Массообменный аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик

< 1803947 (BI ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03.08.79 (21) 2805447/23.26 с присоединением заявки,% (28)Приоритет (51)M. Кл.

В 01 O 3/22

В 01 О 3/28

5Ъеударетавяный кенятвт

СССР ае делан яэабретеяяя я открытий

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 15 02.81 (53) УДК бб.015..23.05.(088.8) В. Г. Гореченков, Е. Н. Константинов, Ю. А. Арнаутов, P. E. Сусанов и С. В. Гладильщикова j,", (72) Авторы изобретения (!

Всесоюзный научно- исследовательский и проектный институт по переработке газа (7I) Заявитель (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к массообменным аппаратам колонного типа, используемым в нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности.

Известен массообменный аппарат с лровальными трубчато-решетчатыми тарелками, которые представляют собой ряд горизонтальных трубок, набранных в одной плоскости и образующих между собой щели. Трубчато-решетчатые тарелки обладают сравнительно большой производительностью как по жидкой, так и по газовой фазам. В связи с тем, что слив жидкости с тарелки происходит в те же щели, через которые, проходит газ (пар), имеет место неорганизованный слив жидкости с поверхности тарелки (11.

Недостатками такого массообменного аппарата являются узкий диапазон устойчивой и эффективной работы и сравнительно низкая эффективность разделения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является массообменный аппарат, оборудованный трубчато-решетчатыми тарелками с переливами. Эти тарелки составлены из трубок так, что между трубками остаются щели, через которые движется газ, барботнрукнций затем через слой жидкости на тарелке. Уровень жидкости на тарелке поддерживается перелнвным устройством. Прн нормальных нагрузках по газу жидкость через щели не протекает, так как она поддерживается снизу давлением газа. При низких нагрузках по газу давление газа не может удержать слой жидкости, соответствующий высоте перелива. При этом уровень жидкости устанавливается ниже перелива, и жидкость проходит через те же щели, через которые движется гаэ, т. е. тарелка работает в провальном режиме аналогично тарелкам провального типа. В случае

15 еще более низких нагрузок по газу на тарелке отсутствует слой жидкости и она выключается из работы. Массообменные аппараты, снабженные трубчато-решетчатыми тарелками с переливом обладают большим диапазоном устойчивой работы, чем массообменные аппараты с провальными трубчато-решетчатыми тарелками (2).

Возникновение градиента уровня жидкости приводит к байпасированию потоков, т. е. не3947

15 го

80 равномерному распределению газожидкостных потоков в поперечном сечении аппарата: большая часть газа движется через часть тарелки, прилегающую к переливному порогу, где уровень жидкости ниже, провал жидкости, в первую очередь, осуществляется у приемного кармана. Все это приводит к снижению эффек. тивности разделения. Из-за наличия замкнутой схемы слива жидкости с тарелки на тарелку образуется одна эона контакта взаимодействую. ших фаз только на поверхности тарелки, что также снижает эффективность разделения. Производительность тарелок по жидкости ограничена площадью переливного устройства.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения эа счет равномерного распределения потоков и образования второй зоны контакта фаз, увеличение производительности по жидкой фазе и расширение диапазона устойчивой работы. указанная цель достигается тем, что торцы трубок тарелки выполнены открытыми и сое-. дннены с приемным карманом, при этом нижI няя часть трубок тарелки имеет отверстии для жидкости. Трубки тарелки закреплены в нижней части сливных планок .

Равномерное распределение потоков взаимодействующих фаз в поперечном сечении аппа.рата, т. е. отсутствие градиента слоя жидкости на тарелке, достигается за счет того, по жидкость, поступающая с вышележащей тарелки на нижележащую, подается через перфорации< трубок вышележащей тарелки равномерно на всю рабочую поверхность нижележащей тарелки.

Вторая зона контакта фаз достигается за счет свободного слива жццкости с вышележащей тарелки на нижележащую и находится в верхней сепарацнонной части межтарельчатого расстояния.

На фиг. 1 представлен аппарат, общий вид; на фиг, 2 — то же, внд сверху.

Массообменньгй аппарат состоит из корпуса

1 с расположенными внутри него трубчато-реыетчатыми тарелками 2, трубки которых имеют отверстия 3 для равномерного слива жидкости ю нижележащую тарелку с образованием второй зоиы 4 контакта фаз. Трубки тарелки 2 образуют между собой щели 5 и закреплены своими открытыми торцами в нижней части переливиых пленок 6 приемных карманов 7, служащих переливными устройствами.

Аппарат работает следующим образом.

С верхней части аппарата равномерно на всю поверхность трубчато-решетчатой тарелки 2 поступает жидкость. Жидкость на поверхности тарелки контактирует с газом (паром), поступающим с нижней части аппарата через щели S на тарелках, и образует на поверхности тарелки газожидкостный слой, Вспененная жидкость с поверхности тарелки 2 переливается через перелнвную планку 6 в приемные карманы 7 и далее во внутритрубное пространство трубок тарелки 2, откуда через отверстия 3 в трубках сливается на нижележащую тарелку, где процесс повторяется. Так, тарелка работает при нормальных нагрузках по газу и жидкости

При низких нагрузках по газу, т. е. когда уровень жидкости устанавливается ниже переливных планок, тарелка работает в провальном режиме.

Равномерное распределение потоков взаимодействующих фаз в поперечном сечении аппарата, а также образование второй зоны контакта взаимодействующих фаэ, дает возможность увеличить эффективность разделения до 20%. Использование приемного кармана в качестве дополнительного переливного устройства увеличивает производительность тарелок по жидкой фазе в 2 раза, а по газу (пару) в 1,5 раза. Диапазон устойчивой работы тарелки увеличивается в 2 раза.

Формула изобретения

1. Массообменный аппарат, включающий корпус с расположенными внутри него трубчато-решетчатыми тарелками, снабженными переливными планками и приемнымн карманами,отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности разделения за счет равномвриого распределения потоков и образования второй эоны контакта, увеличения производительности по жидкой фазе и расширения диапазона устойчивой работы тарелки, торцы трубок тарелки выполнены открытыми и соединены с . приемным карманом, при этом нижняя часть трубок тарелки имеет отверстия для жидкости.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что трубки тарелки закреплены в нижней части сливных планок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 361557, кл. В 01 О 3/22, 1970.

2. Минуллин Н. Исследование усовершенствованных конструкций тарелок ректифнкационных колонн, Канд. дисс. М., ТИАП, 1975.

803947

Составитель А. Сондор

Техред M. Федорнак Корректор М. Коста

Редактор С. Лыжова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10743/4 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5