Ректификационная лабораторная колонна

 

ОПИС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к а (22) Заявлено 18.03.75 (2 с присоединением за (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Б

Дата опубликования оп

М Кl г В OID 3/32

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий ДК 66.015.23.05 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. К. Мановян и Д. А. Хачатурова (71) Заявитель (54) РЕКТИФИКАЦИОННАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к конструкции опытных или лабораторных ректификационных колонн для фракционировки сложных смесей и может найти применение в нефтеперерабагывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.

Известна лабораторная ректификационная колонна непрерывного действия (1) для фракционировки бинарных или сложных смесей на два продукта — ректификат и остаток, состоящая из корпуса колонны с контактными и череливными устройствами, куба и устройств для конденсации и вывода продуктов ректификации и нагревателей. Однако в такой колонне нельзя получить более двух продуктов, а для каждого дополнительного продукта должна устанавливаться отдельная колонна, что значительно усложняет установку и особенно ее эксплуатацию и при этом не моделирует большинства имеющихся ректификационных колонн с отводом нескольких боковых продуктов (погонов), что делает несопоставимыми данные, полученные на опытной установке, с действительными.

Целью изобретения является разработка конструкции ректификационной лабораторной колонны для фракционировки в ней сложной смеси на несколько продуктов с отводом последних через стриппинг-секции сбоку колонны.

Для этого в предлагаемой колонне по высоте имеется одна или более стриппинг-секций в виде сосуда кольцевого сечения, расположенного вокруг корпуса колонны и имеющего в кольцевом сечении слой насадки, выше которого на внутренней стенке сосуда расположено устройство для распределения потока жидкости в стриппинг-секцию и ннжележащу о часть колонны, а ниже слоя насадки — устрой10 ства для стабилизации уровня жидкости и вывода ее из стриппинг-секции, а также для подвода тепла или ввода нагретого инертного газа.

На фиг. 1 схематически изображена ректи15 фикационная лабораторная колонна с конденсационной толовкой, стриппинг-секцией и кубом; на фиг. 2 — устройство стриппинг-секции и прилегаютцих к ней частей колонны.

В корпусе колонны 1 расположены контакт20 ные устройства 2, которые преимущественно выполнены в виде колпачковых тарелок. Контактные устройства 2 укреплены внутри вставок 3, прикрепленных нижним краем к корпусу колонны 1, верхний край которых служит

25 переливной планкой и находится выше плоскости контактного устройства 2 настолько, чтобы обеспечивался определенный запас жидкости на последнем.

Пространство между вставкой 3 и корпусом

30 колонны. 1 является сборником флегмы, в

559715

Внизу к устройству для стабилизации уровня жидкости прикреплен патрубок 17 для вывода бокового продукта. Под слоем насадки 4

13 имеется также устройство 18 для ввода инертното нагретого газа (пара), а снаружи на внешней стенке 6 стриппинга, на высоте не более высоты стенки 15, имеется нагреватель

19 для подвода тепла к жидкости, находящей- 5 ся в низу стриппинг-секции.

Для ввода сырья колонна имеет патрубок

20. Внизу колонна соединена с кубом 21, полость которого гидрозатворным устройством

22 разделена на две камеры, во внутренней 5 имеется устройство 23 для ввода инертного таза (пара), а во внешней — стабилизатор уровня 24, аналогичный описанному выше в стриппинге, с патрубком 25 для вывода остаточного продукта. 60

Сверху колонна соединена с конденсационной головкой, имеющей конденсатор 26, сборник 27 конденсатора, холодильники 28,,сепаратор 29 воды от ректификата регулирующие устройства для отвода ректификата 30 и воды 65 нижней точке которого имеется устройство

4 для перелива флегмы на нижележащее контактное устройство, имеющее на конце стакан 5, создающий гидрозатвор. Корпус стриппинг-секции представляет собой сосуд кольцевого сечения и имеет две стенки: внешнюю б и внутреннюю 7, причем последняя меньше по высоте, а внизу они соединены между собой. Внешняя стенка 6 прикреплена к корпусу колонны 1 сверху и снизу. Внутренняя стенка 7 имеет у верхней кромки контактное устройство 2 и снаружи — устройство 8, для распределения жидкости, прикрепленное к стенке 7 ниже контактного устройства 2, и верхний конец которой поднят выше торца стенки 7, образуя зазор с корпусом колонны 1, у которого укреплена внешняя .стенка стриппинга б. Устройство 8 выполнено в виде сосуда кольцевого сечения вокруг стенки 7 и имеет два отверстия, верхнее из которых соединено с устройством для перелива жидкости на нижележащее контактное устройство колонны, а нижнее 9 снабжено регулятором проходного сечения 10, проходящим через патрубок 11, расположенный на внешней стенке 6 стриппинг-секции. Ниже устройства 8 к стенке 7 прикреплена распределительная тарелка 12 с отверстиями, ниже которой в кольцевом пространстве стриппингсекции между стенками 6 и 7 расположена насадка 13. Ниже слоя насадки 13 в кольцевом пространстве стриппинг-секции имеется устройство для стабилизации уровня жидкости и вывода ее из стриппинг-секции, которое выполнено в виде сосуда кольцевого сечения, вокруг внутренней стенки 7 стриппинг-секции и стенки 14 и 15 которого соединены между собой внизу. Стенка 15 ниже стенки 14 по высоте, а последняя своим верхом прикреплена к стенке 7 стриппинг-секции и имеет уровнительную трубку 16, выравнивающую давления внутри под стенкой 7 и в низу стриппинг-секции.

