ВАКУУМНАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1999 года по МПК F04F5/54 

Изобретение относится к области струйной техники, а именно к вакуумсоздающим установкам, используемым при переработке преимущественно нефтяного сырья и, в частности к насосноэжекторным установкам для создания и поддержания вакуума в ректификационных вакуумных колоннах.

Известны установки, содержащие вакуумную ректификационную колонну с магистралями подвода исходного сырья и отвода по меньшей мере одной жидкой фракции и парогазовой фазы и пароструйный аппарат, подключенный к магистрали отвода парогазовой фазы (см., например, US, патент, 2680709, класс 202-204, 1954).

В данной установке рабочий водяной пар струйного аппарата смешивается с парами и газами выходящими из ректификационной колонны, что приводит к загрязнению конденсата водяного пара и уносу им части углеводородных фракций. Как результат, это приводит к потере нефтепродукта, загрязнению окружающей среды и требует достаточно больших затрат на содержание очистных сооружений.

Известна и другая, наиболее близкая к описываемой, вакуумная струйная установка, содержащая вакуумную ректификационную колонну с магистралями подвода исходного сырья и отвода по меньшей мере одной жидкой фракции и парогазовой фазы и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый струйный аппарат, подключенный газовым входом к магистрали отвода парогазовой фазы, сепаратор, подключенный к выходу струйного аппарата и насос, подключенный входом посредством магистрали подвода циркулирующей жидкой рабочей среды к сепаратору и выходам - к жидкостному входу струйного аппарата (см., RU, патент, 2048156, кл. B 01 D 3/10, 1995).

В указанной выше установке вакуум в ректификационной вакуумной колонне создают с помощью вакуумсоздающего устройства, основой которого является жидкостно-газовый струйный аппарат. В качестве жидкой циркулирующей в вакуумсоздающем устройстве среды используется жидкость родственная конденсируемым парам парогазовой фазы, поступающей в струйный аппарат из магистрали отвода парогазовой фазы. В качестве циркулирующей жидкости может быть использована, например, углеводородная жидкость, получаемая при перегонке исходного сырья в ректификационной колонне. Как следствие, в результате конденсации в циркулирующей жидкости легко конденсируемых компонентов парогазовой фазы, получают дополнительный выход продуктов перегонки колонны и предотвращают попадание этого конденсата в окружающую среду, что ведет к улучшению экологической обстановки.

В ряде случаев парогазовая фаза, откачиваемая вакуумсоздающим устройством из ректификационной колонны, содержит газовые составляющие, например, сероводород, хорошо растворимые в жидкости, циркулирующей в вакуумсоздающем устройстве. Это ухудшает качество циркулирующей жидкости и в ряде случаев может потребовать специальной ее очистки.

Кроме того, накопление в циркулирующей жидкости сильно растворимых компонентов (газов) ведет к уменьшению производительности струйного аппарата.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание условий для хорошей дегазации жидкой циркулирующей среды после ее смешения с парогазовой фазой и, как следствие, повышение производительности струйного аппарата, а также надежности его работы за счет уменьшения воздействия на его конструктивные элементы различного рода сильно растворимых в жидкой среде коррозионно активных примесей.

Поставленная задача решается за счет того, что в вакуумной струйной насосно-эжекторной установке, содержащей вакуумную ректификационную колонну с магистралями подвода исходного сырья и отвода по меньшей мере одной жидкой фракции и парогазовой фазы и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый струйный аппарат, подключенный газовым входом к магистрали отвода парогазовой фазы, сепаратор, подключенный к выходу струйного аппарата и насос, подключенный входом посредством магистрали подвода циркулирующей жидкой рабочей среды к сепаратору и выходом - к жидкостному входу струйного аппарата, при этом сепаратор снабжен нагревателем - теплообменником, расположенным в жидкой среде сепаратора, причем со стороны входа нагреватель подключен к магистрали отвода жидкой фракции вакуумной колонны или к внешнему источнику жидкой фракции, например, к атмосферной ректификационной колонне, а со стороны выхода нагреватель-теплообменник подключен к магистрали подвода циркулирующей жидкой рабочей среды к насосу.

Уменьшить содержание растворимого газа в циркулирующей жидкости можно за счет нагрева этой жидкости. Однако существенное значение имеет процесс организации нагрева циркулирующей жидкости, поскольку подача нагретой циркулирующей жидкости в сопло жидкостно-газового струйного аппарата ведет к уменьшению абсорбционных возможностей циркулирующей жидкости, следовательно, ведет к уменьшению производительности жидкостно-газового струйного аппарата и, как следствие, к большим энергетическим затратам на создание требуемой величины вакуума в ректификационной колонне.

Наиболее подходящим местом для дегазации циркулирующей жидкости от сильно растворимых газовых примесей является сепаратор. Однако процесс нагрева надо организовать с наименьшими энергетическими затратами. Эту задачу можно решить путем подачи жидкой фракции из вакуумной ректификационной колонны или из другого внешнего источника жидкой фракции, например, из атмосферной ректификационной колонны в нагреватель-теплообменник, который можно расположить в сепараторе ниже уровня жидкости в нем. Это позволит использовать отходящее тепло ректификационной колонны на организацию процесса дегазации циркулирующей в вакуумсоздающем устройстве жидкости и одновременно облегчить процесс охлаждения жидкой фракции перед подачей ее потребителю. Одновременно организация процесса нагрева циркулирующей жидкости в сепараторе, сопровождаемого охлаждением жидкой фракции, позволяет подавать ее в магистраль подвода циркулирующей жидкой рабочей среды для обновления последней.

