контактными патрубками, включающими тангенциальный завихритель, отбойное устройство, патрубок для отвода жидкости, внешний цилиндр и гидрозатворную полость, выполненную из цилиндрического гидрозатворного стакана; теплообменные устройства размещены в паровом пространстве царг под горизонтальными перегородками и снабжены хотя бы одной пластиной, отбортованной с торцов, горизонтально установленной с зазором под витками змеевика, а в змеевиках размещены дросселирующие устройства для поддержания заданного расхода хладагента, причем на верхнем конце цилиндрических гидрозатворных стаканов установлен дополнительный тангенциальный завихритель, а нижние торцы внешнего цилиндра и патрубка для отвода жидкости расположены ниже каналов для прохода газа в завихрителе, при этом отношение диаметра завихрителя Дз к диаметру патрубка для отвода жидкости Дп, проходящего через него, поддерживается равным Дзп=1,5-3; в верхней части колонны между змеевиком и горизонтальной перегородкой установлена распределительная отбортованная шайба; верхний конец трубопровода для вывода теплоносителя соединен патрубком со штуцером для подачи хладагента в дефлегматор; отношение площади сечения каналов f для прохода пара в тангенциальном завихрителе к площади сечения каналов f1 для прохода пара последующего вышерасположенного завихрителя поддерживается равным f/f1=1,05-1,25; пластина, отбортованная с торцов, выполнена хотя бы с одним отбортованным отверстием, причем отношение высоты отбортовки торцов пластины h1 к высоте отбортовки отверстий h равно 0,8-0,99; в паровом пространстве царг размещено хотя бы одно дополнительное теплообменное устройство, например в виде змеевика, снабженного дополнительной пластиной, отбортованной с торцов; поверхность теплообменного устройства выполнена по величине равной в соответствии с зависимостью F=Q/q=Q/(102-105) м2.

Размещение теплообменных устройств в паровом пространстве царг, под горизонтальными перегородками, наличие у них хотя бы одной пластины, отбортованной с торцов, горизонтально установленной с зазором под витками змеевика, а также размещение в змеевиках дросселирующих устройств для поддержания заданного расхода хладагента, установка на верхнем конце цилиндрических гидрозатворных стаканов дополнительного тангенциального завихрителя, размещение торцов внешнего цилиндра и патрубка для отвода жидкости ниже каналов для прохода пара в тангенциальном завихрителе, а также поддержание отношения диаметра завихрителя Дз к диаметру патрубка для отвода жидкости Дп равным 1,5-3 позволяет повысить эффективность разделения колонны, уменьшить ее габариты и металлоемкость.

Размещение теплообменных устройств (змеевиков) в паровом пространстве царг под горизонтальными перегородками устраняет их контакт со стекающей жидкостью, предотвращает тем самым переохлаждение стекающей жидкости. А главное позволяет получать дополнительную флегму из поднимающегося пара, не смешанную со стекающей жидкостью, что обеспечивает повышение эффективности.

Установка под витками змеевиков пластин, отбортованных с торцов и размещенных с зазором к их поверхности, предотвращает преждевременное попадание дополнительной флегмы в стекающую жидкость, обеспечивает ее нагревание поднимающимся паром, а затем ее испарение с получением дополнительного пара, который содержит более высокую концентрацию легколетучих компонентов, чем в поднимающемся паре, что приводит к увеличению эффективности колонны. А наличие зазора предотвращает контакт дополнительной флегмы с поверхностью змеевика и тем самым не допускает переохлаждение флегмы. Наличие отбортовки позволяет удерживать дополнительную флегму в необходимом объеме на поверхности пластин, что обеспечивает требуемую поверхность контакта.

Наличие дросселирующих устройств позволяет поддерживать в полости змеевиков заданную температуру жидкости (температуру стенки) за счет подачи определенного расхода хладагента. При отсутствии дросселирующих устройств поддержание температуры стенки не обеспечивается в требуемом диапазоне, что приводит к потере эффективной работы колонны в целом.

