Способ предварительной дистилляции мисцеллы и установка для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()958482

Союз Советскик

Соцналнстическня Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24. 11. 80 (2! ) 3243428/28-13 (51) М. Кп.з

С ll В 1/10 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1509.82. Бюллетень ¹ 34 г

Дата опубликования описания 15.09.82

{53) УДК 665.1.09 (088. 8) (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ

МИСЦЕЛЛЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к масло-жировой промьпаленности и предназначено для использования в маслоэкстракционном производстве при дистилляции масляных мисцелл.

Известен способ дистнлляции мис целлы, заключающийся в подогреве ее и обработке греющим паром в две ступени, на первой из которых процесс ведут при избыточном давлении с использованием на второй ступени, тепла соковых паров растворителя (1).

Однако данный способ не предусматривает рециркуляции мисцеллы, что обуславливает низкое значение коэффициента твплопередачи. Поэтому для ведения процесса используют греющий пар с повышенными технологическими параметрами, давлением 2,5-3 кГс/см (245,25-294,3 кПа)..

Уровень мисцеллы в сепараторах регулируют вручную, что, усложняет способ.

Целью изобретения является упрощение способа путем обеспечения саморегулирования уровня мисцеллы, а также снижение энергетических затрат.

Эта цель достигается тем, что согласно способу предварительной дистилляцин мисцеллы, заключающемуся в подогревв ее и обработке греющим паром в две ступени, на первой из которых процесс ведут при избыточном давлении, с использованием на второй ступени тепла соковых паров растворителя, на первую ступень греющей пар подают Лод давлением 68,7-98,1 кПа при

120-200 С,а соковые пары со второй ступени используют для подогрева исходной мисцеллы при этом на обеих ступенях. осуществляют рециркуляцию мисцеллы.

Параметры греющего пара — температура 180-200 С обеспечивает оптимальный процесс дистилляции при избыточном давлении паров растворителя на первой ступени и относительно низкого давления греющего пара.

Как правило, в экстракционных цехах применяют -греющий пар именно таких температурных параметров.

Более высокая температура ограни- чивается нормами техники безопасности.

Меньшие температурные параметры пара не позволяют поддерживать процесс дистилляции на первой ступени при соблюдении избыточного давления .паров бензина и дальнейшего использования соковых паров бензина с

958482

h избыточным давлением для процесса дистилляции на второй ступени при атмосферном давлении паров бензина.

Если не соблюдены температурные параметры греющего пара, то по ступеням не создается температурный 5 напор, что не позволяет поддерживать процесс дистилляции.

Существующая дистилляционная установка Олье (1) не пригодна для осуществления предложенного способа по вышеприведенным причинам.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для предварительной дистилляции мисцеллы, содержащая теплообменник-экономайэер и цилиндри-15 ческие сепара"оры первой и второй сту. пеней, снабженные подводящим и отводящим патрубками и сообщенные посредством верхних и нижних циркуляцион- ных труб (2). 20

В этой установке осуществляется рециркуляция мисцеллы, но так как ус.. тановка работает под атмосферным давлением паров растворителя, то соковые пары только от первой ступени час 5 тично используют для подогрева исходной мисцеллы, а греющий .пар подают как на первую, так и на вторую ступени дистилляции. Тепло соковых паров первой ступени утилизируется незначительно, а второй — совсем HB утилизируется.

Д3 я передачи мисцеллы по ступеням используют насосы, а уровень мисцеллы в сепараторах также регулируют вручную.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение энергетических затрат.

11оставленная цель достигается тем, что в установке для предварительной 40 дистилляции мисцеллы, содержащей теплообменник-экономайзер и цилиндрические сепараторы первой и второй ступеней, снабженные подводящим и отводящим патрубками и сообщенные посредст-45 вом верхних и нижних циркуляционных труб, отводящий патрубок для соковых паров сепаратора первой ступени соединен трубопроводом с межтрубным пространством сепаратора второй ступени, а отводящий патрубок для соко-, вых паров сепаратора второй ступени с теплообменником-экономайзером, при этом отводящий патрубок для упаренной мисцеллы каждого сепаратора расположен под входом верхней циркуляционной трубы по касательной к его корпусу, под углом 25-30 к образующей цилиндра и смещен по окружности в сторону, противоположную направлению движения струи мисцеллы на расстояние, равное диаметру верхней циркуляционной трубы.

На чертеже изображена установка для предварительной дистилляции мисцеллы, общий вид. б5

Установка включает теплообменник экономайзер 1, испаритель 2 первой ступени, соединенный посредствой верхней циркуляционной трубы 3 с сепаратором 4, имеющим нижнюю. циркуляционную трубу 5 и отводящий патрубок б, поплавковый отводчик 7 мисцеллы, испаритель 8 второй ступени, соединенный верхней циркуляционной трубой

9 с сепаратором 10 второй ступени, имеющим нижнюю циркуляционную трубу

11 и отводящий патрубок 12, поплавковый отводчик мисцеллы 13, конденсатоотводчик 14 бензина, сепаратор

15 конденсата бензина и конденсаторы lб и 17.

Сепаратор первой ступени рассчитан на.работу под избыточным давлением паров растворителя и имеет сферическое днище и крышку.

Диаметры отводящих патрубков выбраны в соответствии с количеством передаваемой упаренной мисцеллы по ступеням и обеспечивают свободный отвод с мисцеллы. Установка отводящих патрубков на 50-100 мм ниже верхних циркуляционных труб обеспечивает поддержание максимального уровня мисцеллы в сепараторе, что позволяет интенсифицировать рециркуляцию, т.е. улучшить отгонку бензина из мисцеллы и повысить коэффициент использования тепла.

Смещение выхода отводящих патрубков на диаметр верхней циркуляционной трубы в сторону, противоположную движению струи мисцеллы, сделано для того, чтобы при выходе мисцеллы из верхней циркуляционной трубы в сепа-. ратор она не могла сразу же попасть в отводящий патрубок, т.е. в него может попасть только упаренная мисцелла по достижении ею соответствующего уровня.

Смещение отводящих патрубков по окружности на диаметр верхней циркуляционной трубы в сторону, противоположную движению струи мисцеллы,вызвано тем,что при поступлении мисцеллы по касательной в сепаратор она движется по спирали сепаратора до образовавшегося уровня,а поэтому никак не сможет сразу же попасть в отводящий патрубок,так как спираль движения мисцеллы за счет действия силы тяжести находится значительно ниже ее уровня.

В то же время за счет расположения отводящего патрубка по касательной к цилиндру корпуса сепаратора и против движения струи мисцеллы, патрубок лучше заполняется вращающейся мисцеллой.

Установка патрубков под углом

25-30 к образующей цилиндра корпуса сепаратора делается для того, чтобы в верхней части не образовалась паровая подушка, препятствующая движению мисцеллы по отводящей трубе.

958482

При уменьшении данного угла отвод мисцеллы ухудшается, так как возможны завихрения на входе в патрубки.

При уз зличении же угла возможно образование паровых подушек.

При этом отпадает необходимость в установке насосов для передачи мисцеллы с первой ступени на вторую и со второй не третью, а за счет наличия перепад давления по ступеням осуществляется процесс саморегулирования оптимального уровня мисцеллы по ступеням.

Избыточное давление бензина на первой ступени позволяет использовать их для работы второй ступени дистилляции, соковые пары второй ступени— для подогрева исходной мисцеллы.

Кроме того, избыточное давление паров бензина первой ступени исполь- 20 эуют для подогрева бензина, подаваемого на экстракцию, а также для подачи в нижнюю часть загрузочной колонны экстрактора для интенсификации процесса экстракции. (Так как в нас- 75 тоящее время для наращивания мощности экстракторов НД-1250 используют вмес-. то загрузочной колонны конструкцию экстракционной колонны Олье, а в технологической схеме НД-1250 нет избы- 3() точных паров бензина, то на заводах вынуждены создавать специальные уст. ройства для получения избыточного давления паров бензина для подачи их в загрузочную колонну. В предложенной установке первая ступень дистилляции обеспечивает получение достаточного количества таких паров.

Таким образом, в предлагаемой установке осуществляют одновременно рециркуляцию мисцеллы и используют тепло соковых паров, т.е. достигается цель снижения энергетических затрат.

Кроме того, перепад давления по ступеням позволяет осуществить саморегулирование оптимального уровня мисцеллы по ступеням, за счет чего достигается и вторая цель — упрощение способа .дистилляции.

Пример 1. Исходную мисцеллу, 50 подогретую в теплообменнике — экономайзере 1 подают в нижнюю часть трубного пространства испарителя 2 первой ступени, где она подогревается греющим паром, подаваемым в меж- 55 трубное пространство, и интенсивно вскипает. Греющий пар име1 ет давление 68,7 кПа и температуру, 180 С. В испарителе мисцелла интенсивно вскипает и через верхнюю 66 цнркуляционную трубу 3 по касательной выбрасывается в сепаратор 4, освобождается от образовавшихся паров бензина н через нижнюю циркуляционную трубу 5 снова, смешиваясь с исходной ф мисцеллой, поступает в трубное прост ранство испарителя. По достижении в сепараторе уровня отводящего патруб ка 6 и за счет наличия разности давлений частично упаренная мисцелла самопроизвольно через поплавковые мисцеллоотводчики 7 поступает в нижнюю часть трубного пространства испарителя 8 второй ступени. Соковые пары бензина под избыточным давлением 215,8 кПа с температурой 105 С иэ сепаратора первой ступени поступают в межтрубное пространство испарителя 8 второй ступени . На второй ступени процесс дистилляции протекает при атмосферном давлении. Поступающая под избыточным давлением частично упаренная мисцелла, подогретая соковыми парами в испарителе второй ступени, интенсивно вскипает. Смесь паров бензина и мисцеллы через верхнюю циркуляционную трубу 9 по касательной выбрасывается в сепаратор 10.

В сепараторе мисцелла освобождается от паров бензина и по нижней циркуляционной трубе 11 вновь поступает в нижнюю часть трубного пространства ! испарителя 8, смешивается с мисцеллой поступающей из первой ступени. Температура мисцеллы в сепараторе второй ступени составляет 95 С. По мере накопления упаренной мисцеллы в сепараторе второй ступени 10 и достижения уровня отводящего патрубка 12 концентрированная мисцелла за счет разности давлений (атмосферного во второй ступени и вакуума в третьей ступени) через поплавковый отнодчик

13 поступает на третью ступень дистил. ляции. Выход конденсата паров бензина из межтрубного пространства испарителя 8 второй ступени регулируется конденсатоотводчиком 14 и направляется через сепаратор 15 на охлаждение и в обратный бейзобак. Отделившиеся пары бензина из сепаратора направляются на конденсатор 16.

Пример 2. Исходную мисцеллу подогревают и подают в трубное пространство испарителя первой ступени, где ее обрабатывают греющим паром, подаваемым в межтрубное пространство под давлением 98,1 кПа при 200 С.

Вскипевшая мисцелла через верхнюю циркуляционную трубу выбрасывается в сепаратор, где освобождается от образовавшихся паров бензина и через нижнюю циркуляционную трубу, снова смешиваясь с исходной мисцеллой, поступает н трубное пространство испарителя. По достижении в. сепараторе уровня отводящего патрубка частично упаренная мисцелла поступает в нижнюю часть трубного пространства испарителя второй ступени.

Соковые пары бензина под избыточным давлением 235,4 кПа с температу958482 рой 110 С из сепаратора первой ступени поступают в межтрубное пространство испарителя второй ступени, где процесс дистилляции протекает под атмосферным давлением. Поступающая под избыточным давлением мисцелла интенсивно вскипает. Смесь" паров бензина и мисцеллы через верхнюю циркуляционную трубу выбрасывается в сепаратор второй ступени, где освобождается от паров бензина и по нижней циркуляционной трубе вновь поступа ет в нижнюю часть трубного пространства испарителя, смешиваясь с мисцеллой, поступающей из первой ступени. Температура мисцеллы в сепараторе второй сту зни составляет 100 С.

По мере достижения мисцеллой уровня отводящего патрубка, концентрированная мисцелла за счет наличия разности давлений через поплавковый отводчик поступает на третью ступень дистилляции.

Использование изобретения позволяет максимально утилизировать тепло греющего пара и соковых паров бензина. Оно позволяет снизить технологические параметры греющего пара по сравнению с прототипом в 2,5-4,2 раза.

Давление греющего пара по прототипу составляет 2,5-3 кГс/см (245,25294,3 кПа), а по предлагаемому способч 0,7-1 кГс/cM (.68,7-98,1 кПа) .

Резко снижаются тепловые нагрузки на конденсаторы, т.е. расход охлаждающей воды.

Наличие перепада давления по ступеням обеспечивает осуществление саморегулирования оптимального уровня мисцеллы по ступеням. Кроме того, от падает необходимость в установке насосов для передачи мисцеллы по ступеням, с первой на вторую и со второй не третью. формула изобретения

1. Способ предварительной дистилляции мисцеллы, заключающийся в подогреве ее -и обработке .греющим паром в две ступени, на первой из которых процесс ведут при избыточном давлении с использованием на второй ступени тепла соковых паров растворите5 ля, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем обеспечения саморегулирования уровня мисцеллы, а также снижения энергетических затрат, на первую ступень греющий

l0 пар подают под давлением 68,798,1 кПа, при 120-200 С, а соковые пары со второй ступени используют для подогрева исходной мисцеллы, при этом на обоих ступенях осуществляют

15 рециркуляцию мисцеллы.

2. Установка для предварительной дистилляции мисцеллы, содержащая теплообменник-экономайзер и цилиндрические сепараторы первой и второй ступер() ней, снабженные подводящими и отводящими патрубками и сообщенные посредством верхних и нижних циркуляционных труб, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструк ции и снижения энергетических затрат, отводящий патрубок для соковых паров сепаратора первой ступени соединен трубопроводом с межтрубным пространством сепаратора второй ступени, а отводящий патрубок для соковых паров сепаратора второй ступени с теплооб-, менником-экономайзером, при этом отводящий патрубок для упаренной мисцеллы каждого сепаратора расположен под входом верхней циркуляционной трубы по касательной к его корпусу под углом 25-30 к образующей цилиндра и смещен по окружности в сторону, противоположную направлению движения струи мисцеллы на расстояние, равное

40 диаметру верхней циркуляционной трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экстракционная установка OJIbB и опыт ее эксплуатации, ЦНИИТИпищеп45 ром. М., 1962, с. 27-34.

2. Деревенко В.В. и др. Особенности работы предварительного дистиллятора типа ТДА-8. Масло-жировая промг.тленность, Р 6, 198, с. 40-41.

958482

Составитель H. Коровяковская

Редактор Н. Горват Техред A.A÷ Корректор Н. Король

l»

Заказ 6981/36 Тираж 424 Подписное

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