Как результат, выполнение вакуумной насосно-эжекторной установки описанным выше образом позволяет решить поставленную в изобретении задачу - повысить производительность по парогазовой фазе жидкостно-газового струйного аппарата, а, следовательно, вакуумсоздающего устройства и надежность его работы с одновременным увеличением ресурса эксплуатации.

На чертеже схематически показана описываемая вакуумная струйная насосно-эжекторная установка.

Насосно-эжекторная установка содержит вакуумную ректификационную колонну 1 с магистралями 2, 3, 4, соответственно, подвода исходного сырья, отвода по меньшей мере одной жидкой фракции и парогазовой фазы, вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый струйный аппарат 5, подключенный газовым входом к магистрали 4 отвода парогазовой фазы, сепаратор 6, подключенный к выходу струйного аппарата 5 и насос 8, подключенный входом посредством магистрали 7 подвода циркулирующей жидкой рабочей среды к сепаратору 6 и выходом - к жидкостному входу струйного аппарата 5. Сепаратор 6 снабжен нагревателем-теплообменником 9, расположенным в жидкой среде сепаратора 6, причем со стороны входа нагреватель-теплообменник 9 подключен к магистрали 3 отвода жидкой фракции вакуумной ректификационной колонны 1 или к внешнему источнику жидкой фракции, например, к магистрали 10 отвода жидкой фракции атмосферной ректификационной колонны 11, а со стороны выхода нагреватель-теплообменник 9 подключен к магистрали 7 подвода циркулирующей жидкой рабочей среды к насосу 8. Кроме того, сепаратор 6 снабжен магистралью 12 отвода сжатого газа и магистралью 16 отвода жидкой среды - продукции ректификационной колонны 1 или 11.

Установка работает следующим образом.

Из предварительно наполненного до заданного уровня жидкой средой сепаратора 6 насос 8 подает жидкость, циркулирующую в вакуумсоздающем устройстве, через жидкостной вход в сопло жидкостно-газового струйного аппарата 5. Жидкая среда, истекая из сопла, увлекает в струйный аппарат 5 из магистрали 4 парогазовую фазу. В струйном аппарате 5 жидкая среда смешивается с парогазовой фазой, при этом в жидкой среде конденсируются легко конденсируемые компоненты и растворяются легко растворимые газовые компоненты, в том числе и ряд коррозионно активных газовых примесей, например, сероводород. Не сконденсировавшиеся и не растворившиеся в жидкой рабочей среде компоненты парогазовой фазы сжимаются до давления газожидкостной смеси за счет энергии жидкой рабочей среды истекающей из сопла струйного аппарата 5.

Из струйного аппарата 5 газожидкостная смесь поступает в сепаратор 6, где жидкая среда отделяется от сжатого в струйном аппарате 5 газа. Одновременно в сепараторе 6 с помощью нагревателя-теплообменника 9 нагревают жидкую среду путем подачи из магистрали 3 через нагреватель-теплообменник 9 горячего потока жидкой фракции ректификационной колонны 1 или потока жидкой фракции ректификационной колонны 11, что интенсифицирует десорбцию из жидкой среды растворенных в ней примесей. Далее жидкая среда из сепаратора 6 насосом 8 вновь подается на жидкостной вход струйного аппарата 5. В контуре циркуляции жидкой среды вакуумсоздающего устройства, например, между насосом 8 и струйным аппаратом 5, может быть установлен холодильник 13 для отвода из контура циркуляции избытка тепла. Что касается жидкой фракции ректификационных колонн 1 или 11, то она из нагревателя-теплообменника 9 частично поступает в магистраль 7, что позволяет проводить обновление в процессе работы вакуумсоздающего устройства циркулирующей жидкой среды, а образующийся в вакуумсоздающем устройстве излишек жидкой рабочей среды удаляется из сепаратора 6 по магистрали отвода 16.

Настоящее изобретение, кроме нефтехимии, может быть использовано в других отраслях техники, где требуется создание и подержание вакуума, например, в пищевой промышленности и ряде других отраслей.

Изобретение относится к области струйной техники. Сепаратор установки снабжен нагревателем-теплообменником, расположенным в жидкой среде сепаратора. Со стороны входа нагреватель-теплообменник подключен к магистрали отвода жидкой фракции вакуумной ректификационной колонны или к внешнему источнику жидкой фракции, например к атмосферной ректификационной колонне, а со стороны выхода нагреватель-теплообменник подключен к магистрали подвода циркулирующей жидкой среды к насосу. Сепаратор подключен к выходу струйного аппарата, а насос подключен входом к сепаратору и выходом - к жидкостному входу струйного аппарата. В результате повышается производительность струйного аппарата. 1 ил.

Насосно-эжекторная установка, содержащая вакуумную ректификационную колонну с магистралями подвода исходного сырья и отвода по меньшей мере одной жидкой фракции и парогазовой фазы и вакуумсоздающее устройство, включающее жидкостно-газовый струйный аппарат, подключенный газовым входом к магистрали отвода парогазовой фазы, сепаратор, подключенный к выходу струйного аппарата, и насос, подключенный входом посредством магистрали подвода циркулирующей жидкой рабочей среды к сепаратору и выходом - к жидкостному входу струйного аппарата, отличающаяся тем, что сепаратор снабжен нагревателем-теплообменником, расположенным в жидкой среде сепаратора, причем со стороны входа нагреватель-теплообменник подключен к магистрали отвода жидкой фракции вакуумной колонны или к внешнему источнику жидкой фракции, например к атмосферной ректификационной колонне, а со стороны выхода нагреватель-теплообменник подключен к магистрали подвода циркулирующей жидкой среды к насосу.