Ректификационная колонна Советский патент 1986 года по МПК B01D3/32 B01D3/20 

tvD

Nj:

Изобретение относится к конструкциям масообменных аппаратов и может найти применение в нефтеперабатываюшей, нефтехимической, химической и смежных отраслях промышленности.

Цель изобретения - увеличение четкости разделения и снижение энер1озатрат за счет нерераспределепия теп;|а но в 1соте ректификациопной колонны и уменьи1ение влияния нерепада дав.мения между контактными устройствами.

На фиг. i изображена ректификационная колонна; на фиг. 2 - средняя часть колонны, продольный разрез; на фиг. 3 --верхняя часть реактификационной колонны, продольный разрез; на фиг. 4 - нижняя часть колонны, продольный разрез.

Ректификационная колонна включает корпус 1, контактные устройства 2, расположенные в корпусе одно под другим, основные трубчатые змеевики 3 для охлаждения пара, установленные на полотнах контактных устройств, и переливные устройства 4, соединяющие жидкостные входы 5 и выходы 6 контактных устройств 2. Ректификационная колонна снабжена трубчатыми змеевиками 7 для нагрева жидкости, установленными на жидкостных входах 5 контактных устройств 2, и перепускными трубами 8, соединяющими трубчатые змеевики между собой последовательно, причем выход и в.ход каждого трубчатого змеевика 7 для нагрева жидкости соединены с трубчаты.ми з.меевиками 3, для охлаждения пара, установленными на нижележапи1х контактных устройствах. Ректификационная колонна также снабжена верхним контактным устройством - дефлегмато юм 9, нижним контактным устройством - кубом 10, насосами 11 и 12 и теплообменником 13. Трубчатые змеевики 3 для охлаждения верхних контактных устройств 2 колонны нодключены к распределительной камере 14 дефлегматора 9 перепускными трубами 15. Выходы и входы трубчатых змеевиков 7 для нагрева жидкости контактных устройств 2 соединены последовательно с трубчатым змеевиком 16 куба 10 перепускными трубами 8.

Ректификационная колонна работает следующим образом.

Исходная смесь подается з корпус 1 на одно из контактных устройств 2. На контактных устройствах 2 осуществляется .массонередача между паром, поднимающимся из куба К), и жидкостью, стекаюнлей из дефлегматора 9. В результате пар обогап.1ается низкокипящими компонентами, а жидкость - высококипящими. Снизу вверх по колонне уменьп1ается температура пара и жидкости. Из куба 10 выводят остаток, из дефлегматора 9 - - дистиллят. Из-за наличия гидравлического сопротивления контактных устройств 2 снизу вверх по колопие снижается давление. Пары, проходя через молотно каждо1О контактного устройства, оказываются нагретыми вьаие температуры начала конденсации при давлении над полотном. Избыточное тепло они отдают теплоносителю, прокачиваемому через трубчатые з.меевики 3 для охлаждения пара. Жидкость, проходя через переливные устройства 4 от жидкостных выходов 6 к входам 5, оказывается недогретой до те.мпературы начала кипения при давлении у входов 5. Недостающее тепло жидкость получает от теплоносителя, прокачиваемого через трубчатые змеевики 7 для нагрева жидкости. Поскольку выход и вход каждого змеевика 7 для нагрева жидкости соединен перепускной трубой 8 со змеевиками 3 для охлаждения пара, установленными на нижележащих контактных устройствах, нагрет1 1Й нарами теплоноситель поступает из основного трубчатого змеевика в выщележащий дополнительный трубчатый змеевик, где охлаждается, затем теплоноситель опускается в следующий основной трубчатый змеевик, где на1ревается. Так чередуется движение теплоносителя но основным и дополнительным трубчатым змеевикам. Движение теплоносителя обеспечивается насосами 11 и 12, а начальную те.мпературу теп.лоносителя регулируют с помощью теплообменника 13. Насосом 11 может быть организована перекачка теплоносителя из самого верхнего трубчатого змеевика для нагрева жидкости в самый нижний трубчатый змеевик для охлаждения пара. Насосом 12 теплоноситель прокачивается через трубчатый змеевик 16, установленный в кубе 10, и трубчатые змеевики 7 для нагрева жидкости, установле1-;ные на нескольких жидкостных входах нижних контактных устройств. Разница уровней, на которых расположены смежные последовательно соединенные трубчатые змеевики, обеспечивает требуемую разницу температур для охлаждения пара и нагрева жидкости от теплоносителя. Чтобы поддерживать эффективную теплопередач при разделении смесей близкокипкщих компонентов, требуется увеличивать разницу у1)овней при соединении трубчатых змеевиков.

Таки.м образом, благодаря снабжению ректификационной колонны трубчатыми змеевиками нагрев жидкости до температуры начала кипения происходит главным образом за счет теплообмена с теплоносителем, следовательно, на каждо.м контактном устройстве увеличивается поверхность контакта между паром и жидкостью, где массопередача осуществляется за счет ректификации. Снабжение ректификационной ко.чопны иеренускными труба.ми, обеспечиваюпи1ми последовательное и чередующееся движение теплоносителя по трубчатым змеевикам, исключает использование внешних источников тепла и холода, поскольку охлаждение пара и жидкости происходит за счет перераспределения тепла по высоте ректификационной колонны. Следовательно, снижаются энергозатраты на процесс. Перераспределение тепла по высоте ректификационной колонны в предложенной конструкции практически компенсирует уменьшения поверхности массопередачи ректификацией из-за перепада давления между контактными устройствами. Причем уменьшение влияния перепада давления осуществляется как по отношению к газу, так и по отношению к жидкости. В результате увеличивается четкость разделения.

Формула изобретения

Ректификационная колонна, включающая корпус, контактные устройства, расположенные в корпусе одно под другим, трубчатые змеевики для охлаждения пара и переливные устройства, соединяющие жидкостные выходы и входы контактных устройств, отличающаяся тем, что, с целью увеличения четкости разделения и снижения энергозатрат за счет перераспределения тепла по высоте ректификационной кск,1онны и уменьшения влияния перепада давления между контактными устройствами, она

снабжена трубчатыми змеевиками для нагрева жидкости, установленными на жидкостных входах контактных устройств, и перепускными трубами, соединяющими трубчатые змеевики между собой последовательно, причем выход и вход каждого трубчатого змеевика для нагрева жидкости соединены с трубчатыми змеевиками для охлаждения пара, установленными на нижележащих контактных устройствах.

7

13

8 6 1Фи.1

/

Фиг. 2

Ректификационная колонна относится к конструкциям массообменных аппаратов и может найти применение в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и смежных отраслях промышленности. Целью изобретения является уве.пичение четкости разделения и снижение энергозатрат на процесс за счет перераспределения тепла по высоте ректификационной колонны и уменьшения влияния перепада давления между контактными устройствами. Ректификационная колонна снабжена трубчатыми змеевиками для нагрева жидкости, установленными на жидкостных входах контактных устройств, и перепускными трубами, соединяюц ими трубчатые змеевики для охлаждения пара и нагрева жидкости между собой последовательно, причем вход и выход каждого трубчатого змеевика для i .нагрева жидкости соединены с трубчатыми змеевиками для охлаждения пара, устасл новленными на нижележащих контактных устройствах. 4 ил.