Усовершенствованный тепловой насос для высокочистого кубового продукта



Усовершенствованный тепловой насос для высокочистого кубового продукта
Усовершенствованный тепловой насос для высокочистого кубового продукта
Усовершенствованный тепловой насос для высокочистого кубового продукта
Усовершенствованный тепловой насос для высокочистого кубового продукта

 


Владельцы патента RU 2500450:

ЮОП ЛЛК (US)

Изобретение относится к разделению углеводородов. Установка для дистилляционного отделения первого компонента от смеси включает перегонную колонну, содержащую секцию ректификации с выходом для верхнего парового потока, выпарную секцию с выходом для кубового жидкого потока и сырьевую секцию со входом для сырья, расположенную между секцией ректификации и выпарной секцией, ребойлер кубового содержимого для повторного испарения кубового жидкого потока, поступающего из выпарной секции, верхнюю секцию конденсации для конденсации верхнего парового потока, выходящего из секции ректификации, боковой пароотвод из секции ректификации, тепловой насос-компрессор, имеющий вход, который сообщается по текучей среде с боковым пароотводом, и выход, и второй ребойлер-теплообменник, имеющий жидкостную сторону, сообщающуюся по текучей среде с кубовым потоком из выпарной секции, и паровую сторону, сообщающуюся по текучей среде с выходом из теплового насоса-компрессора. Изобретение обеспечивает эффективную перегонку, повышение чистоты кубового продукта и снижение расхода энергии. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к разделению углеводородов. Конкретнее, настоящее изобретение относится к улучшению использования энергии для разделения углеводородных компонентов, которые при перегонке имеют близкие температуры кипения.

Уровень техники

Разделение углеводородов является базовым процессом в нефтяной промышленности. Нефть представляет собой смесь множества углеводородных соединений, и эти соединения разделяются и используются для различных целей, таких как топливо, смазочные материалы, сырье для полимерных установок и т.д. Одним из способов разделения в нефтяной промышленности является перегонка. Перегонка представляет собой способ разделения, который основан на разнице в относительной летучести компонентов в смеси и, следовательно, на разнице в составах жидкой смеси и пара, образующегося из жидкой смеси. В стандартном способе непрерывной перегонки, включающем множество ступеней, эта разница в составах создает возможность для частичного разделения на каждой ступени. Жидкая и паровая фазы направляются на разные ступени и далее дают новые жидкие и паровые фазы, все из которых имеют различные составы.

У перегонных систем имеется одна проблема, которая состоит в том, что они потребляют много энергии и неэффективны с точки зрения использования и потребления энергии. Усовершенствования в конструкции могут значительно снизить потребление энергии. При растущих ценах на энергию и возрастающих требованиях к снижению выбросов СО2, связанных с потреблением энергии, существует настоятельная необходимость иметь более эффективные перегонные конструкции.

Краткое раскрытие изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает более эффективное использование энергии при перегонке смеси. Улучшение перегонки обеспечивает повышение чистоты кубового продукта, снижая в то же время количество внешней энергии, подводимой для повторного испарения кубового потока с целью образования пара для отгонки более легких компонентов от кубового потока.

Установка настоящего изобретения включает в себя перегонную колонну, верхний дефлегматор и ребойлер для кубового содержимого. Перегонная колонна имеет ректификационную секцию с впускным отверстием для доступа потока промежуточного пара. Установка, кроме того, содержит тепловой насос-компрессор для сжатия потока промежуточного пара и второй ребойлер-теплообменник. Второй ребойлер-теплообменник испаряет часть кубового потока, одновременно охлаждая сжатый поток промежуточного пара. Охлажденный сжатый поток промежуточного пара возвращается в ректификационную секцию колонны, а испаренный кубовый поток направляется обратно в низ выпарной секции перегонной колонны.

Другие цели, преимущества и области применения настоящего изобретения станут очевидными специалистам из приведенного ниже детального описания и чертежей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема одного из вариантов осуществления изобретения.

Фиг.2 - схема одного из вариантов осуществления с дополнительным тепловым насосом-компрессором для сжатия верхнего парового потока.

Фиг.3 - схема одного из альтернативных вариантов осуществления с мгновенным испарением кубовой жидкости.

Фиг.4 - альтернативная схема варианта осуществления с мгновенным испарением кубовой жидкости.

Детальное раскрытие изобретения

Разделение текучих сред хорошо известно в технике, а разделение перегонкой является распространенным способом разделения двух или более жидкостей. Процесс перегонки основан на том принципе, что разные компоненты жидкости в смеси обладают разной летучестью и, следовательно, возникает некое равновесие, при котором концентрация более летучих компонентов в паровой фазе выше, чем концентрация этих компонентов в жидкой фазе.

В процессе непрерывной перегонки базовое оборудование включает перегонную колонну с множеством тарелок, верхним конденсатором и ребойлером кубового содержимого. Как правило, перегонная колонна представляет собой вертикально ориентированную цилиндрическую емкость и содержит вход для приема предназначенной для разделения текучей среды, секцию ректификации, расположенную выше входами выпарную секцию, расположенную под текучей средой. Тарелки обычно представляют собой сетчатые тарелки или колпачковые тарелки, или иные тарелки, которые обеспечивают протекание через них жидкости и позволяют проникать через них восходящему пару.

