ДИСТИЛЛЯТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1995 года по МПК B01D3/00 

Изобретение относится к устройствам для очистки жидких органических и неорганических веществ от примесей путем их перегонки и может быть использовано на предприятиях химического, нефтехимического, нефтеперерабатывающего производства, особенно на предприятиях, использующих различные органические растворители.

Известен дистиллятор непрерывного действия, включающий вертикальный корпус с рубашкой, крышку, днище, патрубки входа исходной смеси, выхода дистиллята и кубового остатка, распределитель исходной смеси, испаритель с нагревательными элементами, расположенный внутри корпуса вдоль его вертикальной оси, заполненный насадкой и выполненный в виде сборки соосно установленных кольцевых сепараторов, соединенных друг с другом с помощью подвесок, прикрепленных к крышке, конденсатор [1]
Недостатком такого дистиллятора является сравнительно невысокая эффективность очистки жидкостей, что обусловлено уносом капель неиспарившейся жидкости паровым потоком в зону конденсации.

Цель изобретения повышение степени очистки жидкостей за счет снижения брызгоуноса.

Цель достигается тем, что дистиллятор непрерывного действия, включающий вертикальный корпус с рубашкой, крышку, днище, патрубки входа исходной смеси, выхода дистиллята и кубового остатка, распределитель исходной смеси, испаритель с нагревательными элементами, расположенный внутри корпуса вдоль его вертикальной оси, заполненный насадкой и выполненный в виде сборки соосно установленных кольцевых сепараторов, соединенных друг с другом с помощью подвесок, прикрепленных к крышке, причем каждый из кольцевых сепараторов состоит из двух рядов вертикальных двугранных равновеликих уголков, установленных на кольцевой пластине так, что уголки внутреннего ряда расположены ребрами в сторону вертикальной оси аппарата, а уголки внешнего ряда расположены ребрами наружу, причем каждый уголок установлен так, что линия, проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро любого уголка, делит его линейный угол на два равных угла, при этом уголки внешнего ряда сдвинуты по окружности так, что линия, проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро любого уголка внешнего ряда, делит на две равные части расстояние между ребрами соседних уголков внутреннего ряда, а диаметр окружности, проходящей через кромки обеих граней каждого уголка внешнего ряда, меньше диаметра окружности, проходящей через кромки обеих граней каждого уголка внутреннего ряда, при этом внутри первой (наружной сборки сепараторов испарителя) коаксиально установлена вторая (внутренняя сборка сепараторов аналогичной конструкции) с меньшим диаметром, слой насадки и нагревательные элементы расположены в кольцевом пространстве между внутренней и наружной сборками сепараторов, а внутри внутренней сборки сепараторов вдоль оси аппарата размещен конденсатор, под которым в нижней части аппарата установлен сборник дистиллята, снабженный переточной трубой для отвода жидкости к патрубку выхода дистиллята.

На фиг. 1 изображен дистиллятор непрерывного действия; на фиг. 2 то же, разрез горизонтальной плоскостью.

Дистиллятор включает вертикальный корпус 1 с рубашкой 2, имеющей патрубки 3 для входа и 4 для выхода хладагента. Дистиллятор снабжен также патрубком 5 входа исходной смеси, патрубком 6 выхода дистиллята, патрубком 7 выхода кубового остатка и фланцем 8, предназначенным для герметичного соединения корпуса 1 с крышкой 9. Патрубок 6 выхода дистиллята установлен на днище 10, приваренном к нижней кромке корпуса 1. Патрубок 7 выхода кубового остатка соединен с конической воронкой 11, предназначенной для сбора кубового остатка, вытекающего из нижней части слоя насадки 12. Патрубок 5 исходной смеси соединен с распределителем 13 исходной смеси, имеющим кольцевую форму. Испаритель 14 состоит из наружной 15, внутренней 16 сборок сепараторов, слоя насадки 12, нагревательных элементов 17, дренажной решетки 18 и цилиндрических экранов 19 и 20. Кольцевые сепараторы из сборок 15 и 16 соединены разборно между собой и крышкой 9 с помощью 6-8 подвесок 21. Каждый кольцевой сепаратор из сборок 15 и 16 состоит из внутреннего 22, 23 и внешнего 24, 25 рядов вертикальных уголков и кольцевых пластин 26 и 27 (фиг. 2). Внутри внутренней сборки 16 кольцевых сепараторов находится конденсатор, например, в виде набора U-образных трубок 28, концы которых выведены наружу через крышку 9 аппарата. При этом входные концы трубок 28 соединены с распределителем 29 хладагента и патрубком 30 для входа хладагента в конденсатор, а выходные концы трубок 28 соединены с коллектором 31 и патрубком 32 для выхода хладагента из конденсатора. Под трубками 28 конденсатора установлен сборник 33 дистиллята, снабженный переточной трубой 34 для отвода жидкости к патрубку 6 выхода дистиллята.

Дистиллятор работает следующим образом.

Нагревательные элементы 17 передают тепловую энергию слою насадки 12 и нагревают его до температуры выше температуры кипения разделяемой смеси (очищаемой жидкости). Хладагент поступает через патрубок 3 в рубашку 2 и через патрубок 30 в трубки 28 конденсатора. Использованный нагретый хладагент выходит из рубашки 2 через патрубок 4, а из трубок конденсатора через коллектор 31 и патрубок 32. Исходная разделяемая смесь (очищаемая жидкость) поступает в аппарат через патрубок 5 и с помощью кольцевого распределителя 13 равномерно орошает насадку 12. Стекая вниз по насадке 12 и получая от нее тепловую энергию, жидкость испаряется. При этом легколетучие ее компоненты концентрируются в паровой фазе, в труднолетучие в жидкой. Неиспарившаяся часть разделяемой смеси (кубовый остаток) покидает слой насадки 12 через дренажную решетку 18, стекает по конической воронке 11 к патрубку 7 и через этот патрубок удаляется из аппарата. Часть потока пара из объема насадки 12 проходит через наружную сборку 15 кольцевых сепараторов, где происходит очистка пара от капель неиспарившейся жидкости вследствие многократного изменения направления потока в пространстве между уголками 22 и 24, к внутренней поверхности корпуса 1, охлаждаемой хладагентом, который протекает через рубашку 2. На внутренней поверхности корпуса 1 происходит конденсация пара, а образующийся дистиллят стекает вниз и через патрубок 6 удаляется из аппарата. Другая часть потока пара из объема насадки 12 проходит через внутреннюю сборку 16 кольцевых сепараторов, где происходит аналогичная очистка пара от капель неиспарившейся жидкости на рядах 23 и 25 уголков, к патрубкам 28 конденсатора, на поверхности которых происходит конденсация пара. Образующийся дистиллят стекает вниз в сборник 33 дистиллята, а затем по переточной трубе 34 попадает в днище 10 аппарата, объединяется с дистиллятом, обpазовавшимся на внутренней поверхности корпуса 1, и удаляется из аппарата через патрубок 6.

Таким образом, предлагаемая конструкция аппарата приводит к делению потока пара на две части, одна из которых, как и в прототипе, движется к периферии аппарата, а другая в сторону его оси, что обеспечивает увеличение проходного сечения для потока пара, снижение брызгоуноса и повышение качества дистиллята. Кроме того, предлагаемое техническое решение может при той же степени очистки жидкости, как и в прототипе (если не требуется улучшение этого параметра), существенно повысить производительность аппарата по дистилляту.

Использование: при разделении и очистке жидких органических и неорганических веществ путем их перегонки на предприятиях химического, нефтехимического, нефтеперерабатывающего и других производств. Сущность изобретения: дистиллятор непрерывного действия, включающий вертикальный корпус с рубашкой, крышку, днище, патрубки входа исходной смеси, выхода дистиллята и кубового остатка, распределитель исходной смеси, испаритель с нагревательными элементами, расположенный внутри корпуса вдоль его вертикальной оси, заполненный насадкой и выполненный в виде сборки соосно установленных кольцевых сепараторов, соединенных друг с другом с помощью подвесок, прикрепленных к крышке, причем каждый из кольцевых сепараторов состоит из двух рядов вертикальных двугранных равнобоких уголков, установленных на кольцевой пластине, в котором внутри первой, наружной сборки сепараторов испарителя коаксиально установлена вторая внутренняя сборка сепараторов аналогичной конструкции, но меньшего диаметра, слой насадки и нагревательные элементы расположены в кольцевом пространстве между внутренней и наружной сборками сепараторов, а внутри внутренней сборки сепараторов вдоль оси аппарата размещен конденсатор, под которым в нижней части аппарата установлен сборник дистиллята, снабженный переточной трубой для отвода жидкости к патрубку выхода дистиллята. 2 ил.

ДИСТИЛЛЯТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий вертикальный корпус с рубашкой, крышку, днище, патрубки входа исходной смеси, выхода дистиллята и кубового остатка, распределитель исходной смеси, испаритель с нагревательными элементами, расположенный внутри корпуса вдоль его вертикальной оси, заполненный насадкой, слой которой опирается на дренажную решетку, и выполненный в виде сборки соосно установленных кольцевых сепараторов, соединенных друг с другом с помощью подвесок, прикрепленных к крышке, конденсатор, отличающийся тем, что каждый из кольцевых сепараторов состоит из двух рядов вертикальных двугранных равнобоких уголков, установленных на кольцевой пластине так, что уголки внутреннего ряда расположены ребрами в сторону вертикальной оси аппарата, а уголки внешнего ряда расположены ребрами наружу, причем каждый уголок установлен так, что линия, проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро любого уголка, делит его линейный угол на два равных угла, при этом уголки внешнего ряда сдвинуты по окружности так, что линия, проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро любого уголка внешнего ряда, делит на две равные части расстояние между ребрами соседних уголков внутреннего ряда, а диаметр окружности, проходящей через кромки обеих граней каждого уголка внешнего ряда, меньше диаметра окружности, проходящей через кромки обеих граней каждого уголка внутреннего ряда, при этом внутри первой, наружной, сборки сепараторов испарителя коаксиально установлена вторая, внутренняя, сборка сепараторов аналогичной конструкции, но с меньшим диаметром, слой насадки и нагревательные элементы расположены в кольцевом пространстве между внутренней и наружной сборками сепараторов, а внутри внутренней сборки сепараторов, вдоль оси аппарата, размещен дополнительный конденсатор, под которым в нижней части аппарата установлен сборник дистиллята, снабженный переточной трубой для отвода жидкости к патрубку выхода дистиллята.