Установка на верхнем конце цилиндрических гидрозатворных стаканов дополнительного тангенциального завихрителя позволяет создавать две зоны контакта пара с жидкостью в царге (две тарелки в одной царге), что естественно снижает металлоемкость ступени и увеличивает ее эффективность за счет более интенсивной крутки парового потока в царге.

Установка торцов внешнего цилиндра и патрубка для отвода жидкости ниже уровня размещения каналов для прохода газа в завихрителе обеспечивает стабильную и эффективную работу колонны за счет создания гидрозатвора (который препятствует проходу пара через канал для прохода жидкости, образованный внешним цилиндрам и патрубком).

Поддержание отношения диаметра завихрителя Дз к диаметру патрубка для отвода жидкости Дп, проходящего через него, равным 1,5-3 позволяет обеспечить интенсивную аэрацию жидкости в зазоре, образованном патрубком и завихрителем. При выполнении отношения Дзп<1,5 снижается объем аэрируемый жидкости на ступени, что не эффективно. При выполнении отношения Дзп>3 снижается эффективность разделения из-за неполного контакта жидкости со струями пара, выходящих из каналов завихрителя (то есть не обеспечивается интенсивная аэрация жидкости в центральной части ступени).

Установка в верхней части колонны между змеевиком и горизонтальной перегородкой распределительной отбортованной шайбы позволяет устранить попадание стекающей жидкости с горизонтальной перегородки на поверхность змеевика, размещенного под ней, и таким образом предотвращается смешение дополнительной флегмы, образованной на змеевике со стекающей жидкостью, что позволяет повысить эффективность ступени.

Соединение патрубком верхней части трубопровода для вывода теплоносителя со штуцером для подачи хладагента в дефлегматор обеспечивает подвод в полость дефлегматора воду (хладоагент), близкую к температуре пара в дефлегматоре, что позволяет получить флегму в дефлегматоре с температурой, близкой к температуре пара, контактирующей с ней, а это увеличивает эффективность.

Выполнение отношения площади сечения каналов для прохода пара в тангенциальном завихрителе f к площади сечения каналов последующего вышерасположенного тангенциального завихрителя f1 равным f/f1=1,05-1,25 позволяет поддерживать одинаковую скорость выхода пара из каналов по высоте колонны, что обеспечивает требуемую крутку газожидкостной смеси по высоте колонны. Снижение скорости пара по высоте колонны происходит из-за конденсации части поднимающегося пара на каждой царге (вследствие изменения расхода пара по высоте колонны).

Выполнение отношения f/f1<1,05 является нетехнологичным при изготовлении. При отношении f/f1>1,2 не достигается одинаковой крутки потока по высоте колонны, а снижение крутки ведет к понижению эффективности разделения.

Выполнение у пластин отбортованных с торцов отверстий при соблюдении отношения высоты отбортовки пластины h1 к высоте отбортовки отверстий на ней h равной h1/h=0,8-0,99 позволяет жидкости стекать через отбортовку пластин и препятствует тем самым попаданию флегмы на поверхность змеевика, а также позволяет увеличить скорость движения пара по сечению царги, что повышает эффективность. При выполнении отношения h1/h<0,8 обеспечивается незначительный объем флегмы на пластине, что снижает эффективность. При выполнении отношения h1/h>0,99 флегма из-за перекосов при установке начинает стекать через отверстия, попадая на теплопередающую поверхность, что не эффективно.

Размещение в паровом пространстве царги хотя бы одного дополнительного теплообменного устройства (змеевика) и наличие под ним пластины, отбортованной с торцов, позволяет неоднократно получать дополнительную флегму на ступени и проводить ее испарение с получением вторичного пара с более высокой концентрацией ЛЛК, чем в основном паре, что приводит к увеличению эффективности.

Выполнение величины поверхности теплообменного устройства (змеевика) в соответствии с зависимостью F=Q/q=Q/(102-105) м2 позволяет проводить процесс ректификации при заданной тепловой нагрузке и тем самым обеспечить каждую ступень дополнительной флегмой исходя из требуемого числа теоретических ступеней разделения (количество которых изменяются в широком диапазоне) и позволяет проводить процесс ректификации с высокой эффективностью. Где q - удельной тепловая нагрузка по конденсирующему пару на охлаждаемой поверхности, равная q=(102-105) Вт/м2; Q - тепло, затраченное на конденсацию поднимающегося пара на ступени, Вт.