31, а также капиллярпый расходомер 32 орошения.

Для измерения температур в соответствующих точках колонна, стриппинг, куб и головка имеют карманы для термопар. Снаружи колонна имеет теплоизоляцию 33.

Ректификационная лабораторная колонна работает следующим образом.

Нагретое сырье по патрубку 20 входит в ко10 лонну 1,,где паровая фаза его отделяется от жидкой. Последняя, стекая по контактным устройствам 2, расположенным ниже патрубка 20, освобождается от целевых легких фракций и попадает в куб 21, из которого навстре15 чу жидкой фазе поднимается поток водяного пара, вводимого через устройство 23, и отогнанных от жидкой фазы углеводородных паров. Пройдя через гидрозатвор 22 и стабилизатор уровня 24, жидкий остаток ректифика20 ции по патрубку 25 отводится из колонны в холодильник и приемное устройство. Паровая фаза сырья поднимается вверх по колонне 1, где навстречу ей по контактным устройствам 2 стекает поток жидкого орошения, вводимый

25 из сепаратора 29 через расходомер 32. После контактного устройства 2, расположенного у верхнего края внутренней стенки 7 стриппинга, жидкость попадает в устройство 8 для распределения, поток делится на две части, З0 одна из которых через отверстие 9, открытие которого устанавливается регулятором проходного сечения 10, стекает в стриппинг-секцию, а избыток по:переливному устройству 4, устье которого выше отверстия 9, стекает в

35 часть колонны, расположенную ниже стриппинг-секции, являясь ее орошением. Жидкость, выходящая через отверстие 9, попадает на распределительную тарелку 12 с отверстиями, с помощью которой распределяется по

40 всему кольцевому сечению стриппинг-секции и попадает на насадку 13, где контактирует с потоком пара, образованным либо за счет подвода тепла через нагреватель 19, либо за счет ввода нагретого инертного таза (пара) через

5 устройство 18. Лишенная легкокипящих компонентов жидкость собирается в низу стриппинг-секции, огибает снизу стенки 14 и 15 устройства для стабилизации уровня и попадает изнутри в пространство между этими стенка0 ми, откуда по патрубку 17 выводится как готовый боковой продукт (через холодильник в приемник). Давления в стриппинге и во внутренней полости устройства для стабилизации уровня выравниваются за счет наличия урав5 нительной трубки 16, поэтому уровень жидкости в стриппинге стабильно поддерживается равным высоте стенки 15. Пары из стриппинга, выйдя из насадки 13, входят в расположенную выше часть колонны 1 через пространство, образованное торцами устройства

8 для распределения жидкости и колонны 1.

Пройдя вверх по колонне, пары конденсируются в конденсаторе 26, и конденсат сооирается в сборнике 27, где расслаивается от воды (если в качестве инертного пара через уст.

559715 ройства 18 и 23 вводится водяной пар). Оба слоя проходят холодилb!!èêè 28, попадают в сепаратор 29, откуда с помощью регулируемого устройства 30 выводится ректификат, а снизу через устройство 31 — вода.

Избыток ректификата из сепаратора 29 через капиллярный расходомер 32 орошения возвращается в колонну.

В колонне с одним стриппингом могут быть получены три продукта ректификации, с двумя стриппингами — четыре продукта и т. д.

Формула изобретения

1. Ректификационная лабораторная колонна, состоящая из корпуса с контактными и переливными устройствами, куба, устройств для конденсации и вывода продуктов ректификации и нагревателей, отличающаяся тем, что, с целью получения в одной колонне трех и более продуктов ректификации и повышения при этом надежности работы, колонна снабжена по высоте одной или более стриппингсекциями в виде сосуда кольцевого сечения, расположенного вокруг корпуса и имеющего в кольцевом сечении слой насадки, выше которого на внутренней стенке сосуда расположено устройство для распределения жидкости в стриппинг-секцию и колонну, а ниже — устройства для стабилизации уровня жидкости и вывода ее из стриппинг-секции, а также для подвода тепла плп ввода нагретого инертного газа.

2. Ректификацпонная колонна по п. 1, отл и чаю щ а я ся тем, что устройство для распределения жидкости выполнено в виде емкости кольцевого сечения с двумя отверстиями, верхнее из KQTOpblx соединено с переливным устройством жидкости на нижележащее кон10 тактное устройство колонны, а нижнее снабжено регулятором проходного сечения для подачи жидкости на слой насадки.

3. Ректификационная колонна по п. 1, отл и ч а ю щ а я с я тем, что устройство для ста15 билизации уровня жидкости выполнено в виде сосуда кольцевого сечения с соединенными между собой снизу стенками и расположенного вокруг внутренней стенки стриппинг-секции, к которой прикреплено своим верхом, а коль20 цевое пространство соединено с устройством для вывода продукта пз стриппинг-секции.

4. Ректификационная колонна по п, 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что устройство для ввода инертного газа расположено между слоем

25 насадки и устройством для стабилизации уровня, а устройство для подвода тепла не выше устроиства для .стабилизации уровня.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе.

30 1. Крель Э. Техника лабораторной ректификации. 1960, с. 262 — 276.

Составитель Л. Медников

Текред О, Тюрина а

Редактор Т. Пилипенко

Корректор Н. Лук

Заказ 1452/8 Изд. № 487 Тираж 944 Подписпое

LIHHHHH Государственного 1

113035, Москва, 7К-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 г

22

1б

Я а 1 7