Способ осуществления ректификации и абсорбции в многоступенчатых прямоточных аппаратах Советский патент 1987 года по МПК B01D3/26 

Изобретение относится к проведению тепло - и массообменных процессов для системы пар (газ) - жидкость в колоннах многоступенчатых аппаратах и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение производительности, повышение эффективности и уменьшение габаритов аппарата.

На чертеже представлена установка дли осуществления способа, общий вид.

Установка состоит из корпуса 1, который разделен горизонтальными перегородками 2 на секции 3 и 4, куба 55 дефлегматора 6 и двух буферных емкостей 7 и 8, На перегородках 2 ус- таноззлены контактные устройства 9, выполненные в виде контактной трубки 10, сепарационного устройства 11, узла 12 ввода жидкости в котором выполнены отверстия 13 для жидкости,, Для подачи жидкости из дефлегматора 6 в секции 3 установлен обогреваемый снаружи патрубок 14, а для слива жидкости из секции 4 в куб 5 используют сливной патрубок 15,

Для поступления жидкости из секции 3 в секцию 4 используются буферные емкости 7 и 8, Для подачи жидкости из секции 3 в емкости 7 и 8 установлены переточные патрубки 16 и 17, на которых размещены запорные клапаны 18 и 19о Для слива жидкости из емкостей 7 и 8 на секцию 4 также установлены. сливные трубопроводы 20 и 215 на которых установлены запорные клапаны 22 и 23. Для создания одинакового давления в емкостях 7 и 8 при подаче жидкости с вышележащей секции 3 используются патрубки 24 и 25 с установленными на них запорными

клапанами 26 и 27, а при сливе жидкости из буферных емкостей для создания одинакового давления используются патрубки 28 и 29, на которых размещены клапаны 30 и 31 в

Установка работает следующим образом.

Пары смеси этанол - вода из куба 5 поднимаются вверх по корпусу 1 установки и поступают в контактные устройства 9 ,. размещенные на секции 4. Пары смеси, проходя через узел 12 ввода жидкости, засасывают через отверстия 13 жидкость, размещенную на

5

0

горизонталыпях перегородках 2, и транспортируют жидкость в виде тонкой жидкостной пленки по внутренней поверхности контактной трубки 10,При этом интенсивно осуществляется массо- обмен. На выходе из контактной трубки жидкостная пленка посредством се- парационного устройства 11 отделяется

д от пара и сливается на перегородку, а паровая смесь движется вверх, поступая в контактные устройства 9 вышерасположенной секции 3,

После взаимодействия пара с жидкостью в секции 3 укрепленные пары смеси этанол - вода поступают в дефлегматор 6, где конденсируются. Образованная в дефлегматоре жидкость через патрубок 14 сливается на горизонтальную перегородку 2 секции 3, часть которой поступает в контактные устройства 9, другая часть поочередно сливается в буферные емкости 7 и 8, а оттуда поступает на секцию 4.

5 Слив жидкости с секции 3 в емкости 7 и 8 производится следуюо1им образом. При сливе жидкости в емкость 7 закрываются клапаны 22 и 30, что препятствует прорыву пара из секции

0 4, и открываются клапаны 18 и 26, В этом случае давление в емкости 7 над жидкостью становится равным давлению в секции 3 и жидкость из секции 3 под действием собственного давления сливается Б емкость по трубопроводу (патрубку) 16.

После заполнения емкости 7 производится слив жидкости из нее в секцию 4 и одновременно заполнение емкости 8. Заполнение емкости 8 производится аналогично заполнению емкости 7, а именно, закрываются клапаны 23 и 31 и открываются клапаны 19 и 27.

Опорожнение жидкости (слив) из емкости 7 и 8 также производится поочередно следую1цим образа . При опорожнении емкости 7 закрываются клапаны 18 и 26, открываются клапаны 22 и 30, что обеспечивает одинаковое давление в емкости 7 и секции 4. - Вследствие этого жидкость под дейст вием собственного давления по трубопроводу 20 стекает на перегородку 2 секции 4. Опорожнение емкости 8 аналогично: закрываются клапаны 19 и 27, а открываются клапаны 23 и 31.

Следовательно клапаны работают таким образом, что при заполнении ем0

5

0

5

кости 7 емкость 8 опорожняется, и наоборот, что обеспечивает непрерывную работу установки. ;-)атем жидкость с секции 4, проконтактировав в контактных устройствах 9 с парами смеси этанол - вода, через патрубок 15 стекает в куб, т.е. ректификационная колонна работает при полном возврате флегмы.

Параметры установки, на которой был реализован способ: внутренний диаметр корпуса 120мм;

внутренний диаметр контактной трубки 30 мм;

длина контактной трубки 100 мм;

длина дырчатого сепарационного устройства 50 мм;

диаметр переливных патрубков 30 мм

длина контактной трубки 100 мм;

длина сепарационного устройства 50 мм;

. диаметр переливных патрубков 30 мм

расстояние между двумя горизонтальными перегородками (межступенча- тое расстояние) 200 мм;

объем буферной емкости 0,5 м .

При проведении процесса ректификации перелив жидкости с секции 3 на секцию 4 осуществляется через буферные емкости 7 и 8.Установка эффективно работает при скорости пара 7-50 м/с. При этом эффективность равна 0,45-0,54.

Осуществление предлагаемого способа позволяет улучшить сепарацию жидкости (снизить унос жидкости на вышележащую ступень) без увеличения

межступенчатого расстояния и снижени производительности и, соответственно, повысить эффективность процесса.

Таким образом, осуществление предлагаемого способа ректификации и абсорбции позволяет более чем в 3 раза увеличить производительность, уменьшить высоту аппарата и его диаметр, существенно повысить эффективность процесса массопередачи.

Формула изобретения

1.Способ осуществления ректификации и абсорбции в многоступенчатых прямоточных аппаратах, включаюпщй контакт пара (газа) с жидкостью на ступени при движении пара (газа) снизу вверх и перетекании жидкости с вышележащей ступени на нижележап(ую ступень, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, повышения эффективности и уменьп ения габаритов аппарата,жидкость с вышележащей ступени сливают поочередно не менее чем в две буферные емкости и из буферных емкостей поочередно сливают на нижележащую ступень, при этом в заполняемой буферной емкости создают давление, равное давлению пара (газа) на нижеле- жап(ей ступени.

2.Способ ПОП.1, отличаю- щи и с я тем, что давления в буферных емкостях создают путем поочередного подключения емкостей к ступеням аппарата.

Изобретение может быть использовано при осуществлении ректификации или абсорбции в .многоступенчатых высокоскоростных аппаратах и позволяет увеличить производительность, повысить эффективность, уменьшить габариты аппарата. После контактирования жидкости с паром (газом) в контактных устройствах жидкость с лежащей ступени сливается поочередно не менее чем в две буферные емкости и затем из буферных емкостей также поочередно сливается на нижележащую ступень. При этом в заполненной буферной емкости создают давление, равное давлению пара (газа) на вышележащей ступени, а в опорожненной буферной емкости создают давление,рав ное давлению пара (газа) на нижележащей ступени. 1 з,п. ф-лы, 1 ил. с (О (Л со СП (Х) о

Редактор А.Шандор

Составитель С.Трифонов

Техред М.Дгщык Корректор С.Черни

Заказ 5917/3Тираж 657Подписное .

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4