Сложная ректификационная колонна

 

ОП ИСАНКЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советскик

Социалнстическин

Республик пи 929137 (61} Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 16. 07. 79 (2! ) 2797037/23-26 (51)М. Кл. с присоелинением заявки ¹

В 01Р У32

Государственный квинтет (23) Приоритет ао делам изобретений н еткрытнй

Опубликовано 23. 05. 82. Бюллетень № 19

{53) УДК 66.015 ° .23 05(088.8) Дата опубликования описания 23. 05. 82 (72) Авторы изобретения

А.A Кондратьев, А. В. Лазарев, Р и Т.Г. Умергалин т

Уфимский нефтяной институт" (7I ) Заявитель

1 (54) СЛОЖНАЯ РЕКТИФИКАЦИОННАЯ КОЛОННА

Изобретение относится к устройствам для ректификации многокомпонентных смесей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.

Известна сложная ректификационная колонна с отпарными (стрипинг) секциями, состоящая из основной колонны и отпарных секций, число которых на два меньше числа конечных продуктов разделения.

Основная колонна и отпарные секции выполнены из цилиндрического корпуса со штуцерами для ввода и вывода потоков и массообменных тарелок, укрепленных внутри корпуса.

Каждая отпарная секция соединена с основной колонной трубопроводами для перетока жидкости из основной колонны в отпарную и подачи паров с верха отпарной секции в основную колонну (11.

Недостатком такой сложной колонны является необходимость ввода тепла в низ основной колонны и каждой из отпарных секций.

Известна сложная ректификационная колонна с одним кипятильником и одним конденсатором для разделения смеси по принципу обратимого смешения потоков, в которой число секций для разделения й-компонентной смеси

tO равно n(n-1) и в каждой из двух секций, между которыми вводят исходную смесь, жидкость или пар из предыдущей колонны, ключевыми являются крайние по летучести компот% ненты. Такая сложная колонна конструктивно выполнена из многосекционных колонн, число которых на единицу меньше числа конечных проЮ дуктов разделения. Первая из этих колони выполнена из двух секций, каждая последующая колонна - с числом секций на две больше, чем предыдущая. Верхняя и нижняя части

929137

Цель изобретения - повышение надежности системы распределения потоков пара между отдельными многосекционными колоннами и облегчение эксплуатации за счет организации одно.направленного движения пара из кипятильника.

Поставленная цель достигается тем, что в колонне с одним кипятильником и одним конденсатором для разделения смеси по принципу обратимого смешения потоков, состоящей из нескольких многосекционных колонн, число которых на одну меньше числа продуктов разделения, и в первой из них штуцер для ввода исходной

56 смеси расположен между двумя ее ниж" ними секциями, конденсатор установлен вверху первой колонны, а кипятильник — внизу последней колонны, при этом первая колонна выполнена SS с числом секций, равным числу конечных продуктов разделения, во вто,рой и последующих колоннах число каждой предыдущей колонны связаны с последующей многосекционной колонной трубопроводами для пара и жидкости, промежуточные секции второй и последующей колонн соединены между собой трубопроводами для перетока промежуточных продуктов разделения.

Последняя многосекционная колонна снабжена штуцерами для вывода конечных продуктов разделения и соединения ее с кипятильником, а также конденсатором, расположенным в верху этой колонны и служащим для создания орошения во всех многосекционных колоннах. Таким образом,,характерным для этой сложной колонны является то,что B низ каждой многосекционной колонны, кроме последней, паровой поток поступает из последующей .колонны, и он возвращается обратно под ее верхнюю секцию (21.

Недостатком известной сложной ректификационной колонны является невозможность распределения паровых потоков между отдельными ее многосекционными колоннами из-за прямой и обратной связи их по паровой фазе и в связи с этим единых взаимосвязанных гидравлических условий работы.

При этом невозможно обеспечить простое и надежное поддержание необходимого гидравлического и теплового режимов работы сложной ректификационной колонны.

l6

26

36 секций составляет возрастающий ряд нечетных чисел.

C низа первой колонны в жидком виде выводят промежуточный продукт, включающий все компоненты исходной смеси, кроме наиболее летучего компонента, и вводят его между двумя нижними секциями второй колонны, с.низа которой промежуточный продукт, лишенный следующего летучего компонента по шкале летучести, подают в следующую многосекционную колонну и т.д. При таком последовательном разделении промежуточных продуктов в нижних двух секциях многосекционных колонн с отбором боковых погонов из этих колонн для последующего разделения их в следующих колоннах, ввод тепла вниз многосекционных колонн осуществляется паровыми потоками, отводимыми с верхней тарелки нижней секции следующей колонны. С. промежуточных тарелок укрепляющей секции первой колонны отводят боковые погоны и вводят на верх остальных многосекционных колонн, из которых отпарные пары возвращают соответственно на те тарелки, с которых отводят боковые погоны. Боковые погоны второй и последующей колонны проходят дальнейшее разделение в следующих колоннах, причем во всех смежных секциях ключевыми являются крайние по летучести компоненты.

Если числом компонентов в смеси больше четырех, то соответственно. число многосекционных колонн и число секций в первой колонне увеличиваются. Так, при ректификации пятикомпонентной смеси число секций в первой колонне увеличивается до пяти, Oàê как в первой колонне получают три боковых погона, которые проходят дальнейшую ректификацию в трех мно" госекционных колоннах, имеющих три, пять и семь секций, причем из второй колонны в третью вводят один боковой погон, из третьей колонны в четвертую — два. Таким образом, в четвертую колонну поступает боковой погон первой колонны, два боковых погона и остаток из третьей колонны, для окончательного разделения которых устанавливают семисекционную колонну, включающую верхнюю отпарную секцию и три пары секций для разделения трех различных бинарных смесей из третьей колонны.

929137

На фиг. изображена сложная ректификационная колонна для разделения смеси на четыре продукта; на фиг. 2 " то же, на пять продуктов °

Сложная ректификационная колонна ,для разделения. смеси.на четыре продукта (фиг.1) включает многосекционные колонны 1-3, снабженные штуцера- ми 4-10 для ввода и вывода продуктов и трубопроводами 11-19 для соединения смежных колонн по пару или жидкости.

Сложная ректификационная колонна . работает следующим образом.

Исходную смесь через штуцер 4 вводят в колонну 1, с верха которой через штуцер 5 вводят пары дистиллята и орошения в конденсатор. Жидкое орошение возвращают в колонну 1 через штуцер 6. Кипятильник сложной колонны установлен в низу колонны 3. Штуцер 7 служит для отвода остатка жидкости в кипятильник, штуцер 8 - для возвращения паров из кипятильника.

Конечные продукты разделения - боковые погоны - выводят из колонны 3 через штуцер 9 и 10. Из колонны 3 отводят два паровых потока. Один из них, отводимый между двумя нижними секциями колонны 3, по трубопроводу З0

l1 направляют в низ колонны 2 для создания в ней парового орошения, второй паровой поток с верха колонны по трубопроводу 12 направляет в колонну 1 между двумя ее верхними сек- З5 циями..Паровые потоки по трубопроводам 13 и 14 из колонны 2 вводят в колонну 1. Жидкость с низа колонны

1 по трубопроводу 15 подают в колонну 2 между двумя ее нижними секциями,40 жидкость с низа колонны 2 по трубо проводу 16 - в колонну 3 между двумя ее нижними секциями. Орошение в колонны 2 и 3 подают из колонны 1 по трубопроводам 17 и !8.Промежу- 45 точный продукт разделения колонны 2 отводят в колонну 3 по трубопроводу !9.

Аналогичным образом работает сложная колонна для разделения сме50 си на пять продуктов (фиг-.2) .

8заимное расположение отдельных секций, конденсатора и кипятильника сложной ректификационной колонны такое, что первая колонна, снабжен- . ная конденсатором, выполнена с числом секций, равным числу конечных продуктов разделения, во второй и последующих колоннах число установленных в них секций составляет возрастающий ряд нечетных чисел, и, кроме того, первая колонна соединена с верхней частью других многосекционных колонн трубопроводами для пара и жидкости, и по трубопроводу для пара с верха каждой многосекционной колонны паровой поток направляют в первую колонну, откуда с тарелок, под которые вводят пар, отводят жидкость и по другому трубопроводу подают наверх многосекционных колонн в качестве орошения,обеспечивают однонаправленное движение паров из многосекционных колонн в первую колонну и в низ. предыдущей колонны для создания в ней парового орошения, т.е. паровой поток не возвращают обратно в ту колонну, откуда он был направлен в предыдущую колонну. Это. позволяет повысить надежность системы распределения потоков пара между отдельными многосек-, ционными колоннами с помощью существующих регулирующих устройств и тем самым обеспечить эксплуатацию сложной ректификационной колонны для разделения смеси по принципу- обратимого смешения потоков.

Формула изобретения

Сложная ректификационная колонна с одним кипятильником и одним конденсатором для разделения смеси по принципу обратимого смешения потоков, состоящая из нескольких много. секциОнных колонн, число которых на одну меньше числа продуктов разделения, и в первой из них штуцер для ввода исходной смеси расположен между двумя ее нижними секциями, о тличающа яся тем, что, с целью повышения надежности системы распределения потоков пара между отдельными многосекционными колоннами и облегчения ее эксплуатации путем организации однонаправленного движения паров иэ кипятильника колонны к конденсатору, конденсатор установлен вверху первой колонны, а кипятильник — внизу последней колонны, при этом первая колонна выполнена с числом секций, равным числу конечных продуктов разделения, во второй и последующих колоннах число секций составляет возрастающий. ряд нечетных чисел, аказ ираж 733 Подписное

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справоч929137 8 ник. Под ред. Судакова Е.Н., M., "Химия", 1979, с. 227.

2. Платонов В.М., Берто В.Г.

Разделение многокомпонентных смесей.

s М., "Химия", 1965, с. 183, 262.