Ректификационная установка Советский патент 1984 года по МПК B01D3/14 

со ел

со Изобретение относится к конструкции ректификационных установок и может быть использовано при подготовке природных и попутных нефтяных газов к транспорту, когда для осушки газов и предупреждения гидратообразования применяются гликоли и возникает не-г обходимость их регенерации. Регенерация гликоля должна производиться в условиях, исключающих воз можность его термического разложения для этого теплообменные поверхности, соприкасающиеся с регенерируемым про дуктом, не должны иметь зон локального перегрева. Применение в качества теплоносителя водяного пара позво ляет полностью исключить опасность термического разложения регенерируемого продукта, но из-за высокой стои мости такие установки вытесняются более экономичными установками огневой регенерации, онабжен-ными система ми регулирования температуры теплооб менных элементов. Известна ректификационная установ |ка для регенерации гликоля, включающая ректификационную колонку, испари тель, соединенный с низом колонны, и дефлегматор IT. Наиболее близкой к предлагаемой является ректификационная установка, включающая вертикальную ректификационную колонну, испаритель, установленный под колонной и соединенный с ней, топочную камеру и устройство для нагрева, помещенное в испаритель и соединенное с топочной камерой 2 X Недостатки известных установок возможность локального перегрева регенерируемого гликоля вследствие неравномерности распределения температуры в рабочем объеме камеры испарения гликоля и недостаточная площадь теплопередающей поверхности. Кроме того, известные установки характеризуются сложностью и недоста точной надежностью систем регулирования температуры теплопередающих элементов, низким термическим КПД оборудования, наличием застойных зон в которых могут скапливаться пары во ды и гликоля, сложностью системы тру бопроводов обвязки, содержащих тепло изолированные участки значительной протяженности, высокой удельной металло- и материалоемкостью. Цель изобретения - снижение материалоемкости и повышение экономичнос ти за счет исключения внешнего источ ника тепла. Поставленная цель достигается тем что в ректификационной установке, включающей вертикальную ректификационную колонну, испаритель, установленный соосно под колонной и соединенный с ней, топочную камеру и устройство для нагрева,помещенное в испаритель и соединенное с топочной ка мерой, топочная камера размещена соосно под испарителем, а устройство нагрева расположено в топочной камере. Кроме того, топочная камера снабжена беспламенными излучающими горелками, закрепленными по периметру ее внутренней поверхности, а устройство нагрева выполнено в виде вертикальных тепловых труб, расположенных по концентрическим окружностям внутри топочной камеры. На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - испаритель, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - узел 1 на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 2. Ректификационная установка содержит испаритель 1, ректификационную колонну 2, дымоход 3, в который входит змеевик гликоля 4 и змеевик воды 5, дымовую трубу 6 и переходники 7. Испаритель 1 представляет собой вертикальный аппарат, отделенный трубной решеткой 8 от топочной камеры 9 с верхней части зоной испарения 10. Через трубную решетку 8 прохоДят бесфитильные тепловые трубы 11, заполненные промежуточным теплоносителем - водой с добавкой метанола. Топочная камера зафутерована жаропрочным бетоном 12, по периметру которой размещены в два ряда беспламенные горелки 13, передающие равномерно тепло через стенкИ нижней части тепловых труб 11 к кипящему теплоносителю. На уровне заливки гликоля в испарителе имеется лоток 14, служащий для слива регенерированного гликоля. Давление в тепловых трубах контролируется при помощи датчиков давления 15. С целью снижения температуры уходящих дымовых газов в дымоходе 3 кроме продуктового змеевика 4 для подогрева гликоля установлен также змеевик 5 для подогрева воды. Ректификационная колонна 2 представляет .собой вертикальный цилиндрический аппарат с ситчатыми тарелками 16 из.нержавеющей стали, который с помощью фланцевого соединения крепится к корпусу испарителя 1. Дымовая труба б расположена на основании 17 и соединена при помощи переходника 7 с дымоходом 3. Установка работает следующим образом. Насыщенный гликоль из абсорбера (не показан )поступает в продуктовый змеевик 4, расположенный в дымоходе 3, где подогревается отходящими дымовыми газами до 90°С. Подогретый насыщенный раствор гликоля поступает в вертикальную ректификационную колонну 2.