В процессе перегонки существуют паровая фаза, которая поднимается вверх по колонне, и жидкая фаза, которая движется в низ колонны. Жидкость протекает через тарелки вниз к далее следующим тарелкам, в то время как пар проходит через тарелки в контакте с жидкостью. В результате этого происходит сдвиг в равновесии и, следовательно, в фазовом составе по ходу вверх или вниз по колонне. На дне колонны жидкость частично испаряется, образуя паровой поток, который непрерывно движется к верху колонны, в то время как остаток отводится в качестве потока кубового продукта. В верху колонны пар конденсируется, часть его возвращается в колонну, образуя непрерывный проходящий в низ колонны жидкий поток, а остальная часть отводится в виде конденсата или дистиллята.

Однако перегонка может поглощать много энергии и включать в себя множество ступеней или тарелок, в зависимости от свойств компонентов в разделяемой смеси. Это особенно важно для смесей жидкостей, которые имеют близкие температуры кипения, из-за увеличения количества ступеней для осуществления желаемого разделения.

Если от кубового продукта требуется высокая чистота, можно сэкономить энергию путем сжатия потоков промежуточных паров из секции ректификации для повторного испарения кубового потока. Настоящее изобретение обеспечивает эффективное повторное испарение кубового потока. Установка для дистилляционного разделения настоящего изобретения показана на фиг.1. Установка включает в себя перегонную колонну 10 с входом 12 для сырья, секцию 20 ректификации, расположенную над входом 12 для сырья и имеющую выход 22 для верхнего парового потока, и выпарную секцию 30, расположенную под входом 12 для сырья и имеющую выход 32 для кубового жидкого потока. Установка, кроме того, включает в себя ребойлер 40 кубового содержимого для повторного испарения кубового жидкого потока и верхнюю секцию 50 конденсации для конденсации верхнего парового потока. Установка также включает в себя боковой пароотвод 60 из секции 20 ректификации. Боковой пароотвод 60 ведет к тепловому насосу-компрессору 62, в котором производится сжатие пара из бокового пароотвода 60. Сжатый пар подается на паровую сторону второго ребойлера-теплообменника 64. Часть кубовой жидкости подается на жидкостную сторону второго ребойлера-теплообменника 64. Кубовая жидкость повторно испаряется, образуя пар и сырье, которое подается в низ выпарной секции 30 перегонной колонны 10. Сжатый пар преимущественно конденсируется и сконденсированный пар из ребойлера-теплообменника 64 направляется к входу в секции 20 ректификации перегонной колонны 10.

Из соображений эффективности, когда установка предназначена для производства кубового продукта с высокой степенью чистоты, секция 20 ректификации может быть уменьшена в размерах путем отвода пара через боковой пароотвод 60 и при этом боковой пароотвод 60 может быть помещен выше наиболее низко расположенной тарелки в секции 20 ректификации. Сырью дается возможность разделиться на жидкость и образующийся из сырья пар, а отвод части пара, проходящего через секцию 20 ректификации, уменьшает объемный поток пара и жидкости через секцию 20 ректификации выше бокового пароотвода. В результате отвода промежуточного потока на сжатие степень сжатия уменьшается, что экономит энергию благодаря тому, что компрессор работает при более низкой нагрузке.

Благодаря использованию сжатия промежуточных паровых потоков для повторного испарения кубового содержимого достигается значительное уменьшение необходимой для перегонной колонны внешней энергии. Сжатие промежуточных паровых потоков снижает степень сжатия и обеспечивает экономию энергии за счет уменьшения аппаратуры. Состав паровых потоков с верха колонны будет отличен и в этом случае степень сжатия будет более высокой. Изобретение будет особенно полезным в случае разделения близких компонентов, имеющих близкие температуры кипения. Например, при разделении пропан-пропиленовой смеси перегонку ведут при повышенных давлениях, а из-за близости в свойствах высокая степень разделения потребовала бы большое число ступеней или тарелок в перегонной колонне. Использование сжатия промежуточных потоков, отводимых из секции ректификации, может добавить значительный объем энергии для повторного испарения кубового потока. Если необходимо очистить только пропановый поток, секция ректификации может быть меньше в размере, а сжатые потоки, отведенные из секции ректификации, будут обладать достаточным теплом для того, чтобы повторно испарять часть кубового содержимого.

В другом варианте осуществления, который показан на фиг.2, установка включает в себя также второй тепловой насос-компрессор 52 для сжатия верхнего парового потока. Верхний паровой поток проходит через парожидкостный сепаратор 54, откуда пар направляется к компрессору 52. Часть жидкости из парожидкостного сепаратора направляется к продукту, в то время как другая часть направляется на жидкое орошение в колонне 10. В этом варианте осуществления ребойлер 40 кубового содержимого представляет собой ребойлер-теплообменник, сжатый верхний паровой поток поступает на паровую сторону теплообменника, а часть кубовой жидкости поступает на жидкую сторону теплообменника-ребойлера 40. Сжатый пар по крайней мере частично конденсируется и вновь направляется к верху колонны 10. Сконденсированная жидкость находится под давлением и проходит через редукционный клапан, после чего при поступлении в верх секции 20 ректификации колонны 10 жидкость частично мгновенно испаряется. Сконденсированная жидкость может либо поступать в отдельное отверстие в верху секции ректификации, либо может поступать через входное отверстие для орошения. Пар выходит через выход 22 секции 20 ректификации, а жидкость используется в качестве орошения для секции 20 ректификации. Избыток конденсированной жидкости из парожидкостного сепаратора 54 откачивается насосом 58 на хранение или на другие операционные установки в пределах нефтехимического предприятия.

Установка далее включает в себя третий ребойлер 42, известный также как концевой ребойлер. Третий ребойлер 42 производит дополнительное тепло, когда недостаточно тепла от первого ребойлера-теплообменника 40 и второго ребойлера-теплообменника 64.

Часть сжатого верхнего парового потока может быть пропущена через концевой конденсатор 56. Эта часть конденсируется и направляется к парожидкостному сепаратору после прохождения через редуцирующий клапан, понижающий давление до давления парожидкостного сепаратора. Конденсированная жидкость частично претерпевает мгновенное испарение, а оставшаяся жидкость добавляется к орошению в колонне 10.

Использование конечного конденсатора 56 зависит от количества сжатого верхнего пара, который не нужно подавать в ребойлер 40. Это определяется требованиями в отношении тепловой нагрузки ребойлера 40 и количеством сжатого верхнего пара, которое должно быть сконденсировано.

Изобретение предлагает также способ отделения менее летучего компонента в смеси, когда к кубовому продукту предъявляются высокие требования в отношении чистоты. При использовании теплового насоса-компрессора промежуточные паровые потоки могут быть использованы для подачи тепла на нагревание кубового потока для перегонной колонны. Способ включает в себя направление смеси к сырьевой секции перегонной колонны, у которой над сырьевой секцией имеется секция ректификации, а под сырьевой секцией - выпарная секция. В этом способе создаются верхний паровой поток и кубовый поток. Часть верхнего парового потока конденсируется, в результате чего образуется конденсированный верхний поток. Часть конденсированного верхнего потока направляется в верхнюю часть (головную часть) секции ректификации в качестве орошения (флегмы) для процесса перегонки. Часть кубового потока направляется к первому ребойлеру, где поток по крайней мере частично испаряется и испаренный кубовый поток направляется в нижнюю часть выпарной секции.

Способ, кроме того, включает в себя отвод бокового парового потока с промежуточной ступени секции ректификации и подачу бокового парового потока в тепловой насос-компрессор, где паровой поток сжимается с образованием сжатого бокового парового потока. Сжатый боковой паровой поток подается на паровую сторону второго ребойлера-теплообменника и используется для нагрева части кубового потока, который подается на жидкостную сторону второго теплообменника. Кубовый поток повторно испаряется, образуя паровой поток, который направляется в низ выпарной секции. Сжатый боковой паровой поток охлаждается и частично или полностью конденсируется, после чего направляется к входному отверстию секции ректификации колонны. Конденсированный сжатый боковой паровой поток проходит через редуцирующий клапан и при его пропускании к перегонной колонне подвергается частичному мгновенному испарению, в результате чего образуется боковой сырьевой поток, который состоит частично из жидкости и частично из пара.

В одном из альтернативных вариантов осуществления способа верхний паровой поток подается в парожидкостный сепаратор, в результате чего образуются паровой поток и жидкий поток, который используется в качестве орошения. Паровой поток подается в верхний насос-компрессор, в результате чего образуется сжатый верхний паровой поток. Сжатый верхний паровой поток в результате сжатия нагревается и используется для повторного испарения части кубового потока. В данном варианте осуществления первый ребойлер является теплообменником, на паровую сторону которого подается сжатый верхний паровой поток. Часть кубового потока подается на жидкостную сторону первого ребойлера, в результате чего часть кубового потока испаряется, образуя донный паровой поток. После этого донный паровой поток подается в низ выпарной секции. Сжатый верхний паровой поток охлаждается, и часть этого потока конденсируется. Предпочтительно, чтобы первый ребойлер имел размер и эксплуатировался в условиях, в которых конденсировался бы весь сжатый верхний паровой поток.

Сконденсированный верхний паровой поток находится при повышенном давлении и перед его подачей вверх (в головную часть) секции ректификации колонны проходит через редуцирующий клапан. Конденсированный поток во время его подачи в колонну претерпевает мгновенное испарение, и часть жидкости после мгновенного испарения выполняет роль потока орошения для секции ректификации. Образующийся при мгновенном испарении конденсированного потока пар подается в парожидкостный сепаратор.

В одном из альтернативных вариантов осуществления улучшенная очистка кубового потока включает в себя понижение давления кубового потока и повторное испарение кубового потока со сниженным давлением, в результате чего образуется донный паровой поток. Как следует из фиг.3, установка включает в себя колонну 10, имеющую секцию 20 ректификации с выходом 22 для верхнего парового потока, выпарную секцию 30 с выходом 32 для кубового жидкого потока и сырьевую секцию с входом 12 для сырья, которая расположена между секцией 20 ректификации и выпарной секцией 30. Установка, кроме того, включает в себя ребойлерную секцию, которая, в свою очередь, включает в себя устройство 46 для снижения давления жидкого кубового потока, первый ребойлер 40, жидкостная сторона которого сообщается по текучей среде с имеющим сниженное давление кубовым потоком, а паровая сторона сообщается по текучей среде с верхним паровым потоком, а также первый тепловой насос-компрессор 70, сообщающийся по текучей среде с жидкостной стороной первого ребойлера. Верхний паровой поток, который конденсируется в первом ребойлере 40, подается в парожидкостный разделительный барабан и сообщается по текучей среде с верхом секции 20 ректификации.

