Колонна ректификационная с колпачковыми тарелками



Колонна ректификационная с колпачковыми тарелками
Колонна ректификационная с колпачковыми тарелками
Колонна ректификационная с колпачковыми тарелками

 


Владельцы патента RU 2500452:

Журба Александр Максимович (RU)
Данилов Александр Владимирович (RU)
Гринев Петр Анатольевич (RU)

Изобретение относится к массообменному оборудованию в области переработки углеводородного сырья, химических и пищевых продуктов, в частности к устройствам для ректификации, абсорбции нефтепродуктов, химических и пищевых продуктов путем разделения продуктов по температурам кипения в процессе массообмена между жидкостью и паром (газом), и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, пищевой промышленности. Колонна ректификационная включает корпус с технологическими штуцерами, тарелки с паровыми патрубками и переливными устройствами, а также колпачки с вертикальными прорезями. Горизонтальные кромки прорезей колпачков снабжены лопатками, расположенными с наружной стороны колпачков радиально и в горизонтальной плоскости. Технический результат - повышение эффективности процесса массообмена в ректификационной колонне в целом. 3 ил.

 

Изобретение относится к массообменному оборудованию в области переработки углеводородного сырья, химических и пищевых продуктов, в частности к устройствам для ректификации, абсорбции нефтепродуктов, химических и пищевых продуктов путем разделения продуктов по температурам кипения в процессе массообмена между жидкостью и паром (газом), и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, пищевой промышленности.

Известны ректификационные колонны с колпачковыми тарелками, используемые для осуществления массообменных процессов для систем «жидкость-пар», описанные в книгах: А.Г. Касаткин, «Основные процессы технической технологии», М. Химия, 1971, c.452. [1], Д.А. Баранов, A.M. Кутепов «Процессы и аппараты», М Академия 2005, с.182, 183 [2].

Эти колонны имеют корпус, массообменные многоколпачковые тарелки с паровыми патрубками, колпачками с зубчатыми краями или арочными прорезями и сливными патрубками.

Упомянутые колонны с колпачками известных конструкций недостаточно эффективны с точки зрения самого массообменного процесса при разделении смеси на жидкую и паровую фазу. Это обусловлено ограниченной суммарной величиной кромок прорезей колпачков, через которые происходит барботирование паров длиной пути смеси и соответственно временем контакта пара с жидкостью. Известные конструкции колпачков не позволяют увеличить суммарную длину упомянутых кромок и время контакта пара с жидкостью, т.е. увеличить время и поверхность межфазового контакта, которая непосредственно зависит от длины кромок, прорезей колпачков, через которые происходит барботирование паровой фракции.

Известна [3] массообменная тарелка с перфорацией в боковых стенках парового колпачка выполнена в виде арочных прорезей выпуклостью наружу с входными отверстиями, направленными под острым углом к вертикали вниз в одну и ту же сторону противоположную расположению сливной трубы на тарелке, и между стенками колонны к стенкам парового колпачка плотно диаметрально установлена вертикальная перегородка доходящая по ширине до противоположной боковой стенки парового колпачка. Эта конструкция колпачка массообменной тарелки с арочными прорезями выпуклостью наружу с острым углом к вертикали вниз предназначена для направления парожидкостного потока, и не увеличения поверхность межфазового контакта (RU 94020203 А1, 27.04.1996).

В ОСТ 26 291-94 «Сосуды и аппараты стальные сварные общие технические условия, М НПО ОБТ 2006 стр.101 [4] описаны тарелки колпачковые, где указано, что колпачки должны изготавливаться по ГОСТ 9634 [5]. В нижней части таких колпачков имеются вертикальные прорези прямоугольной или трапециевидной формы.

Колонна с колпачками по ГОСТ 9634, как наиболее близкая по технической сущности к предлагаемому устройству, принята в качестве прототипа.

Однако, прототип, в котором конструкция его колпачков не позволяет увеличивать длину пути смеси и развивать поверхность фазового контакта, определяемую количеством и формой прорезей и соответственно, повышать эффективность малообменного процесса.

Целью предлагаемого изобретения является исключение указанного недостатка и повышения эффективности работы ректификационной колонны. Поставленная задача решается за счет того, что горизонтальные кромки прорезей колпачков снабжены лопатками, размещенными с наружной стороны колпачков радиально и в горизонтальной плоскости.