При выполнении F<Q/1052) не обеспечивается достаточного количества флегмы на ступенях, что снижает эффективность разделения.

При выполнении F>Q/1022) снижается расход поднимающего пара, которого становится уже не достаточно для эффективного ведения процесса ректификации, в этой связи снижается эффективность верхних ступеней и колонны в целом.

На фиг.1 изображен общий вид одноэлементной ректификационной колонны.

На фиг.2 представлен корпус многоэлементной ректификационной колонны.

На фиг.3 показана верхняя часть корпуса одноэлементной ректификационной колонны.

На фиг.4 представлена нижняя часть корпуса одноэлементной контактной колонны.

На фиг.5 показана верхняя часть одноэлементной колонны с размещением пластин, отбортованных с торцов между витками змеевика.

На фиг.6 показана верхняя часть корпуса одноэлементной ректификационной колонны с размещением дополнительных теплообменных устройств.

На фиг.7 показано дросселирующее устройство, размещенное в корпусе трубки змеевика.

Ректификационная колонна состоит из куба 1, снабженного теплообменной рубашкой 2, нагревателями 3, системой технологических патрубков 4, и бобышек под приборы автоматизации 5. А также включает дефлегматор 6, конденсатор 7, корпус с технологическими патрубками 8, состоящий из царг 9, в которых размещена горизонтальная перегородка 10 с отверстиями. В нижней части колонны горизонтальные перегородки 10 снабжены контактными патрубками 11, включающие завихритель с тангенциальными каналами 12, отбойное устройство 13, патрубок для отвода жидкости 14, внешний цилиндр 15 и гидрозатворную полость 16, выполненную из цилиндрического гидрозатворного стакана 17. В паровом пространстве царг 9 под горизонтальными перегородками 10 установлены змеевики 18, снабженные хотя бы одной пластиной 19, отбортованной с торцов вверх и горизонтально установленной с зазором под витком змеевика 18, выполненные из трубок 20, в которых размещены дросселирующие устройства 21, например изготовленные из цилиндрической втулки с калибровочным отверстием 22 для создания заданного расхода хладагента. Концы трубок 20 соединены при помощи муфт 23 с системой теплоносителя, состоящей из трубопроводов подвода холодной воды 24 и отвода нагретой воды 25, причем верхняя часть трубопровода 25 соединена со штуцером 26 для подачи хладагента в дефлегматор 6 патрубком 27. На верхнем конце цилиндрических гидрозатворных стаканов 17 установлен дополнительный тангенциальный завихритель 28. Причем нижние торцы внешнего цилиндра 15 и патрубка для отвода жидкости 14 размещены ниже каналов для прохода пара в тангенциальных завихрителях 12 и 28. На пластинах, отбортованных с торцов, 19 могут быть выполнены отбортованные отверстия 29. В зазоре между горизонтальными перегородками 10 и змеевиками 18 установлена распределительная отбортованная шайба 30. В паровом пространстве царг 9 размещен хотя бы один дополнительный змеевик 31 (фиг.6), снабженный дополнительной пластиной 32, отбортованной с торцов. Царги 9 стянуты между собой шпильками 33 (фиг.2).

Ректификационная колонна работает следующим образом.