Установка далее включает в себя боковой отвод 60 для отвода парового потока из секции 20 ректификации. Боковой пароотвод 60 сообщается по текучей среде с паровой стороной второго ребойлера 64. Жидкостная сторона второго ребойлера 64 сообщается по текучей среде с имеющим сниженное давление жидким кубовым потоком. Жидкий кубовый поток со сниженным давлением может быть отведен от жидкого кубового потока, у которого уже было снижено давление при проходе через редуцирующее устройство 46, либо же он может быть отдельной частью жидкого кубового потока, которая пропускается через второе редуцирующее устройство (не показано). Второй тепловой насос-компрессор 72 сообщается по текучей среде с повторно испаренным кубовым потоком и образует сжатый донный паровой поток, который направляется в низ выпарной секции 30.

Редуцирующим устройством 46 может быть клапан Джоуля-Томсона или какое-либо другое устройство для снижения давления кубового жидкого потока. Другое устройство предполагает пропускание жидкости через турбину для приведения в действие мотора и рекуперации некоторой части энергии, которая расходуется в процессе снижения давления.

Способ для данного варианта осуществления включает подачу смеси в сырьевую секцию перегонной колонны 10. Перегонная колонна 10 эксплуатируется таким образом, чтобы создавались паровой поток, проходящий вверх по колонне 10, и жидкий поток, проходящий вниз по колонне 10, в процессе чего верхний паровой поток выходит через выход 22 секции 20 ректификации и кубовый жидкий поток выходит через выход 32 выпарной секции 30. Часть жидкого кубового потока пропускается через редуцирующее устройство 46 с образованием кубового потока со сниженным давлением. Кубовый поток со сниженным давлением подается в первый ребойлер 40 на жидкостную сторону ребойлера. Верхний паровой поток подается на паровую сторону первого ребойлера 40. Верхний паровой поток конденсируется, образуя в результате этого конденсированный поток, а кубовый поток со сниженным давлением испаряется, образуя донный паровой поток. Конденсированный верхний поток подается вверх (в головную часть) секции 20 ректификации в качестве орошения.

Кубовый поток со сниженным давлением повторно испаряется в ребойлере 40, образуя донный паровой поток. Оставшаяся не испаренной жидкость в кубовом потоке со сниженным давлением отделяется и собирается, после чего возвращается в низ выпарной секции 30. Поскольку жидкость находится при сниженном давлении, давление жидкости повышается с помощью насоса 74 до давления, достаточного для поступления жидкости в выпарную секцию 30. Разделение на жидкость и пар повторно нагретой жидкости служит для того, чтобы предотвратить попадание жидкости в тепловые насосы-компрессоры 70, 72. Донный паровой поток подвергается сжатию с помощью теплового насоса-компрессора 70 с образованием сжатого донного парового потока. Донный паровой поток направляется в низ выпарной секции 30 с выделением тепла и образованием пара для отгонки более летучих компонентов из текучей среды, движущейся вниз по перегонной колонне 10.

Вторая часть жидкого кубового потока пропускается через устройство для снижения давления жидкости. Для этой второй части может иметься отдельное редуцирующее устройство, например отдельный клапан, либо же эта часть может отводиться от первой части кубовой жидкости после ее пропускания через редуцирующее устройство. Регулирование движущей силы, которой является температура, которая необходима для теплопереноса и обусловленного им повторного испарения второй части жидкого кубового потока, обеспечивается вторым редуцирующим устройством. Вторая часть проходит через второй ребойлер 64, где эта вторая часть испаряется с образованием второго донного парового потока. Неиспарившаяся часть второй части жидкого кубового потока отделяется, собирается и закачивается обратно в низ выпарной секции 30 с помощью насоса 74. Второй донный паровой поток подвергается сжатию с помощью второго теплового насоса-компрессора 72, в результате чего образуется второй сжатый донный паровой поток. Второй сжатый донный паровой поток подается после этого в низ выпарной секции 30 с целью добавления дополнительного пара для процесса перегонки. Остатком жидкого кубового потока является кубовый продукт, который обладает повышенной чистотой.

Паровой боковой поток отводится через боковое отверстие 60 в перегонной колонне 10 и пропускается через паровую сторону второго ребойлера 64, где происходит конденсация парового бокового потока. Сконденсированный боковой поток подается после этого в перегонную колонну 10 как боковое жидкое сырье. Предпочтительно, чтобы паровой боковой поток отводился вблизи нижней части секции 20 ректификации.

На фиг.4 показана другая альтернатива указанного выше варианта осуществления. Установка включает в себя перегонную колонну 10, имеющую секцию 20 ректификации и выпарную секцию 30. Кроме того, установка включает устройство 46 для снижения давления жидкого кубового потока и первый ребойлер 40, имеющий жидкостную сторону, сообщающуюся по текучей среде с жидким кубовым потоком со сниженным давлением. Часть верхнего парового потока подается на паровую сторону первого ребойлера 40, где верхний паровой поток конденсируется, а жидкий кубовый остаток испаряется. Неиспарившаяся часть жидкого кубового потока отделяется, собирается и закачивается обратно в низ выпарной секции 30. Насос 74 повышает давление неиспарившейся жидкости, собранной из первого ребойлера 40, до по крайней мере давления нижней части выпарной зоны 30. Поток испарившегося кубового остатка сжимают с помощью теплового насоса-компрессора 70, производя таким образом сжатый паровой поток и подают его в низ (в куб) выпарной секции 30. Сконденсированный верхний паровой поток подается наверх секции 20 ректификации в качестве орошения. Предпочтительно, чтобы сконденсированный верхний паровой поток подавался вначале в парожидкостный разделительный бак 54. Часть собираемой в баке 54 жидкости забирается в качестве головного дистиллята, а остальная часть возвращается в верх секции 20 ректификации.