Насыщенный раствор гликоля, поступая на тарелки 16, контактирует с парами, выходящими из испарителя 1, нагревается ими. Часть воды, растворенной в гликоле, выпаривается и выводится через верх колонны 2.

Насыщенный раствор гликоля более высокой концентрации стекает с нижней тарелки 16 в испаритель 1, где происходит выпаривание воды из раствора, находящегося в нижней части ис парителя 1..

Тепло от беспламенных горелок 13 передается к горячим концам тепловых труб 11, в которых закипает теплоноситель, давление пара фиксируется датчиками давления 15.

Под испарителем расположена топочная камера, оснащенная по периметру беспламенными излучающими горелками. Камера испарения термически связана с топочной камерой концентрично размещенными тепловыми трубами.

Тепловые трубы, размещенные равномерно по всему объему камеры испарения испарителя, обеспечивают выпаривание температурного поля внутри последней и увеличивают общую площад теплопередающей поверхности.

Температура холодных концов теплообменных труб остается строго определенной и не достигает критической точки разложения гликоля даже при некоторых колебаниях параметров процесса горения, протекающего в топочной камере, а регулирование параметров процесса гликоля значительно упрощается. Рядом с топочной камерой размещен подогреватель, в котором дымовые газы отдают тепло гликолю, направляемому на верх выпарной колонны и нагреваемому до температуры, соетавляющей 0,5-0,6 (где Т цр температура разложения гликоля ), что полностью исключает опасность термического разложения гликоля в подогревателе, ЕЮ позволяет дополнительно передать часть тепла регенерируемому продукту, повысив термический КПД установки.

Для более полной утилизации тепла в дымоходе установлен змеевик подогревателя воды, после которого продукты сгорания выводятся в дымовую трубу.

При таком конструктивном оформлении основной поток тепла направляется в камеру испарения гликоля по тепловым трубам, обеспечивая выкипание из гликоля содержащейся в нем воды. Кроме того, некоторая часть тепла утилизируется потоком гликоля, направляемым на верх выпарной колонны, что повышает термический КПД предлагаемой установки. Пары теплоносителя, поднимаясь в верхнюю часть тепловых труб 11, отдают приобретенное тепло раствору насыщенного гликоля, обеспечивая функционирование испарительной зоны агрегата, причем зона высоких температур вылесена за пределы камеры, в которой из насыщенного гликоля выпаривается вода.

Регенерированный гликоль поднимается по лотку 14 до уровня штуцера и выводится из испарителя 1.

Равномерность обогрева всех тепловых труб 11 обеспечивается за счет расположения горелок 13 по всему периметру топки 9.

Для снижения температуры отходящих дымовых газов в дымоходе размещены змеевики гликоля 4 и воды 5. Продукты сгорания поступают в дымовую трубу 6, где разбавляются воздухом и с температурой 350°С выбрасываются в атмосферу.

Применение предлагаемого устройства для регенерации гликоля обеспечивает регенерацию насыщенного гликоля до концентрации 98-99%. А-А

1. РЕКТИФИКАЦИОННАЯ УСТАНОВКА, включающая вертикальную ректификационную колонну, испаритель, установленный соосно под колонной и соединенный с ней, топочную камеру и устройство для нагрева, помещенное в испаритель и соединенное с топочной камерой, отличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости и повышения экономичности за счет исключения внешнего источника тепла, топочная камера размешена соосно под испарителем, а устройство нагрева расположено в топочной камере. 2. Установка по п. 1, о т л и чающаяся тем, что топочная камера снабжена бесплс1менными излучающими горелками, закрепленными по периметру ее внутренней поверхности, а устройство нагрева выполнено в ви- g де вертикальных тепловых труб, распо(Л ложенных по концентрическим окружностям внутри топочной камеры.

Ш

фиг.

11