Пары смеси поднимаются из куба 1 колонны, проходят через каналы тангенциальных завихрителей 12 и 28, размещенных в нижней части колонны, взаимодействуют со стекающей жидкостью на горизонтальных перегородках 10, образуя развитую межфазную поверхность и интенсивный массообмен. При этом часть поднимающегося пара конденсируется на поверхности змеевиков 18 с образованием флегмы, которая затем стекает на отбортованные пластины 19, нагревается там поднимающимся парами, что обеспечивает ее частичное испарение и образование конденсата на ее внешней поверхности, что способствует укреплению пара по высоте колонны. Затем пары смеси поступают на верхнюю (укрепляющую) часть колонны, а жидкость по патрубкам 14 поступает в куб. Пары проходят через отверстия в горизонтальных перегородках 10 и частично конденсируются на поверхности змеевиков 18 с образованием дополнительной флегмы, которая стекает на пластины 19 или дополнительную пластину 32 и испаряется с поверхности слоя жидкости, образованного на них, а затем стекает на перегородки 10. Откуда жидкость через отверстия поступает на отбортованные шайбы 30 и затем перетекает на нижележащую горизонтальную перегородку. На выходе с верхней царги укрепленные пары поступают в дефлегматор 6 с образованием флегмы, а затем в конденсатор 7, откуда жидкость отводится в виде дистиллята. Подвод охлаждающей воды в змеевики 18 осуществляется по трубопроводу холодной воды 24 в дросселирующие устройства 21 и отвод нагретой воды - по трубопроводу 25. Нагретая вода через штуцер 26 подается в дефлегматор 6.

Предлагаемая ректификационная колонна по сравнению с известными позволяет увеличить эффективность ступеней, уменьшить габариты колонны и повысить ее разделяющую способность, что снижает капитальные и текущие затраты, а следовательно, уменьшает себестоимость выпускаемого продукта.

Источники информации

[1] Авторское свидетельство №190345, МПК5 B01D и B01Y. Тарелка для контактирования газа или пара с жидкостью / Жаворонков Н.М., Николаев Н.А. - заявка №773280/23-5 от 09.4.1962. Опубл. 29.12.66. БИ №2.

[2] В.М.Рамм. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976 (стр.435 рис.5-18).

[3] Пат. РФ №2152240, МПК B01D 3/26, B01D 3/30. Контактная тарелка для вихревых тепломассообменных аппаратов / Халитов Р.А.: заявитель и патентообладатель Халитов Р.А. - заявка №96112796/12 от 18.06.1996. Опубл. 10.07.2000.

1. Ректификационная колонна, включающая куб, дефлегматор, конденсатор, корпус с технологическими патрубками, состоящий из царг, между которыми размещены горизонтальные перегородки с отверстиями и снабженных теплообменными устройствами, выполненными в виде змеевиков из витков труб, соединенными с трубопроводами системы теплоносителя, в нижней части колонны горизонтальные перегородки снабжены контактными патрубками, включающими тангенциальный завихритель, отбойное устройство, патрубок для отвода жидкости, внешний цилиндр и гидрозатворную полость, выполненную из цилиндрического гидрозатворного стакана, отличающаяся тем, что теплообменные устройства размещены в паровом пространстве царг под горизонтальными перегородками и снабжены хотя бы одной пластиной, отбортованной с торцов, горизонтально установленной с зазором под витками змеевика, а в змеевиках размещены дросселирующие устройства для поддержания заданного расхода хладагента, на верхнем конце цилиндрических гидрозатворных стаканов установлены дополнительные завихрители с тангенциальными каналами, причем нижние торцы внешнего цилиндра и патрубка для отвода жидкости расположены ниже каналов для прохода пара тангенциальных завихрителей, при этом отношение диаметра завихрителя, на котором размещены тангенциальные каналы, к диаметру патрубка для отвода жидкости выполняется равным Дзп=1,5-3,0.

2. Ректификационная колонна по п.1, отличающаяся тем, что в царгах верхней части колонны между змеевиком и горизонтальной перегородкой установлена распределительная отбортованная шайба.

3. Ректификационная колонна по п.1 или 2, отличающаяся тем, что конец трубопровода для вывода теплоносителя соединен патрубком со штуцером для подачи хладагента в дефлегматор.

4. Ректификационная колонна по п.1, отличающаяся тем, что отношение площади сечения каналов f для прохода пара в тангенциальном завихрителе к площади сечения каналов f1 для прохода пара последующего выше расположенного завихрителя поддерживается равным f/f1=1,05-1,25.