Установка далее включает отверстие 60 для отвода промежуточного жидкого потока из колонны 10. Предпочтительно, чтобы отверстие 60 находилось в выпарной секции 30 колонны. Промежуточный жидкий поток пропускается через второе редуцирующее устройство 66, в результате чего образуется промежуточный жидкий поток со сниженным давлением. Промежуточный жидкий поток со сниженным давлением сообщается по текучей среде с жидкостной стороной второго ребойлера 64, где происходит испарение по крайней мере части жидкости. Неиспарившаяся часть промежуточного жидкого потока отделяется, собирается и возвращается в отпарную секцию 30. Неиспарившаяся жидкая часть из второго ребойлера 64 пропускается через второй насос 76 до давления, достаточного для возврата жидкости в колонну 10. Неиспарившаяся жидкая часть может быть возвращена в секцию ректификации около или ниже выводного отверстия 60 для жидкости. В одном из вариантов осуществления эта часть возвращается вместе с жидкостью, выведенной из первого ребойлера. Вторая часть верхнего парового потока подается на паровую сторону второго ребойлера 64, где эта вторая часть по крайней мере частично конденсируется. Испарившийся промежуточный поток подвергается сжатию с помощью второго теплового насоса-компрессора 72, после чего сжатый промежуточный пар возвращается в колонну 10. Предпочтительно возвращение пара в колонну 10 в положение выше тарелки, с которой промежуточный жидкий поток выводится через отверстие 60. Конденсированный верхний паровой поток сообщается по текучей среде с верхом секции ректификации, откуда конденсированный поток будет возвращен в качестве орошения.

Способ включает в себя использование верхнего парового потока для повторного испарения жидкого кубового потока и промежуточного жидкого потока. Жидкие потоки пропускаются через редуцирующие устройства и испаряются при более низких температурах. Испарившиеся потоки после этого подвергаются сжатию, в результате которого пар нагревается. Нагретый и сжатый пар после этого возвращается в перегонную колонну для обеспечения восходящего пара для отгонки легких фракций движущейся вниз жидкости.

В указанном варианте осуществления смесь подается в сырьевую секцию перегонной колонны. Перегонная колонна имеет выход в верху секции 20 ректификации для верхнего парового потока и выход в низу выпарной секции 30 для жидкого кубового потока. Часть кубового потока пропускается через редуцирующий клапан 46 к первому ребойлеру 40, где осуществляется теплообмен с частью верхнего парового потока. Кубовый поток испаряется, а верхний паровой поток конденсируется. Испарившийся кубовый поток подвергается сжатию с помощью теплового насоса-компрессора 70 с образованием сжатого и нагретого кубового парового потока. Кубовый паровой поток подается в низ выпарной секции 30 для подвода тепла для отгонки компонентов из жидкости, опускающейся вниз по колонне 10. Конденсированный верхний паровой поток подается в верх секции 20 ректификации в качестве орошения.

Способ далее включает отвод жидкого потока из промежуточного отверстия 60 в колонне 10 и пропускание промежуточного жидкого потока через редуцирующий клапан 66, в результате чего образуется промежуточный жидкий поток со сниженным давлением, который подается во второй ребойлер 64. Жидкий поток со сниженным давлением подвергается теплообмену со второй частью верхнего парового потока, в результате чего жидкий поток со сниженным давлением испаряется, а верхний паровой поток конденсируется.

Повторно испаренный промежуточный паровой поток подвергается сжатию с помощью второго теплового насоса-компрессора 72 и направляется к промежуточному входному отверстию в колонне 10. Предпочтительно, чтобы пар поступал выше тарелки, с которой промежуточная жидкость выводится из колонны через отверстие 60. Вторая конденсированная часть верхнего парового потока подается в верх секции 20 ректификации в качестве дополнительного орошения.

Благодаря использованию тепла сжатого промежуточного потока энергия в процессе перегонки используется более эффективно, что может позволить дополнительно уменьшить размер перегонной колонны ниже промежуточного отвода, так как в этом случае через выпарную секцию ниже промежуточного отвода проходят уменьшенные паровой и жидкий потоки.

Хотя изобретение описано с помощью того, что в настоящей заявке рассматривается как предпочтительные варианты осуществления, должно быть понятно, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а рассчитано на охват различных модификаций и эквивалентных компоновок, входящих в объем прилагаемой формулы изобретения.