В результате такого технического решения парожидкостная смесь, выходя из под колпачка проходит определенный путь под упомянутыми лопатками, находящимися на границе паровой и жидкой сред, барбатирует в жидкость вне колпачка по всему периметру кромок каждой лопатки. Этот периметр лопатки больше длины горизонтальной кромки прорези в прототипе, вследствие чего увеличивается длина пути и поверхность фазового контакта, являющаяся основным фактором повышения эффективности процесса масообмена в ректификационной колонне в целом.

В качестве примера рассмотрим случай, когда длина кромки равна, например 1 см, а лопатка выполнена квадратной с длиной стороны также 1 см. В этом случае три стороны каждой лопатки являются кромками, через которые происходит барбатирование пара, а их общая длина равна 3 см, т.е. в три раза больше, чем длина кромки прорези в прототипе. Одновременно увеличивается длина пути смеси под лопаткой и соответственно время контакта смеси

На фиг.1 схематично изображен продольный разрез колонны;

На фиг.2 - вид А в увеличенном масштабе;

На фиг.3 - поперечный разрез Б-Б колпачка с лопатками.

Предлагаемая ректификационная колонна состоит из корпуса 1, штуцера 2 для входа парожидкостной смеси, штуцера 3 для выхода жидкости (тяжелой фракции) и штуцера 4 - для выхода паров (легкой фракции). Кроме того колонна содержит тарелки 5 с паровыми патрубками 6 и переливными устройствами 7, а также колпачки 8 с вертикальными прорезями 9, снабженными лопатками 10, которые выполнены по ширине прорезей в колпачке и расположены с наружной стороны последних радиально и в горизонтальных плоскости.

Предлагаемая колонна работает следующим образом. Исходная парожидкостная смесь подается в колонну через штуцер 2. Пары через патрубки 6 поступают в полость колпачков 8, вытесняют из них жидкость до верхней кромки прорезей 9 и, соответственно, лопаток 10, после чего паровая смесь, пройдя определенный путь под лопаткой, начинает барботировать в слой жидкости за пределами колпачков 8. Тяжелая фракция конденсируется в этой жидкости и через переливные патрубки 7 поступает на нижележащую тарелку, а пары поступают в вышележащую тарелку через соответствующие паровые патрубки, где процесс разделения продолжается. Поскольку лопатки 10 находятся на границе раздела сред (паровой и жидкой фракций), то парожидкостная смесь проходит под лопатками 10 по удлиненному пути и барботируют в слой жидкости на тарелке по всему периметру лопаток, а поскольку этот периметр значительно превышает суммарную длину горизонтальных кромок прорезей, как это было показано на примере выше, то соответственно увеличивается поверхность фазового контакта время пребывания смеси под лопаткой и повышается эффективность процесса массообмена.

Колонна ректификационная, включающая корпус с технологическими штуцерами, тарелки с паровыми патрубками и переливными устройствами, а также колпачки с вертикальными прорезями, отличающаяся тем, что горизонтальные кромки прорезей колпачков снабжены лопатками, расположенными с наружной стороны колпачков радиально и в горизонтальной плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усовершенствованным контактным ступеням для осуществления контактирования пара с жидкостью. .

Изобретение относится к массообменному оборудованию в области переработки углеводородного сырья, химических и пищевых продуктов, в частности к устройствам для ректификации, абсорбции нефтепродуктов, химических и пищевых продуктов путем разделения продуктов по температурам кипения в процессе массо- и теплообмена между жидкостью и паром (газом), и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, пищевой промышленности.

Изобретение относится к устройствам для разделения в системах пар (газ) - жидкость и используется в массообменных процессах химической, нефтехимической и пищевой промышленности.

Изобретение относится к донному клапану для тарельчатой колонны согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к способам очистки пентахлорида ниобия от примесей и может быть использовано в производстве чистых соединений ниобия и тантала. .

Изобретение относится к конструкции контактных устройств тарельчатых абсорбционных, ректификационных и других тепломассообменных аппаратов, оснащенных переливными устройствами, и может быть использовано в химической, газовой, нефтехимической, пищевой, энергетической, горнорудной и смежных отраслях промышленности.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при улавливании вредных выбросов из реакторов замедленного коксования. .

