Массообменный аппарат Советский патент 1985 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано в процессах разделения многокомпонентных жидкостных систем в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленностях.

Для разделения многокомпонентных жидкостных систем на составляющие компоненты используется ложная ректификационная колонна с отпарными (стриппинг) секциями, состоящая из основной и отпарной секции. Основная колонна и отпарная секции состоят из цилиндрического корпуса со щтуцерами для ввода и вывода потоков и массообменных тарелок, установленных внутри корпуса. Каждая отпарная секция соединена с основной колонной трубопроводами для перетока жидкости из основной колонны в отпарную и подачи паров с верха отпарной секции в основную колонну 1.

Недостатком такой колонны является необходимость подачи тепла вниз основной колонны и каждой из отпарных секций.

Известна ректификационная колонна, состоящая из нескольких многосекционных колонн, число которых на одну меньше числа конечных продуктов разделения. В первой из них имеется щтуцер для ввода исходной смеси, расположенный между двумя ее нижними секциями, конденсатор установлен вверху первой колонны, а кипятильник - внизу последней колонны, при этом первая колонна выполнена с числом секций, равным числу конечных продуктов разделения, во второй и последующих колоннах число секций составляет возрастающий ряд нечетных чисел. Все колонны соединены между собой технологическими трубопроводами 2.

Недостатком указанной колонны является наличие нескольких корпусов, требующих значительных капитальных и эксплуатационных затрат, а также сложность поддержания заданного технологического режима.

Известен массообменный аппарат, состоящий из корпуса со щтуцерами отгонной, укрепляющей и средней секции с контактными устройствами, которые выполнены в виде цилиндров, установленных внутри корпуса, коаксиально снабженные щтуцерами и распределителями потоков, причем внутренний и наружный цилиндры работают по принципу связанных потоков 3.

Недостатком известной колонны является необходимость установки специальных регуляторов для распределения газового и жидкостного потоков между внутренней и наружной секциями, что усложняет эксплуатацию такой колонны, а также не используется возможность теплообмена между внутренним и наружным потоками.

что приводит к дополнительным затратам тепловой энергии.

Цель изобретения - одновременное получение более двух чистых продуктов,

вывод их из аппарата, снижение энергозатрат и облегчение эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, состоящем из корпуса, отгонной укрепляющей и средней секций с контактными устройствами, штуцеров для ввода и вывода потоков, контактное устройство средней секции выполнено в виде верти кальных решеток, между которыми расположены зигзагообразные пластины, которые в нижней части попарно закрыты днищами

с образованием тупиковых и сквозных каналов, в нижней части тупиковые каналы снабжены общим коллектором с выводным щтуцером, а каждый сквозной канал имеет окно внутрь тупикового канала, расположенное под верхним коленом зигзагообразной пластины и нижней, кромкой, прилегающее к вертикальной рещетке. ,

На фиг. 1 изображен массообменный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I ввода жидкости в тупиковый канал

на фиг. 1.

Массообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1, концентрационную 2 и отгонную 3 секции с контактными устройствами и среднюю секцию состоящую из зигзагообразных пластин 4, попарно закрытых снизу днищами 5, образующих тупиковые 6 и сквозные 7 каналы. Между зигзагооб разными пластинами установлены вертикальные рещетки 8. В верхней части каждый тупиковый канал имеет окно 9, расположенное под первым коленом и примыкающее

своей нижней кромкой к вертикальной решетке 8. В нижней части тупиковые каналы объединены общим коллектором с выводным штуцером 10. Ввод сырья в аппарат осуществляется через коллектор 11.

Аппарат работает следующим образом.

Сырье с содержанием компонентов (А + Вч-С) подается в сквозные каналы 7 в виде паро-жидкостной смеси. Жидкая фаза стекает по зигзагообразным пластинам в нижнюю часть аппарата и, контактируя

с паром, поднимающимся из отгонной части аппарата , обогащается компонентом С, а пар, поднимаясь вверх, обогащается компонентами (А + В). Таким образом, жидкость, стекающая из средней секции аппарата, имеет состав (С +.В) а пар, покидающий среднюю секцию - (A-t-B).

Нижняя секция 3 служит для выделения чистого компонента С, а верхняя 2 -i для выделения чистого компонента А. Жид кость состава (В-ьА), покидающая верх

нюю секцию аппарата 2, стекая по верти,кальным решеткам 8, отбрасывается паром, проходящим по сквозным каналам, и через окно 9 попадает внутрь тупиковых каналов 6. Стекая по тупиковым каналам в результате теплообмена через зигзагообразные пластины с парами, проходящими по сквозным каналам 7, частично испаряется, обогащаясь компонентом В. Таким образом, в нижней части тупиковых каналов собирается жидкость состава В, которая выводится через коллектор 11 и щтуцер 10 из аппарата.

Следует иметь ввиду, что для разделения жидкостных систем, состоящих из п-компонентов, необходимо установить в аппарате (п-2) центральных секций. .

В предлагаемом аппарате в сравнении с известным не требуется дополнительного устройства для распределения потоков в его средней секции, а для создания парового потока внутри средней секции используется тепло паров, покидающих отгонную секцию. Само устройство отбора бокового потока имеет низкое гидравлическое сопротивление, так как занимает не более 50% сечения аппарата. Указанные преимущества позволяют снизить энергозатраты на проведение процесса разделения многокомпонентных жидкостных смесей и облегчить условия эксплуатации аппарата.

-. /Падкость -- Пар

Фиг. 2

МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, состояший из корпуса, отгонной, укрепляющей и средней секций с контактными устройствами, штуцеров для ввода -и вывода потоков, отличающийся тем, что, с целью одновременного получения более двух чистых продуктов и вывода их из аппарата, снижения энергозатрат и облегчения эксплуатации, контактное устройство средней секции выполнено в виде вертикальных решеток, между которыми расположены зигзагообразные пластины, которые в нижней части попарно закрыты днищами с образованием тупиковых и сквозных каналов R нижней части тупиковые каналы снабжег.. общим коллектором с выводным штуцером, а каждый сквозной канал имеет окно внутрь тупикового канала, расположенное под верхним коленом зигзагообразной пластины и нижней кромкой, прилегающее к вертикальной решетке.