1. Установка для дистилляционного отделения первого компонента от смеси, содержащая:
перегонную колонну (10), содержащую секцию ректификации (20), имеющую выход для верхнего парового потока, выпарную секцию (30), имеющую выход для кубового жидкого потока, и сырьевую секцию, имеющую вход для сырья (12) и расположенную между секцией ректификации (20) и выпарной секцией (30);
секцию ребойлера кубового содержимого для повторного испарения кубового жидкого потока, поступающего из выпарной секции (30);
верхнюю секцию (50) конденсации для конденсации верхнего парового потока, выходящего из секции ректификации;
боковой пароотвод (60) из секции ректификации (20);
тепловой насос-компрессор (62), имеющий вход, который сообщается по текучей среде с боковым пароотводом (6), и выход; и
второй ребойлер-теплообменник (64), имеющий жидкостную сторону, сообщающуюся по текучей среде с кубовым потоком из выпарной секции (30), и паровую сторону, сообщающуюся по текучей среде с выходом из теплового насоса-компрессора (62).

2. Установка по п.1, дополнительно содержащая второй тепловой насос-компрессор (52), имеющий вход, сообщающийся по текучей среде с верхним паровым потоком, и выход, с помощью которого (насоса-компрессора) образуется верхний сжатый паровой поток.

3. Установка по п.2, в которой секция ребойлера кубового содержимого содержит теплообменник (40), имеющий жидкостную сторону, сообщающуюся по текучей среде с кубовым потоком из выпарной секции, и паровую сторону, сообщающуюся по текучей среде с верхним сжатым паровым потоком.

4. Установка по п.2, дополнительно содержащая конденсатор (56), имеющий вход, сообщающийся по текучей среде с выходом из второго теплового насоса (52), и предназначенный для конденсации части верхнего сжатого парового потока.

5. Установка по п.4, в которой конденсатор (56) является концевым конденсатором.

6. Установка по п.2, дополнительно содержащая парожидкостный разделительный бак (54) для разделения, имеющий вход, сообщающийся по текучей среде с выходом из секции ректификации (20), и выход, сообщающийся по текучей среде с входом второго теплового насоса-компрессора (52).

7. Установка по п.1, дополнительно содержащая третий ребойлер (42) для повторного испарения дополнительной жидкости из кубового потока.

8. Установка по п.1, в которой боковой пароотвод (60) расположен выше наиболее низкой тарелки секции ректификации (20).

9. Установка по п.1, дополнительно содержащая боковой вход в секцию ректификации (20) и в которой выход теплового насоса-компрессора сообщается по текучей среде с боковым входом в секцию ректификации (20).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству 100 для получения тетрамера. Устройство содержит: A) зону 170 фракционирования, в которой получается продукт 180 дистилляции, содержащий один или несколько углеводородов С6 для получения одного или нескольких соединений С12; и B) зону 200 удаления оксигенатов для удаления одного или нескольких оксигенатных соединений из продукта 180 дистилляции, прошедшего через зону 200 удаления оксигенатов.

Изобретение относится к способу получения этилиденнорборнена (ENB). Способ включает стадии: а) подача дициклопентадиена в первый реактор для термического крекинга дициклопентадиена в циклопентадиен, проводимого в инертном жидком теплоносителе, имеющем температуру кипения >230°С, причем указанный термический крекинг проводится при температуре ниже, чем температура кипения указанного жидкого теплоносителя, и составляет между 200°С и 300°С; b) подача указанного циклопентадиена, полученного на указанной стадии а), во второй реактор, в котором указанный циклопентадиен приводится в реакцию с 1,3-бутадиеном с образованием винилнорборнена (VNB); с) подача указанного VNB, полученного на указанной стадии b), в третий реактор, в котором проводится каталитическая изомеризация VNB в этилиденнорборнен (ENB); d) сбор указанного ENB.
Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на газоконденсатных месторождениях, непосредственно на объектах подготовки газа к транспорту или на централизованных объектах по подготовке нестабильного газового конденсата к транспорту или переработке.

Изобретение относится к способу разделения изопентан-пентан-гексановой фракции в процессе изомеризации, состоящему из первой ректификационной колонны подготовки сырья, из которой дистиллятом отводят балластный продукт, содержащийся в сырье.

Изобретение относится к вариантам способа отделения олефина от парафина в потоке продукта из системы дегидрирования. .

Изобретение относится к способу получения пропана из этан-пропановой фракции и способу переработки углеводородного сырья. .

