Патент ссср 435426

 

СПИСАНИЕ

ИЗСБРЕТ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1))1 435426

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт.. свидетельства (22) Заявлено 06.06.72 (21) 1793788/23-26 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.07.74. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 03.12.74 (51) М. Кл. F 25j 3/02

Гасударственный комитет

Саввтв Министров СССР аа делам изааретений и открытий (53) УДК 661.91(088.8) (72) Автор изобретен)11!

Г. М. 1 урлаченко (71) Заявитель (54) КОЛОННА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относигся к технике разделения смесей газов путем ректификации или аосорбции и может быть применено в воздухоразделительных установках или врп разделении различных газовых смесей.

Разделение газовых смесей в ряде отраслей промышленного производства осуществляется в колоннах с подводом или отводом тепла через выносные теплообменники и теплообменники, установленные на нижнем и верхнем конце колонны,— испарители и конденсаторы.

Термодинамический к.п.д. колонн адиабатической ректификации низкий. Особенно велики потери тепла в испарителях, В настоящее время имеется ряд теоретических (расчетных) и экспериментальных доказательств преимуществ разделения газовых смесей в неадиабатических условиях, т. е. в колоннах с теплообменными устроиствами, обеспечива)ощими подвод и отвод тепла по всей высоте колонны при минимальной разности температур между разделяемыми средами или разделяемой средой и источником тепла (холода при низких температурах).

Термодинамический к.п.д. колонн неадиабатической ректификации повышается до 16—

17Ъ, т. с. в три раза выше, чем термодинамич), ск!111 к.п.д. коло!! l! ал ll:)ба и !есной p< ) .ò)!ô))кацпи.

Цель изобретения — снижение расхода энергии при разделении — достигается тем, что теплообменные трубы расположены параллельно оси колонны по сечению секторов для

5 )!срстока жидкости, а межтрубное пространство разделено горизонтальными перегородками, соединенными с вертикальными панелями, с образованием щелей для слива жидкости из межтрубного пространства на тарелки. Эф10 фективная работа колонны достигается сочетанием современных конструкций тарелок с развитой поверхностью теплообмена.

1-1а чертеже представлена предлагаемая колонна.

15 Внутри корпуса колонны 1 в двух противополо>кных секторах для слива жидкости с тарелок вмонтированы теплообменники из прямых трубок 2.

Межтрубное пространство теплообменников

20 разделено перегородками 3. Внутри к перегородкам 3 присоединены опорные панели 4 из металлического листа для крепления тарелок

5 (ситчатых, клапанных и т. и.) и поддержания уровня жидкости в секциях теплообменни25 ков. Противоположный конец тарелок 5 крепится к опорной панели 6. Между нижним концом опорной панели 6 и перегородкой 3 имеется зазор для перетока жидкости, посту)!аюп)ей пз мсжтрубного ))pocrpa))c ))a тепло30 обменпика на тарелку.

435426

Для поддержания уровня жидкости в секциях межтрубного пространства высота панелей 4 увеличивается над тарелками присоединением перфорированного листа 7 или обычного 8. Газ или теплоноситель подводится в трубки теплообменников через вентиль 9 и коллектор 10, а выходит через коллектор 11.

Выход пара из верхней части колонны регулируется клапаном 12, подача жидкости на верх колонны — клапаном 13.

Отбор пара из нижней части колонны регулируется клапаном 14, а слив жидкости— клапаном 15.

Работа колонны может быть показана применительно к условиям охлаждения и ректификации природного или попутного газа смесью углеводородных газов, циркулирующих в системе холодильного цикла установки для сжижения или разделения природного газа.

Потгутный газ через вентиль 9 вводится в трубки 2 теплообменников, где охлаждается смесью жидких углеводородных тазов, которые подаются через клапан 13 в межтрубное пространство верхней секции теплообменника.

Из межтрубного пространства верхней секции жидкость поступает на тарелку, где вступает в контакт с газами, испарившимися в колонне и сливается в межтрубное пространство верхней секции второго теплообменника, установленного в противоположном секторе колонны.

Через зазор между панелью 6 и перегородкой панели 4 жидкость сливается на вторую тарелку. После протекания по второй тарелке жидкость сливается в межтрубное пространство второй секции первого (слева) теплообме нника и по зазору между панелями 4 и 6 и между панелью 6 и перегородкой 3 сливается на третью тарелку. В остальных секциях и тарелках движение жидкости аналогичное, Через клапан 12 отводится смесь легких углеводородных газов, которые могут быть использованы для энергетических целей на заводе.

Через клапан 14 отводятся пары пропана и частично этана для компримирования, сжижения и смешения с легкими углеводородными газами с целью снижения температуры в верхней части колонны.

Неиспарившиеся углеводородные газы, состоящие в основном из бутанов отводятся через клапан 15.

Колонна для разделения газов низкотемпературной ректификацией имеет следующие преимущества.

Испарение смеси углеводородных газов с одновременным разделением на метан — этан и пропан — этан с последующим копримированием метан —,пропана, конденсацией и смешением с газами деэтанизации позволяет охладить исходный газ в испарителе до минус

60 С с затратами энергии на уровне пропанового холодильного цикла.

Испарение смеси углеводородных газов в системе холодильного цикла с одновременным разделением их позволяет получить низкие температуры без каскадного холодильното цикла.

Предполагаемая конструкция колонны пригодна для использования в качестве испарителя, При использовании рекомендуемой конструкции колонны в качестве деэтанизатора представляется возможным использовать тепло сжатых газов для деэтанизации и сократить расход энергии в этом узле.

Низкотемпературная ректификация природного и попутного газа позволяет получить смесь углеводородных газов при нормальных температурах и понизить концентрацию легких газов в нестабильном бензине. Затраты энергии в системе фракционирования сокращаются.

Предмет изобретения

Колонна для разделения газовых смесей, включающая корпус, внутри которого смонтированы ректификационные тарелки с вертикальными панелями и с диаметральным расположением секторов для перетока жидкости с тарелки на тарелку, и теплообменники из прямых труб, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода энергии на разделение, теплообменные трубы расположены параллельно ее оси по сечению секторов для перетока жидкости, а межтрубное простран.ство снабжено горизонтальными перегородками, соединенными с вертикальными панелями, с образованием щелей для слива жидкости из межтрубного пространства на тарелки.

435426

Составитепь В. Ивочкин

Техред А. Дроздова Корректор Л. Царькова

Редактор Г. Ивченкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3224 19 Изд. № 973 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5