Способ разделения многокомпонентных смесей Советский патент 1988 года по МПК B01D3/06 

СлЭ

;о со

Изобретение относится к химической технологии, может быть использо-( вано при разделении многокомпонентных -смесей ректификацией и позволяет увеличить отбор дистиллятов и снизить энергозатраты на процесс раздел ения. Сырье подают на вторую тарелку первой вакуумной колонны. В низ колонны вводится водяной пар, а остаток выводится. Пары с верха колонны конденсируются в теплообменнике для нагрева конденсата этих паров, охлаждаются в холодильнике и поступают в вакуумную емкость. Жидкость из емкости нагревается в теплообменнике дли конденсации паров верха колонны и поступает в низ второй колонны. )Хидкая фаза нагретой жидкости с низа второй колонны выводится и подается на верхнюю тарелку первой колонны в качестве орошения. 1 ил., 3 табл. § (Л

it (пОролепие тиоситсл к химической ifXHojiornn и может быть исгтольгюпано при (1ении М11огокс м11онентньгх смесей рпктификацией.

Цель изобретения - упеличеиие от- Г прл дистиллятов и снижение энерго- чятрат на процесс разделения,

Ип чертеже представлена схема, иллюстрирующая способ разделения мно- пжпмпонеитных смесей.

Исходное сырье нагревают в нагре- пятеле 1 и вводят в ректификационную колонну 2 по линии 3. С низа колонны

2 по линии tt выводят остаток. Для соз-., лаждаются в холодильнике и с темпера- дяния парового орошения в низ колон- Typofi 30 С поступают в вакуумную ем- иы по линии 5 подают нагретый поток. кость, (идкость из емкости (исключая

воду) нагревается в теплообменнике и температурой 220 С поступает между пятой и шестой тарелками второй верхнего промежуточного продукта колонны 2 подают в теплообменник 6 для передачи тепла конденсату паров этого промежуточного продукта, доох- Лс-1ждают в холодильнике 7 и вводят в емкость конденсата 8. Конденсат из емкости 8 забирают насосом 9 и после нагрева в теплообменнике 6 и нагревателе 10 по линии 11 вводят в низ колонны 12.

Пары верхнего промежуточного продукта колонны 12 подают в теплообменник 13, доохлаждают в холодильни20

лонны, в которой принято 19 тарелок.

Пары с верха колонны в количестве 66,5 т/ч конденсируются и охлаждаются в конденсаторе - холодильнике. Кон- ,, денсат (исключая воду) в количестве 46,1 т/ч выводится в качестве фр.. н.е. 360°С. Остальная часть в количестве 15,4 т/ч температурой {Возвращается на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Давление

ке 14 и вводят в емкость конденсата верха колонны 0,0207 МПа. С десятой

Конденсат из емкости 21 насосом 22 по линии 23 подают на орошение колонны 19. Орбшение колонн 12 и 2 осуществляют соответственно остатками колонн 19 и 12 и конденсатом паров, выводимым из емкостей 15 и 8, по линиям 24 и 25. С верха колонны 19 по линии 26, с низа колонны 19 по линии 27, с низа колонны 12 по линии 28 и с промежуточного сечения колонн 2, 12 и 19 по линиям 29-34 выводят дистилляты. Для отпарки легких фракций в низ отпарных секций 35 - 40 соответственно по линиям 41-46 вводят нагретые потоки.

Были выполнены расчеты предлагаемого способа и ичвестного.

Расчет П1)О11 цпдился по теоретическим тарелкам. Сырье частично от- Оензинрнная не|1)ть. Состап сырья представлен в rafiji. 1 .

Пример 1 (известный способ).

Сырье частичне) отбензиненную нефть в количестве 1(30 т/ч температурой 350 С вводят в первую вакуумную колонну на третью теоретическую тарелку (счет тарелок с верха колонны). Всего в колонне шесть теоретических тарелок. Давление верха колонны принято 0,0077 МПа. В Низ колонны в количестве 1 т/ч температурой З75 с вводится водяной пар. Пары с верха колонны в количестве 98,6 т/ч температурой 232°С конденсируются в теплообменнике., охводу) нагревается в теплообменнике и температурой 220 С поступает между пятой и шестой тарелками второй ко

лонны, в которой принято 19 тарелок.

Пары с верха колонны в количестве 66,5 т/ч конденсируются и охлаждаются в конденсаторе - холодильнике. Кон- денсат (исключая воду) в количестве 46,1 т/ч выводится в качестве фр.. н.е. 360°С. Остальная часть в количестве 15,4 т/ч температурой {Возвращается на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Давление

0

5

тарелки колонны в количестве 29,4 т/ч температурой 287°С выводится фр, 360- . Остаток с низа первой колониы нагревается в печи и в количестве 5 40,2 т/ч температурой 400 С выводится между пятна/ цатой и шестнадцатой тарелками второй колонны, В низ второй колонны в количестве 5 т/ч вводится водяной пар. С низа колонны в количестве 24,5 т/ч температурой 365 С выводится остаток. Основные показатели двух колонн ректификации нефти по примеру 1 приводятся в табл. 2, фрак- ционрый состав продуктов разделения - в табл. 3.