5. Ректификационная колонна по п.1, отличающаяся тем, что пластина, отбортованная с торцов, выполнена с отбортованными отверстиями, причем отношение высоты отбортовки торцов пластины h1 к высоте отбортовки отверстий на ней h равно 0,8-0,99.

6. Ректификационная колонна по п.1, отличающаяся тем, что в паровом пространстве царги размещено хотя бы одно дополнительное теплообменное устройство, например, в виде змеевика, снабженного дополнительной пластиной, отбортованной с торцов.

7. Ректификационная колонна по п.1, отличающаяся тем, что поверхность теплообменного устройства выполнена в соответствии с зависимостью F=Q/(102-105) м2, где Q - тепло, затраченное на конденсацию поднимающегося пара на ступени, Вт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической, металлургической, энергетической, пищевой и др. .

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к массообменным тарелкам, и может найти применение в колонных аппаратах для проведения массо-теплообменных процессов ректификации, дистилляции, абсорбции в химической и смежных с нею отраслях промышленности.

Изобретение относится к контактным устройствам для проведения тепломассообменных процессов и может найти применение в химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов для систем газ (пар) - жидкость и может быть использовано для проведения процессов упаривания и ректификации термолабильных смесей под вакуумом, абсорбции газов с низкой потенциальной энергией в пищевой, химико-фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для проведения физико-химических процессов, а именно процессов абсорбции, десорбции, пылегазоочистки, осушки, смешения и охлаждения газов, и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической промышленности.

Изобретение относится к колонной массообменной аппаратуре и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к процессам и аппаратам химического машиностроения и может быть использовано в энергетической, нефтегазовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности, в системах для ректификации (перегонки), десорбции, концентрации и т.п.

Изобретение относится к контактным устройствам для массообменных аппаратов, предназначенных для организации непосредственного контакта паровой или газовой и жидкой фаз в процессах ректификации, дистилляции, абсорбции, десорбции, а также промывки газов, применяющихся в нефтепереработке, газопереработке, в нефтехимии, химии, коксохимии, энергетике, пищевой и других отраслях.

Изобретение относится к конструкциям контактных устройств для ректификационных и абсорбционных аппаратов

Изобретение относится к масложировой промышленности и касается способа управления процессом удаления влаги выпариванием из фосфолипидной эмульсии подсолнечного масла в ротационно-пленочном аппарате

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам

Изобретение относится к тепломассообменным устройствам для проведения процессов ректификации, абсорбции, экстракции в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности

Изобретение относится к технологии фракционирования водно-органических смесей и используется в химической, нефтехимической, газодобывающей промышленности

Группа изобретений относится к конструкциям массообменных колонн, предназначенных для проведения тепломассообменных процессов в системе газ (пар) - жидкость, и может найти применение в процессах ректификации, абсорбции, очистки и осушки природного газа в химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Массообменный сепарационный элемент включает обечайку с перфорацией, завихритель потока, каплесъемник, размещенный над кромкой обечайки, и каплеотбойник. Согласно первому варианту группы изобретений каплеотбойник выполнен в виде полого диффузорообразного элемента, внутри которого с зазором расположен каплесъемник. При этом сечение для выхода газа каплеотбойника выполнено, по крайней мере, не меньше чем сечение внутренней части каплесъемника. Согласно второму варианту группы изобретений перфорация обечайки выполнена в виде продольных щелей, которые с наружной стороны обечайки закрыты направляющими элементами, выполненными в виде полуцилиндра, образующие которого примыкают к обечайке вдоль всей продольной щели. При этом верхний торец полуцилиндра закрыт глухой или перфорированной крышкой, а нижний торец открыт. Согласно другим вариантам группы изобретений массообменная колонна включает вертикальный корпус с патрубками подвода и отвода газа и жидкости и содержит, по крайней мере, одно распределительное полотно, имеющее отверстия для прохода газа или пара, с установленным над ним полотном с сепарационными элементами, приемные и сливные устройства. Согласно третьему варианту группы изобретений сепарационные элементы выполнены по любому из предложенных вариантов, либо в их комбинации. Согласно четвертому варианту группы изобретений отверстия для прохода газа или пара распределительного полотна выполнены в виде патрубков, при этом один из торцов каждого патрубка заглушен и снабжен продольными прорезями и расположен над распределительным полотном или под распределительным полотном. Согласно пятому варианту группы изобретений отверстия для прохода газа или пара распределительного полотна выполнены в виде патрубков. При этом над верхним торцом каждого патрубка установлен рассекатель. Техническим результатом заявленной группы является снижение уноса капель жидкости с газовым потоком и, как следствие, повышение производительности и эффективности устройства. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области нефтехимического аппаратостроения, а именно, к оборудованию установок для получения нефтяных битумов различных марок путем окисления нефтяного сырья, используемых в различных областях промышленности, а более конкретно для проведения тепломассообменных процессов получения олигомерного битума. Сдвоенная решетчато-клапанная тарелка содержит два установленных друг над другом перфорированных полотна тарелок, в части отверстий нижнего из которых установлены прямоточные клапаны, при этом прямоточный клапан включает в себя установленный на нижнем полотне тарелки неподвижный клапанный элемент с центральным проходным отверстием и седлом клапана, подвижный запорный элемент осесимметричной формы, выполненный с возможностью перекрытия центрального проходного отверстия при размещении в седле неподвижного клапанного элемента, прикрепленную к неподвижному клапанному элементу обечайку, примыкающую верхним торцом снизу к верхнему полотну тарелки, в центральном отверстии которой размещен шток подвижного запорного элемента, нижний торец которой расположен на расстоянии от верхнего торца неподвижного клапанного элемента, обеспечивающем необходимое перемещение подвижного запорного элемента. Технический результат: повышение эффективности проведения тепломассообменных процессов. 1 ил.

Изобретение предназначено для сорбции. Вращающийся слой насадки, расположенный на вращающемся валу, содержит первый слой насадки и второй слой насадки, расположенные смежно друг с другом вдоль вала. Первый и второй слои насадки имеют внутренний радиус и внешний радиус. Вращающийся слой насадки дополнительно содержит газовый впуск, расположенный у вращающегося вала, первое газовое пространство, проходящее от указанного вала до внутреннего радиуса первого слоя насадки, первый жидкостный впуск, расположенный у вращающегося вала, жидкостное распределительное средство, расположенное и выполненное для обеспечения протекания жидкости через первый слой насадки в радиально наружном направлении и в прямоточном потоке с газом, второе газовое пространство, проходящее вдоль внешнего радиуса первого слоя насадки и внешнего радиуса второго слоя насадки, третье газовое пространство, проходящее от внутреннего радиуса второго слоя до вала, второй жидкостный впуск, расположенный у вращающегося вала, и жидкостное распределительное средство, расположенное и выполненное для обеспечения прохождения второй жидкости через второй слой насадки в радиально наружном направлении и в противоточном потоке с газом. Технический результат: обеспечение низкого энергопотребления. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для массообмена. Контактная тарелка для массообменной колонны содержит полотно тарелки для приема на нем потока жидкости, при этом указанное полотно тарелки имеет множество отверстий для прохождения сквозь них поднимающегося пара и множество клапанных крышек, при этом каждая указанная клапанная крышка установлена над соответствующим одним из указанных отверстий и имеет центральный участок, расположенный на расстоянии от указанного полотна тарелки и над соответствующим отверстием, и по меньшей мере одну направляющую лопатку, проходящую в боковом направлении и вниз от указанного центрального участка к указанному полотну тарелки для отклонения по меньшей мере части пара, поднимающегося сквозь соответствующее отверстие, к указанному полотну тарелки. По меньшей мере некоторые из указанных клапанных крышек имеют пару ножек, проходящих от противоположных концов указанного центрального участка к указанному полотну тарелки, и пару панелей. Каждая указанная панель проходит между соответствующей одной из указанной пары ножек и указанной направляющей лопаткой для отклонения части пара, поднимающегося сквозь соответствующее отверстие, в направлении указанного полотна тарелки. Технический результат: простота конструкции клапанной тарелки и легкость ее установки на тарелке, увеличение производительности тарелки. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх