Способ разделения смеси ректификацией

 

О П И С A Н И Е (,)837349

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскки

Сецкалистическмк

Республик (6l) Дополнительное к авт.свид-ву (22) Заявлено 24.09.79 (21) 2819424/23-26 (54)M. Кл.

B 01D 3/00

В 010 3/32 с присоединением заявки J%

Геаударстввииый комитет

СССР (23) Нриоритет (53) УЛK 66.015.. 23 (088.8 ) Опубликовано 15.06.81. Бюллетень Лю 22

Дата опубликования описания 15,06.81

IIo делам изабретеиий и атирытий

А. А. Кондратьев, H. М. Дюрик, А. B. Ла и Т. Г. Умергапин (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ PEKTHCHKAIlHEA

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при ректификапии многокомпонентных и сложных смесей в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и пищевой промышленности.

Известен способ разделения смеси на три продукта в технологическом комплексе, состоящем из трех двухсекпионных ректификапионных колонн, в первой из которых ключевыми принимают крайние по петО тучести компоненты, и промежуточный по летучести компонент получают в виде остатка второй и дистиллята третьей колонн

При этом каждая из трех колонн комплекIS са снабжена кипятильником дпя ввода теппа и конденсатором дпя отвода теппа орошения 11.

Известен также способ разделения смеси на несколько продуктов в трех двухсек иионных колоннах с использованиемособенностей обратимой ректификапии, Способ вкпючает ввод исходного сырья в основную колонну, ввод и отвод промежуточных продуктов разделения в жидкой и паровой фазах, ввоп и отвод теппа. В этом способе в первой колонне ключевыми принимают крайние по петучести компоненты, и промежуточный по . петучести компонент попучают в виде остатка второй и дистиппята третьей колонн. В первой копонне такого комплекса кипятильник и конденсатор не устанавливают. Паровое орошение в ней создают паровым потоком, отводимым с питатепьной секпии третьей колонны, а жидкостное орошение — жидкостью с нижней тарелки укреппяющей секции второй колонны (2).

Недостатком данного способа раздепения смеси на три продукта является повышенный расход энергетических затрат на подвод и отвод тепла в технопогическом комплексе и необходимость иметь и кипятильник и конденсатор во второй и третьей копоннах. цепь изобретения — уменьшение энергетических затрат за счет искпючения

3 8373 кипятильника второй и конденсатора третьей колонны.

Указанная цель достигается тем, что жидкую фазу выводят с низа второй колон. ны и подают на орошение верха третьей

5 колонны и выводят часть продукта в качестве дистилпята третьей колонны, а паровую фазу выводят с верха третьей колонны, вводят в низ второй колонны, и выводят часть продукта в качестве остатка 10 второй колонны.

На чертеже представлена технологическая схема, в которой реализован предлагаемый способ разделения смеси на три продукта. Комплекс состоит из трех двухсекционных колонн 1 3 и включает один кипятильник 4 и один конденсатор 5.

Верх колонны 3 соединен с низом колонны 2 трубопроводами 6 и 7 дпя жидкой и паровой фаз соответственно. Верх первой колонны соединен аналогичными трубопроводами 8 и 9 с питательной зоной второй колонны, а низ ее трубопроводами

10 и 11 с питательной зоной третьей колонны. 25

Способ раздепения смеси на три продукта осуществляется следующим образом.

Исходную смесь вводят в первую колонну 1, с верха которой паровую фазу, содержащую низкокипящие компоненты и компоненты с промежуточной петучестью, по трубопроводу 9 подают в питательную. зону колонны 2. Колонну 1 орошают жидкой фазой, отводимой с нижней тарелки укрепляющей секции колонны 2 и подавае35 мой по трубопроводу 8 на верхнюю ее тарелку. Остаток колонны 1, содержащий высококипящие компоненты и компоненты с промежуточной летучестью, по трубопроводу 10 IIoliBK)T в питательную зону ко- 40 понны 3. Паровое орошение в колонне 1 создают потоком паровой фазы, отводимой с питательной секции колонны 3 и вводимой в низ колонны 1 по трубопроводу 11.

Тепло, вводимое через кипятильник 4, спу-45 жит также дпя создания парового орошения в колонне 2, которое из колонны 3 в копонну 2 подают по.трубопроводу 7. Колонну 3 орошают жидкой фазой, отводимой с низа колонны 2 и подаваемой на верх колонны 3 по трубопроводу 6. Жидкостное орошение во всех трех колоннах сждают отводом тепла в конденсаторе 5 копонны 2, с верха которой получают наибо пее летучий продукт разделения D., Наименее летучим продуктом раздепения является остаток колонны 3, промежуточным по летучести продуктом Б — остаток колонны 2 и дистиппят колонны 3.

49 ф

В отпичие от известного, в предлагаемом способе разделения смеси на три продукта жидкостью с низа колонны 2 орошают колонну 3, с верха которой паровую фазу вводят в низ копонны 2. Это исключает применение кипятильника колонны 2 и конденсатора колонны 3. Использование тепла паров колонны 3 дпя создания парового орошения в колонне 2 сокращает энергетические затраты на раздепение смеси.

Пример 1. На ЭВМ рассчитываются два режима разделения трехкомпонентной смеси. Первый режим соответствует предлагаемому способу (схема соединения колонны по этому способу приведена на чертеже), второй режим — известному способу, а именно, в отпичие от предлагаемого способа, отсутствуют трубопроводы 6 и 7, и низ колонны 2 снабжен кипятильником, верх колонны 3 — конденсатором.

Р аз де пяе тся трех компонентная смесь содержащая 35% бензола, 557 топуопа, 10 масс. 4 о-ксипопа. Копичество теоре-, тических тарелок в колоннах следующее: в колонне 1-14, в колонне 2-20, ".в колонне 3-20, Сырьевые смеси вводятся в середину каждой копонны. Равнение вверху копонны 1-1,5 ата, внизу копонны 32,0 ата. Сырье поступает на разделение с температурой 118ОС (для паров 0,51)..

Отбор продуктов разделения соответст— вует потенциальному содержанию соответствующего компонента. При этом отбор топуола — продукта Б производится в ви- де остатка колонны 2 и дистилпята колонны 3

Режим разделения по предлагаемому способу следующий.

Величина теплоподвода в кипятильник

4 составляет 12700 ккап, тепло, отводимое для создания орошения на верху колонны 2, равно 11910 ккап. Количество паров, отводимых с питательной секции колонны 3 и направляемых по трубопроводу 11 в низ колонны 1, составляет 64кг, количество жидкости, отводимой с нижней тарелки укрепляющей секции колонны 2 и подаваемой по трубопроводу 8 на верх колонны 1, равно 50 кг. Отбор топуопа с низа колонны 2 - 28,7 кг, с верха копонны 3 - 26,3 кг. Здесь и ниже все параметры по теплу и потокам приведены на

100 кг исходной смеси.

Во втором режиме приняты величины теплоотвода через конденсатор 5 и отбор топуола такие же, что в первом режиме.

При этом тепло, отводимое в конденсато5 837349 6 ре колонны 3 дня создания орошения сос- в жидком состоянии, копичество его 55 кг. тавпяет 3960 ккап, а теплопровод через Составы продуктов разделения даны в кипятипьник колонны 2 — 6000 ккал, че- табл. 2. рез кипятильник колонны 3 — 10800 ккал. В этом примере по сравнению с известРеэультаты расчетов по составам полу- ным расход тепла, вводимого через кипя5 чаемых продуктов представлены в табп. 1, тильник, сокрашен на 36,0%, расход тепКак видно из резупьтатов расчета в ла, отводимого дпя создания орошения— предлагаемом способе качество продуктов на 25,0%. разделения не хуже, чем в известном Пример 3. Отбор топуопа произспособе, хотя при этом по сравнению с >о водится топько в виде дистиллята колонизвестным расход- тепла, вводимого через ны 3 в парообразном состоянии, копичесткипятипьник, сокрашен на 24,4%, расход во его 55 кг. тепла, отводимого для создания орошения- B примере 3 по сравнению с известна 25,0%. ным расход тепла через кипятильник соПример 2. Отбор топуопа произ- 15 рашен на 11,3%, расход телла на соэводится топько в виде остатка колонны 2 дание орошения - на 25,0%.

Габиииа 1

Содержание по способам

Компоненты известный пред

0,58 О, 00 98,52

99,24

0,76

0,00

0,00

0,95

Бензоп

1,67

99,24 1,44

0,18 98,56

1,48

98,84

Топуоп

0,2 1 98,33

0,00

0-кси пол

Таблица 2

Содержание по примерам

98э98 Оэ49 ОэОО 98э90 Оэ72 O 00

Бенэоп

Толу оп

1,10 99,22 0,80. 1,32

1,02 99,34

0,00 0,16

98э68 Оэ 00

0,06 99,20 с

О-кси поп

Форму па изобретения

Способ разделения смеси ректифика45 цией на несколько продуктов с использованием основной колонны и двух дополнитепьных, включаюший ввод исходного сырья в основную колонну, ввод и отвод промежуточных продуктов разделения в жидso кой и паровой фазах, ввод и отвод тепла, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью уменьшения энергетических затрат as счет искпючения кипятильника второй и конденсатора третьей копонны, жидкую фа55 зу выводят с низа второй колонны и подают на орошение верха третьей копонны и выводят часть продукта в качестве пистиплята третьей колонны, а паровую фазу выводят с верха третьей копонны, вводят в низ второй колонны, и выводят часть продукта в качестве остатка второй колонны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Платонов В. М., Берго Б. Г. Разделение многокомпонентных смесей. М., Хи . мия, 1965, с. 263 °

2. Жаров В. Т., Серафимов Л. А. Физико-химические основы дистиппяции и рек-. тификации. Лаэ Химия, 1975, с. 223 (прототип) .

837349

Состави,тель А, Сондор

Редактор О. Персиянцева Техред А. Савка Корректор Л. Иван

Заказ 4231/7 Тираж 706 Подл исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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