Изобретение относится к способу сепарации газа крекинга метанола и производства малоуглеродистого алкена полимеризационного уровня, содержащему: (1) стадию сжатия, в которой газ крекинга метанола поступает в компрессорную систему с многоступенчатым сжатием, при этом давление газа крекинга метанола, подверженного трехступенчатому или четырехступенчатому сжатию, достигает до 1,1-2,5 МПаГ; (2) стадию обезвреживания, в которой газ крекинга метанола, сжатый в стадии (1), очищается от примесей на системе обезвреживания, в результате получается рафинированный газ крекинга, при этом концентрация CO2 в газе крекинга метанола, обработанном в стадии обезвреживания, составляет менее 1 ppm, и/или общее содержание алкина составляет менее 5 ppm; (3) стадию абсорбции и сепарации, при которой рафинированный газ крекинга, полученный в стадии (2), поступает поочередно в колонну предыдущего удаления этилена, абсорбер этилена, деметанизатор и дефлегматор этилена, в результате получаются этиленовый продукт полимеризационного уровня и фракция С4 и/или тот же самый газ поступает поочередно в колонну предыдущего удаления этилена, деэтанизатор, депропанизатор и колонну ректификации пропилена, в результате получается пропиленовый продукт полимеризационного уровня и продукт С5.
Изобретение относится к улучшенному способу получения и очистки винилароматических мономеров, включающему: а) подачу потока, состоящего из ароматического углеводорода, вместе с потоком, состоящим по существу из С2-С3 олефина, в секцию алкилирования; б) подачу продуктов реакции, выходящих из секции алкилирования, в первую секцию разделения; в) выпуск из первой секции разделения первого потока, состоящего из непрореагировавшего ароматического углеводорода, который направляют для повторного использования в секцию алкилирования, второго потока, состоящего по существу из моноалкилированного ароматического углеводорода, третьего потока, состоящего по существу из диалкилированных ароматических углеводородов, направляемого в секцию трансалкилирования, и четвертого потока, состоящего по существу из смеси полиалкилированных ароматических углеводородов; г) подачу второго потока стадии (в) в секцию дегидрирования; д) подачу продуктов реакции, выходящих из секции дегидрирования, во вторую секцию разделения/очистки, включающую по меньшей мере одну дистилляционную колонну; е) выпуск потока, состоящего из винилароматического мономера чистотой, превышающей 99,7 масс.%, из верхней части указанной по меньшей мере одной дистилляционной колонны, и характеризующемуся тем, что: после первого охлаждения с возвратом тепла покидающий стадию дегидрирования газ после промывания распыляемой водой подают в оболочку пучка труб расположенного вертикально или горизонтально теплообменника, в трубах которого течет охлаждающая текучая среда, причем в теплообменнике газ конденсируется; подачу газа осуществляют из нижней части теплообменника с жидкостью, полученной конденсацией, которая стекает противотоком и покидает теплообменник, полностью или частично, также из нижней части оболочки теплообменника и которую направляют во вторую секцию разделения/очистки (д); возможный газ и несконденсированные вещества выходят из верхней части оболочки теплообменника.

Изобретение относится к способу очистки алкилароматических соединений с алкильной цепью 9-25 атомов углерода, включающему следующие стадии: i) разделение смеси алкилароматических соединений в ректификационной колонне, которая отделяет от 60 до 85 мас.% исходного сырья через верхнюю часть колонны, с получением легкой фракции и тяжелой фракции, ii) разделение тяжелой фракции стадии (i) в ректификационной колонне, которая работает при давлении в верхней части от 0 до 0,1 МПа (от 0 до 1 бар), при температуре в нижней части от 175 до 290°С и при температуре в верхней части от 90 до 200°С, с получением легкой фракции и тяжелой фракции, iii) удаление предшественников хромофоров из легкой фракции стадии (ii) посредством перколяционной фильтрации через неподвижный слой применяемого для очистки твердого вещества, iv) удаление при помощи перегонной колонны, которая работает при температуре в диапазоне от 60 до 250°С, легких побочных продуктов, полученных на стадии (iii), v) смешивание очищенного алкилата, полученного на стадии (iv), с наиболее легкой фракцией, полученной при перегонке на стадии (i).

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для переработки тяжелого углеводородного сырья, нефти, остаточного нефтяного сырья, нефтеконцетратов, выделенных из нефтесодержащих отходов.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения по меньшей мере одного диарилкарбоната формулы (I) и/или алкиларилкарбоната формулы (IV) из по меньшей мере одного диалкилкарбоната и по меньшей мере одного ароматического гидроксисоединения формулы III, где R, R' и R'' независимо друг от друга означают атом водорода, линейный или разветвленный алкил с 1-34 атомами углерода, алкокси с 1-34 атомами углерода, циклоалкил с 5-34 атомами углерода, алкиларил с 7-34 атомами углерода, арил с 6-34 атомами углерода или галогенный остаток, причем R может означать также группу -COO-R''', в которой R''' может означать атом водорода, линейный или разветвленный алкил с 1-34 атомами углерода, алкокси с 1-34 атомами углерода, циклоалкил с 5-34 атомами углерода, алкиларил с 7-34 атомами углерода или арил с 6-34 атомами углерода, а R1 является линейным или разветвленным алкилом с 1-34 атомами углерода, в котором (a) диалкилкарбонат или диалкилкарбонаты в присутствии по меньшей мере одного катализатора переэтерификации подвергают взаимодействию с ароматическим гидроксисоединением или ароматическими гидроксисоединениями в первой реакционной колонне, содержащей по меньшей мере одну укрепляющую часть в головной части колонны и по меньшей мере одну реакционную зону под укрепляющей частью, которая содержит по меньшей мере две секции, (b) пар, отходящий в головной части первой реакционной колонны, полностью или частично конденсируют по меньшей мере в одном конденсаторе, (c) кубовый продукт первой реакционной колонны подают по меньшей мере в еще одну реакционную колонну, содержащую по меньшей мере одну укрепляющую часть в головной части колонны и по меньшей мере одну реакционную зону под укрепляющей частью, и подвергают его в этой колонне (в этих колоннах) последующему превращению, (d) не прошедший превращение в реакционных колоннах или образовавшийся во время реакции диалкилкарбонат полностью или частично отделяют от алкилового спирта, образовавшегося во время реакции, по меньшей мере еще на одном этапе способа, включающем в себя по меньшей мере одну дистилляционную колонну, и (e) отделенный на этапе (d) диалкилкарбонат, при необходимости, после последующей очистки, снова подают в первую реакционную колонну, где дополнительная реакционная колонна (дополнительные реакционные колонны) оснащена (оснащены) одним или несколькими конденсаторами, и теплоту конденсации, образующуюся при конденсации в этих конденсаторах, прямо или косвенно возвращают в процесс.

