УСТАНОВКА ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ПЕРЕГОНКИ Российский патент 1997 года по МПК B01D3/10 C10G7/06 

Изобретение относится к массообменным аппаратам для разделения смесей и может быть использовано преимущественно в нефтехимической промышленности для ректификации нефтяного сырья или в химической, пищевой, фармацевтической и т.п. отраслях промышленности.

Из уровня техники известны установки для вакуумной перегородки, содержащие тепломассообменный аппарат вакуумную колонну с магистралью подвода нагретого сырья и отвода фракции, верхняя часть которого соединена со струйным вакуумным насосом пароводяным эжектором, обеспечивающим отсос газов и паров легколетучих фракций, к которому подсоединен сепаратор для отделения жидкой фазы из парожидкостного потока [1]
Недостатком данной установки является большой унос паров продукта с активной эжектируемой (рабочей) средой и связанные с этим значительные энергозатраты.

Ближайшим аналогом изобретения является установка для вакуумной перегонки, содержащая вакуумную колонну с узлом ввода, установленным на магистрали подвода нагретого сырья, контур циркуляционного орошения, первый струйный вакуумный насос эжектор, вход которого по эжектируемому потоку подключен к верху колонны, а выход к основному сепаратору, верхнее паровое пространство которого соединено с входом по эжектируемому потоку второго струйного вакуумного насоса, выход которого соединен с дополнительным сепаратором, сообщенным трубопроводом с нижней жидкостной частью основного сепаратора, и насос для жидкости с нагнетательным патрубком, подключенным к жидкостным входам струйных вакуумных насосов, и всасывающим патрубком, подключенным к нижней жидкостной части дополнительного сепаратора, паровое пространство которого соединено с трубопроводом отвода готового продукта [2]
Включение сепаратора перед струйным вакуумным насосом на линии эжектируемого с верха колонны парогазового потока уменьшает количество отсасываемой эжектором смеси и унос продукта с рабочей средой, однако относительно низкая энергетическая эффективность эжектора не обеспечивает эффективного разделения высококипящих продуктов и сжатия отводимых с верха колонны легкокипящих фракций до давления, позволяющего использовать их в качестве целевого продукта для технологических целей.

Технологической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности работы установки для вакуумной перегонки путем интенсификации массообменных процессов в вакуумной колонне и обеспечение возможности использования отводимых легколетучих фракций в качестве целевого (готового) продукта для технологических целей за счет увеличения степени сжатия и глубины вакуумирования.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что установка для вакуумной перегонки, содержащая вакуумную колонку с узлом ввода, установленным на магистрали подвода сырья, и контуром циркуляционного орошения, первый струйный вакуумный насос, вход которого по эжектируемому потоку подключен к верху колонны, а выход к основному сепаратору, верхнее паровое пространство которого соединено с входом по эжектируемому потоку второго струйного вакуумного насоса, выход которого соединен с дополнительным сепаратором, сообщенным трубопроводом с нижней жидкостной частью основного сепаратора, и насос для жидкости с нагнетательным патрубком, подключенным к жидкостным входам струйных вакуумных насосов, и всасывающим патрубком, подключенным к нижней жидкостной части дополнительного сепаратора, паровое пространство которого соединено с трубопроводом отвода готового продукта, согласно изобретению установка дополнительно снабжена третьим струйным вакуумным насосом, вход которого по эжектируемому потоку соединен с насосом для жидкости и верхним паровым пространством основного сепаратора, а узел ввода выполнен с парожидкостным патрубком для распыления сырья, к которому подключен выход третьего струйного вакуумного насоса. Кроме того, дополнительный сепаратор снабжен контуром циркуляционного орошения и патрубком для отвода жидкости.

Это обеспечивает постоянное обновление рабочей жидкости, используемой в качестве эжектрирующей (активной) среды в струйных вакуумных насосах, которая постепенно насыщается растворяющимися в ней газами, откачиваемыми из вакуумной колонны. Наличие дополнительных струйных вакуумных наосов, включенных по двухступенчатой схеме последовательно основному струйному вакуумному насосу, обеспечивает эффективный отсос газов и паров легко летучих фракций и поддержание достаточно глубокого вакуума в колонне, что в сочетании с процессом диспергирования сырья, при его вводе действием самого парожидкостного потока, повышает интенсивность тепломассообменных процессов и способствует наиболее полному разделению компонентов при вакуумной перегонке. Кроме того, снабжение установки дополнительным насосом для жидкости и сепаратором, позволяет использовать в качестве рабочей эжектрирующей среды для струйных вакуумных насосов конденсат фракций, родственных по химическим и физическим свойствам отсасываемым легколетучим фракциям, организуя при этом циркуляцию жидкости по замкнутому контуру без выброса в окружающую среду. При этом, в предлагаемой установке благодаря последовательному двухступенчатому эжектированию, достигается достаточна высокая степень сжатия готового продукта, отводимого в виде несконденсированных газов из парового пространства дополнительного сепаратора, что позволяет использовать их в дальнейшем как целевой продукт для различных технологических нужд непосредственно при давлении нагнетания второй ступени.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для вакуумной перегонки.

Установка содержит вакуумную колонну 1 с узлом ввода 2, выполненным с парожидкостным патрубком 3, к которому подключена магистраль 4 подвода сырья, основной и дополнительные сепараторы 5 и 6, соединенные между собой трубопроводом 7, выполненным в виде барометрической трубы, основным струйным вакуумным наосом 8, вход которого по эжектируемому потоку подключен посредством трубопровода 9 к верху колонны 1, а выход соединен с сепаратором 5, дополнительный струйный вакуумный насос 10, вход которого по эжектируемому потоку подключен к верхнему паровому пространству сепаратора 5, а выход соединен с сепаратором 6, дополнительный струйный вакуумный насос 11, вход которого по эжектируемому потоку подключен к паровому пространству сепаратора 5, а выход соединен с парожидкостным патрубком 3 узла 2 ввода сырья, насос 12 для рабочей жидкости, всасывающий патрубок которого подсоединен к нижней жидкостной части сепаратора 6, а нагнетательный патрубок связан с жидкостными входами электродов 8, 10, 11, и трубопровод 13 отвода готового продукта, подключенный к верхнему паровому пространству сепаратора 6. Вакуумная колонна имеет контур циркуляционного орошения, с которым постредством трубопровода 14 связан сепаратор 6.

Установка для вакуумной перегонки работает следующим образом.

Нагретое сырье (в случае вакуумной ректификации нефтепродукты) поступает по магистрали 4 и посредством узла ввода 2, обеспечивающим высокодисперсный распыл под действием парожидкостного потока, нагнетаемого струйным вакуумным насосом 11, подается в среднюю часть вакуумной (ректификационной) колонны 1, где происходит испарение легкокипящих фракций, пары которых с верха колонны 1 отсасываются по трубопроводу 9 посредством струйного вакуумного насоса 8, а высококипящие фракции 6 виде жидкого кубового остатка по трубопроводу 15 отводятся с низа колонны 1. Часть паров в верхней части колонны 1 конденсируют и разделяют на два потока, один из которых - основной направляют на циркуляционное орошение в колонне 1, а другой по трубопроводу 14 поступает в сепаратор 6 для обновления рабочей жидкости, некоторое количество которой для поддержания материального баланса отводят по трубопроводу 16. Образовавшийся в процессе частично конденсации отсасываемого пара и его смешения с активной средой эжектирующей (рабочей) жидкостью парогазожидкостной поток с выхода струйного вакуумного насоса 8 поступает в сепаратор 5, где происходит разделение двухфазной смеси на жидкую и парогазовые фазы. Жидкая фаза, представляющая собой смесь эжектируемой жидкости и конденсата пара, по барометрической трубе 7 перетекает в сепаратор 6, а парогазовая фаза двумя параллельными эжектируемыми потоками поступает на вход струйного вакуумного насоса 10 и струйного вакуумного насоса 11. Двухфазный парогазожидкостной поток, образующийся на выходе струйного вакуумного насоса 11, направляется в качестве активной среды в парожидкостной патрубок 3 узла ввода 2 для улучшения распыла подаваемого в колонну 1 сырья, а парогазожидкостной поток с выхода струйного вакуумного насоса 10, обеспечивающего сжатие эжектируемого потока до технологического давления, поступает в сепаратор 6, где происходит отделение фазовой фазы от рабочей жидкости. Газовая фаза в виде готового продукта отводится по трубопроводу 13, а рабочая жидкость, представляющая собой многокомпонентную смесь, содержащую жидкую фракцию, поступающую из контура циркуляционного орошения, и конденсат отсасываемых паров по внутреннему замкнутому контуру циркуляции подаются насосом 12 на жидкостные входы струйных вакуумных наосов 8, 10 и 11.

Промышленное использование предложенной установки для вакуумной перегонки позволит реализовать экологически чистую технологию вакуумной переработки нефтепродуктов, уменьшить энергозатраты на их фракционное разделение и увеличить выход светлых фракций нефтепродуктов. Это же касается и других продуктов вакуумной перегонки (отличных от нефтяного сырья), используемых в химической, пищевой, фармацевтической и др. отраслях промышленности.

Использование: преимущественно в нефтехимической промышленности для ректификации нефтяного сырья или в химической, пищевой, фармацевтической и т. п. отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что установка для вакуумной перегонки, дополнительно снабжена третьим струйным вакуумным насосом, вход которого по эжектируемому потоку соединен с насосом для жидкости и верхним паровым пространством основного сепаратора, а узел ввода выполнен с парожидкостным патрубком для распыления сырья, к которому подключен выход третьего струйного вакуумного насоса. Кроме того, дополнительный сепаратор-фазоразделитель снабжен контуром циркуляционного орошения и патрубком для отвода жидкости. Изобретение решает задачу по повышению эффективности работы установки путем интенсификации массообменных процессов в вакуумной колонне и обеспечении возможности использования отводимых легколетучих фракций вы качестве целевого (готового) продукта для технологических целей за счет увеличения степени сжатия и глубины вакуумирования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для вакуумной перегонки, содержащая вакуумную колонну с узлом ввода, установленным на магистрали подвода сырья, и контуром циркуляционного орошения, первый струйный вакуумный насос, вход которого по эжектируемому потоку подключен к верху колонны, а выход к основному сепаратору, верхнее паровое пространство которого соединено с входом по эжектируемому потоку второго струйного вакуумного насоса, выход которого соединен с дополнительным сепаратором, сообщенным трубопроводом с нижней жидкостной частью основного сепаратора, и насос для жидкости с нагнетательным патрубком, подключенным к жидкостным входам струйных вакуумных насосов, и всасывающим патрубком, подключенным к нижней жидкостной части дополнительного сепаратора, паровое пространство которого соединено с трубопроводом отвода готового продукта, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена третьим струйным вакуумным насосом, вход которого по эжектируемому потоку соединен с насосом для жидкости и верхним паровым пространством основного сепаратора, а узел ввода выполнен с парожидкостным патрубком для распыления сырья, к которому подключен выход третьего струйного вакуумного насоса. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный сепаратор снабжен контуром циркуляционного орошения и патрубком для отвода жидкости.