П р- и м е р 2 (предлагаемый способ). Сырье температурой 375 С подают на вторую тарелку первой вакуумной колонны. Всего в колонне пять теоретических тарелок. Давление верха колонны принято равным 0,0077 МПа, В низ колонны в количестве 5 т/ч температурой 375 С вводится водяной пар, С низа колонны п количестве 15,8 т/ч температурой 356 С выводится остаток. Пары

5

0

с верха колонны в количестве 95,2 т/ч температурой 370 С конденсируются, в теплообменнике для нагрева конденсата этих пароа, охлаждаются в холодильнике и темпера1урой О с поступают п вякуумиую емкость. Жидкость из емкости (исключая воду) нагревается в теплообменнике для конденсации паров верха колонны и температурой поступает в низ второй колонны. Всего во второй колонне 15 теоретических тарелок. Жкдкая фаза нагретой жидкости с низа второй колонны в количестве 13,9 т/ч выводится в качестве фр. 480-590°С и в количестве 6,0 т/ч подается на верхнюю тарелку первой колонны в качестве орошения. Пары с верха колонны в количестве 92,9 т/ч конденсируются и охлаждаются в конденсаторе - холодильнике. Конденсат (исключая воду) в количестве 46,1 т/ч выводится в качестве фр. н.к. 360 С. Остальная часть в количестве 45,8 т/ч температурой 40°С возвращается на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Давление верха колонны 0,0207 МПа. Жидкость с нижней тарелки колонны в количестве 34,3 т/ч температурой ЗОО С поступает на верхнюю тарелку отпарной секции. Всего в отпарной секции пять теоретических тарелок. В низ отпарной секции вводится 1 т/ч водяного пара. С низа отпарной секции в количестве 24,2 т/ч температурой 274°С выводится фр. 360-530 С. Основные показатели колонн ректификации нефти по примеру 2 приведены в табл. 1, фракционный состав продуктов разделения в табл. 2.

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить отбор дистиллятов с 75,5 до 84,2 т/ч, т.е. на 11,5% снизить энергозатраты на процесс разделения. Тепловая нагрузка печей снижается с 16,96 до 16,29 ГДж/ч, т.е. на 4,0%. При этом количество остатка - тяжелого гудрона снижается с 24,5 до 15,8 т/ч,т.е. на 35,5% и содержание в нем фр. н.к. 590°С снижается с 30,54 до 9,99 мас.%.

Преимущества способа заключаются в отделении в первых по ходу сырья колоннах наиболее высококипящих фракций и подача паров верхнего промежуточного продукта каждой колонны, работающей при более низком давлении, после полной конденсации, нагрева и испарения за счет теплообмена с па5

рами верхне1Ч5 промежуточного продукта и дополнительного доиспярения в низ каждой колонны, работающей при более высоком давлении, а остатка последней и конденсата паров верхнего промежуточного продукта в качестве орошения на верх предыдущей колонны, работающей при более низком давлед НИИ, что позволяет снизить энергозатраты на процесс разделения, при этом возможно использовать тепло, введенное в вакуумную колонну, работающую при наименьшем давлении, в

. остальных колоннах посредством тепло- обмегга и отказаться от подачи водяного пара в низ колонн. Кроме того, отделение наиболее высококипящих фракций в первых по ходу сырья колоннах и

д ввод исходного сырья, содержащего все легкие фракции, в колонну, работающую при наименьшем давлении, позволяет облегчить фракционный состав нагреваемых потоков и тем самым снизить тем5 пературу ввода их в колонны.

Способ позволяет также исключить использование водяного пара при разделении смеси и тем самым коррозию оборудования при наличии в исходной смеси сернистых соединений.

0

Формула изобретения

Способ разделения многокомпонентных смесей в ректификационных колоннах, работающих при различных давлениях, включающий ввод сырья, вывод из колонн дистиллятов, промежуточных продуктов разделения и остатка, отличающийся тем, что, с целью увеличения отбора дистиллятов и снижения энергозатрат на процесс разделения, ввод сырья и вывод остатка осуществляют в колонне, работакщей при меньшем давлении, пары верхнего промежуточного продукта каждой колонны, работающей при меньшем давлении, после полной конденсации, нагрева и испарения за счет теплообмена с парами верхнего промежуточного продукта и

дополнительного доиспарения возвращают в низ колонны работающей при высоком давлении, а остаток из нее и конденсат паров верхнего промежуточного продукта в качестве орошения на верх предыдущей колонны, работающей при меньшем давлении.

Содержание фракции, мае.;

ЗбО с - к.к. во фр. н.к. -

Таблица 2

1,7А

1,38

Таблица 3

13

I393A42

t Продолжение табл.3