Изобретение относится к нефтяной, газовой отраслям промышленности и может быть использовано при разделении углеводородных смесей и сжиженных газов. .

Изобретение относится к устройствам для распределения массовых потоков, используемых в гидропроцессорных реакторах. .

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности в исследовательских и энергетических установках с жидкометаллическим свинецсодержащим теплоносителем. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения по меньшей мере одного диарилкарбоната формулы (I), где R, R' и R'' независимо друг от друга означают атом водорода, неразветвленный или разветвленный алкил с 1-34 атомами углерода, алкокси с 1-34 атомами углерода, циклоалкил с 5-34 атомами углерода, алкиларил с 7-34 атомами углерода, арил с 6-34 атомами углерода и атом галогена, причем R означает также группу -COO-R''', в которой R''' означает атом водорода, неразветвленный или разветвленный алкил с 1-34 атомами углерода, алкокси с 1-34 атомами углерода, циклоалкил с 5-34 атомами углерода, алкиларил с 7-34 атомами углерода и арил с 6-34 атомами углерода, и/или алкиларилкарбоната формулы (IV), где R, R' и R'' имеют вышеуказанное значение, R1 означает неразветвленный или разветвленный алкил с 1-34 атомами углерода из по меньшей мере одного диалкилкарбоната и по меньшей мере одного ароматического гидроксисоединения формулы (III), где R, R' и R'' имеют вышеуказанное значение, в котором (а) диалкилкарбонат в присутствии по меньшей мере одного катализатора переэтерификации подвергают взаимодействию с ароматическим гидроксисоединением формулы (III) по меньшей мере в одной колонне для переэтерификации, содержащей по меньшей мере одну обогащающую часть в верхней части колонны и по меньшей мере одну реакционную зону, находящуюся ниже обогащающей части, при этом обогащающая часть имеет по меньшей мере две секции, (b) пар, отбираемый из верхней части колонны для переэтерификации, полностью или частично конденсируют в по меньшей мере одном конденсаторе, где по меньшей мере одна обогащающая часть колонны для переэтерификации оснащена по меньшей мере одним промежуточным конденсатором, причем тепло, выделяемое при происходящей в нем конденсации, непосредственно или косвенно возвращают в процесс.

Изобретение относится к усовершенствованным способам карбонилирования с целью производства уксусной кислоты, где способ включает: (а) карбонилирование метанола или его реакционноспособных производных в присутствии воды, катализатора, подбираемого из группы, в которую входят родиевые катализаторы, иридиевые катализаторы и их смеси, и метилйодида в качестве промотора с образованием содержащей уксусную кислоту реакционной смеси в реакторе; (b) разделение потока содержащей уксусную кислоту реакционной смеси на жидкий рециркулируемый поток и поток необработанного продукта, содержащий уксусную кислоту, метилйодид, метилацетат и воду; (с) подачу потока необработанного продукта в колонну отгона легких фракций, в которой имеется зона дистилляции; (d) очистку потока необработанного продукта в зоне дистилляции колонны отгона легких фракций с целью удаления метилйодида и метилацетата и получения потока очищенного продукта, каковой поток очищенного продукта характеризуется меньшей концентрацией метилйодида и метилацетата, чем поток необработанного продукта, каковая стадия очистки потока необработанного продукта включает: (i) конденсацию головного погона зоны дистилляции колонны отгона легких фракций, (ii) декантирование сконденсированного пара с получением тяжелой фазы, содержащей, преимущественно, метилйодид, и легкой фазы, содержащей, преимущественно, уксусную кислоту и воду, (iii) возврат в качестве флегмы в зону дистилляции колонны отгона легких фракций, по меньшей мере, части сконденсированной тяжелой фазы; и (iv) рециркулирование легкой фазы в реактор; и (е) отведение потока очищенного продукта из колонны отгона легких фракций.

Изобретение относится к способу получения биоразлагаемого межмолекулярного циклического сложного диэфира альфа-гидроксикарбоновой кислоты. .

Изобретение относится к обработке потоков отработанных материалов. .

Изобретение относится к реактору для осуществления трехфазной реакции жидкой и газообразной фаз в неподвижном слое катализатора, способу осуществления трехфазной реакции и их применению для селективной гидрогенизации фракций углеводородов.

Изобретение относится к химической технологии и биотехнологии и может быть использовано для интенсификации процессов, скорость которых определяется интенсивностью массопереноса кислорода из газовой фазы в жидкую.

Изобретение относится к реактору для очистки или гидроочистки жидкой нагрузки, в частности для каталитической очистки дистиллятов сырой тяжелой нефти. Реактор содержит по меньшей мере один слой наполнителя, по существу, жидкую фазу (L) и, по существу, газовую фазу (G), находящиеся на дне реактора и разделенные поверхностью раздела (38), и распределительную тарелку, снабженную по меньшей мере одним основным патрубком, обеспечивающим циркуляцию жидкой фазы (L) в направлении слоя, и по меньшей мере одним каналом, предназначенным для подачи газовой фазы (G) в упомянутый слой. Тарелка снабжена по меньшей мере одним комбинированным патрубком, предназначенным для циркуляции жидкой фазы в направлении слоя или для подачи газовой фазы в упомянутый слой. Изобретение обеспечивает повышение качества очистки дистиллятов сырой нефти. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх