РЕКТИФИКАЦИОННАЯ КОЛОННА Российский патент 1995 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к ректификационным колоннам и может найти применение в нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и других смежных отраслях промышленности.

В настоящее время, в нефтяной, нефтегазоперерабатывающей промышленности известны тарельчатые ректификационные колонны [1]
Огромным недостатком известных колонн является сложность технологической конструкции.

Известна ректификационная колонна [2] которая содержит вертикальный корпус, в котором на равных расстояниях по длине установлены горизонтальные тарелки.

Недостатком известного технического решения является недостаточно высокая разделительная способность колонны, недостаточная гибкость, надежность в работе.

Предлагаемая ректификационная колонна устраняет недостатки известного технического решения. Колонна имеет высокую разделительную и производительную способность, достаточную надежность и гибкость в работе, низкие эксплуатационные расходы, небольшой вес, простоту и технологичность конструкции. Простота и технологичность конструкции обеспечивают легкость и удобство изготовления ректификационного аппарата, монтаж и демонтаж, ремонт и безопасность эксплуатации. Колонна отвечает требованиям государственных стандартов и Госгортехнадзора.

Существенным отличием предлагаемой ректификационной колонны является то, что вертикальный корпус колонны имеет малый диаметр 273-325 мм. Весь корпус монтируется из отдельных блоков и каждый блок содержит от трех до пяти клапанных тарелок. Причем клапанные тарелки смонтированы каскадно в гильзах, а пространство между стенкой колонны и гильзой заполняет буртик гильзы с сальниковой набивкой.

Блочность ректификационной колонны с соответствующим числом тарелок позволяет настраивать ректификационную колонну на переработку того или иного сырья нефти, газового конденсата, промышленных отходов ГСМ и выработку товарной продукции товарный бензин, осветительный керосин, дизельное топливо, котельно-печное топливо.

На фиг.1 представлена часть ректификационной колонны, по всей высоте которой размещены клапанные тарелки со сливом; на фиг.2 горизонтальный разрез A'-A' на фиг.1; на фиг.3 элемент (клапан) фиг.3; на фиг.4 то же, вид сбоку.

Ректификационная колонна содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, смонтированный из отдельных блоков, общая длина ректификационной колонны равна ≈ 12 м. В каждом блоке на равных расстояниях по длине установлены горизонтальные ректификационные тарелки. Эти тарелки смонтированы каскадно в гильзах, в результате чего между внутренней стенкой корпуса и гильзой образуется кольцевая щель, это пространство заполняет буртик гильзы с сольниковой набивкой. Каждая тарелка снабжена сливом, которая служит выходом для жидкости с данной тарелки и входом жидкости на следующую тарелку. Ректификационная колонна содержит патрубки для подачи и вывода из потоков жидкости пара. Каскадное расположение тарелок в гильзах обеспечивает легкость и удобство монтажа и демонтажа, ремонта и контроля колонны.

На фиг. 2 показан горизонтальный разрез А-А колонны на уровне тарелки. Клапанная тарелка 2 содержит полотно 3 с отверстиями 4, расположенными группами, над которыми установлены клапаны 5. Причем клапаны прикреплены к полотну тарелки лапками 6, отходящими от кромок пластин клапанов. Лапки клапанов проходят через прорези полотна тарелки и в конце загибаются в стороны в виде выступов. Клапаны могут совершать возвратно-поступательное движение в направлении, поперечном плоскости тарелки 7. Выступы ограничивают перемещение клапана вверх. Каждая тарелка снабжена сливом. Диаметр отверстия в полотне тарелки равен 9,5 мм, диаметр клапана равен 82 мм.

Предлагаемая конструкция тарелки соответствует высокой эффективности как при малых, так и при больших паровых нагрузках, т.е. характеризуется широким диапазоном эффективной работы.

Предлагаемая ректификационная колонна работает следующим образом.

Жидкость, поступающая на тарелку через слив ближайшей вышерасположенной тарелки, протекает вдоль полотна 3 тарелки в горизонтальном направлении вокруг отверстий 4 в тарелке в направлении слива этой тарелки.

Пар с нижележащей тарелки проходит через отверстия в полотне и поступает под клапаны. Под действием скоростного напора поднимается к клапанам и поднимает их, при этом заданному расходу пара соответствует определенная степень подъема клапанов. Пар, выходящий из отверстий тарелки барботирует через жидкость на полотне тарелки, образуя вспененный слой, где смешивается со свежей жидкостью, поступающей из слива ближайшей вышерасположенной тарелки и вместе с ней циркулирует. Оставшаяся часть жидкости движется в направлении к сливу, через который оттекает на нижерасположенную тарелку. Пар, из которого отделено большинство уносимой жидкости поднимается к вышерасположенной тарелке, где процесс повторяется.

Предложенный вариант работы колонны позволяет производить четкий раздел сырья на заданную товарную продукцию с повышенной глубиной отбора той или иной фракции в целом светлых нефтепродуктов. При переработке газового конденсата глубина отбора 100% светлых нефтепродуктов (табл.1, 2).

Блочность с соответствующими тарелками позволяет настраивать колонну и установку по переработке нефтяного сырья на переработку любой нефти, газового конденсата, промышленных отходов ГСМ. При переработке газового конденсата используется колонна с 16-ю тарелками, а при переработке нефти используется колонна с 155-ю тарелками.

Предлагаемая конструкция колонны дает возможность производить монтаж на любом месторождении, в зависимости от физико-химического состава данного сырья. При этом вырабатывается товарная продукция соответствующая требованиям ГОСТа.

Использование: в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других смежных отраслях промышленности. Цель: повышение разделительной способности. Сущность изобретения: корпус колонны монтируется из блоков, в которых расположены клапанные тарелки. Положительный эффект: ректификационная колонна, в зависимости от монтажа, позволяет перерабатывать нефть, газовый конденсат, промышленные отходы и перерабатывать товарный бензин, осветительный керосин, дизельное топливо, котельно-печное топливо. 4 ил. 2 табл.

РЕКТИФИКАЦИОННАЯ КОЛОННА, включающая вертикальный корпус с патрубками и тарелки, установленные на равных расстояниях по длине колонны, отличающаяся тем, что корпус колонны выполнен из блоков, а тарелки клапанными, причем тарелки смонтированы каскадно в гильзах, а гильзы снабжены буртиком с уплотнением.