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

Изобретение относится к улучшенному способу получения пара-трет-бутилфенола путем алкилирования фенола изобутиленом на гетерогенном сульфокатионитном катализаторе, разделения реакционной массы, содержащей фенол, пара-трет-бутилфенол, орто-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, высококипящие примеси, методом вакуумной ректификации в двух колоннах с отбором фенола и орто-трет-бутилфенола в виде дистиллята. При этом реакционную массу подвергают роторно-пленочному испарению для отделения от нее высококипящих примесей, выделение товарного продукта осуществляют в дополнительной ректификационной колонне в виде дистиллята, на вакуумной линии осуществляют абсорбционное улавливание несконденсировавшихся паров пара-трет-бутилфенола, кубовый остаток колонны выделения товарного продукта, содержащий 2,4-ди-трет-бутилфенол и пара-трет-бутилфенол, рециркулируют на стадию алкилирования фенола изобутиленом. Изобретение также относится к устройству для осуществления способа получения пара-трет-бутилфенола. Способ позволяет получать продукт с высокой степенью чистоты и высоким выходом. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области технологии радионуклидов и может быть использовано как в технологических процессах, использующих молекулярный тритий и тритийсодержащие соединения, так и для глубокой очистки газовых сбросов от трития предприятий атомной отрасли при решении экологических задач. Способ очистки газов от паров тритированной воды заключается в том, что газовый поток подают снизу противоточной колонны фазового изотопного обмена, заполненной спирально призматической насадкой из нержавеющей стали, а сверху колонны подают поток природной воды, причем процесс проводят при комнатной температуре, а высоту колонны выбирают исходя из требуемой степени детритизации газа. Технический результат изобретения заключается в увеличении степени очистки и переходе на непрерывный режим процесса детритизации газов. 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к устройству для осуществления термодеструктивных процессов переработки тяжелых нефтяных остатков, которое может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой отраслях промышленности. Устройство, представляющее собой реакционно-ректификационный аппарат, включает корпус, камеру сгорания, штуцера для подвода сырья, топлива, окисляющего газа, вывода продуктов реакции и газов сгорания. При этом камера сгорания расположена в нижней части аппарата и соединена с корпусом аппарата штуцером герметично; в нижней части камеры сгорания размещен штуцер для подачи воды, а штуцер ввода сырья размещен выше штуцера ввода продуктов сгорания и между ними расположена секция смешения; выше ввода сырья расположены по крайней мере еще две секции: разделения и конденсации паров. Техническим результатом является снижение энергопотребления, металлоемкости и габаритов оборудования, повышение эксплуатационной надежности и безопасности за счет того, что исключается возможность закоксовывания и прогара труб. 5 ил.

Изобретение может быть использовано в коксохимической промышленности. Ректификационная колонна для установки замедленного коксования включает укрепляющую часть (1) с ректификационными тарелками (26) и отгонную часть (2), в которой размещены струйная промывочная камера (27) и наклонная перегородка (33) с карманом (34), оснащенным штуцером (10) для отвода сверхтяжелого газойля коксования, расположенная между штуцерами ввода исходного сырья (6) и ввода паров из камеры коксования (7, 8). Между струйной промывочной камерой (27) и наклонной перегородкой (33) с карманом (34) установлена промежуточная перегородка (28), снабженная патрубками (29) с отбойными пластинами (30) и карманом (31) для отвода загрязненного после промывки тяжелого газойля. Изобретение позволяет снизить энергоемкость процесса замедленного коксования в 1,1-1,3 раза. 1 ил.

Изобретение относится к химической, нефтехимической, металлургической, энергетической, фармацевтической и пищевой промышленности. Тепломассообменный аппарат содержит корпус (1) с патрубками для подвода и отвода жидкости и газа, расположенный в корпусе на валу вращающийся барабан (3) с радиальными лопатками (6), расположенными на внутренней поверхности по всей длине барабана. Барабан (3) имеет сплошную боковую стенку и снабжен торцевыми крышками, в которых вокруг вала выполнены радиальные отверстия для прохождения газа и жидкости. Радиальные лопатки изготовлены из листового материала и представляют собой загнутые на две разные по ширине части листа, а отверстия в торцевых крышках барабана выполнены так, чтобы они не перекрывали торцевую часть лопаток. Изобретение позволяет уменьшить капельный унос жидкости и, как следствие, повысить эффективность тепломассообменных процессов в системе газ-жидкость. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх