Колонный массообменный аппарат Советский патент 1990 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к конструкциям тепломассообменных аппаратов для процессов ректификации и абсорбции и может быть использовано в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности для предотвращения взрывов и пожаров на установках

Цель изобретения - сокращение времени аварийного удаления жидких продуктов из аппарата за счет аварийного увеличения проходного сечения для жидкости.

На фиг.1 изображен массообменный тарельчатый аппарат, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - сечение А-А на фиг Л.

Массообменный аппарат 1 оборудован контактными тарелками 2, содержащими карманы 3. В карманах расположены пневматические клапаны 4, ко- тбрые соединены фланцевыми соединениями 5 с коллекторами 6 и 7 подвода инертного газа, являющегося упругим рабочим телом, в пространстве над и под поршнями клапанов, причем колЈП

лектор 7, соединенный с пространством над поршнями клапанов, на выходе соединен с калиброванной капиллярной трубкой 8.

В полотне карманов контактных тарелок имеются сегментные прорези 9 оптимального (в отноше нии времени освобождения аппарата от коксующейся жидкости) сечения, которые со сторо- ны жидкой фазы герметично закрыты крышкой 10, жестко связанной штоком 11 с поршнем 12. Шток 11 уплотнен сальником 13 с целью предотвращения . утечки инертного газа в аппарат из пространства над поршнем 12.

Аппарат работает следующим образом.

При возникновении аварийной ситуации на установке в колонный массооб- менный аппарат 1 прекращают подачу сырья, водяного пара и орошения. Из коллектора 7 через калиброванную капиллярную трубку 8 сбрасывают инертный газ и одновременно в коллектор 6 под поршни клапанов 4, расположенных в карманах 3 контактных тарелок 2, подают инертный газ под давлением, при котором крышки 10, преодолевая сопротивление среды и механическое сопро- тивление .кокса, осаждающегося на полотне карманов тарелок и на крышках 10, поднимаются над полотном карманов 3 контактных тарелок 2. При этом происходит механическое разрушение кокса и открывание сегментных прорезей 9 оптимального сечения за счет воздействия на поршень 12 силы давления инертного газа в коллекторе 6. Жидкость по сегментным прорезям 9 оп- тимального сечения перетекает с тарелки и выводится из кубовой части колонны. С целью предотвращения сильного механического удара поршня 12 об накидную гайку сальника 13 при ме- ханическом разрушении кокса крышками 10 на выходе из коллектора 7 -установлена калиброванная капиллярная трубка 8, через которую сбрасывание инертного газа из пространства над поршнями происходит постепенно, по мере повышения давления инертного газа в пространстве под поршнями клапанов 4.

Во время пуска аппарата инертный газ, находящийся под давлением в коллекторе 6, сбрасывают из коллектора, при этом крышки 10 закрывают сегментные прорези 9, для обеспечения герметичности которых в коллектор 6 в пространстве над поршнями 12 подают инертный газ под давлением, на 1-2 ат выше давления в аппарате.

Ввод коллекторов 6 и 7 в кубовую часть колонны обусловлен тем, что в этом случае при подаче пара в коллекторы происходит его теплообмен с водяным паром идентичных параметров, подаваемым на перегонку в кубовую часть, при этом хотя и образуется конденсат, но в меньшем количестве, чем в более холодных частях аппарата„ Количество конденсата обусловлено лишь тепловыми потерями в стенках коллекторов, т.е. теплопроводностью материала стенок, при этом процесс является стационарным, и пар в коллекторах по высоте аппарата 1 аходится в тепловом равновесии с паром, подаваемым на перегонку.

Уклон коллекторов 6 и 7 вызван необходимостью выведения из аппарата водяного конденсата в случае использования в качестве инертного вещества водяного пара

Пример. Вакуумная ректификационная колонна типовой установки ЭЛОУ АВТ-6 предназначена для переработки слабокоррозионного сырья (мазута) при давлении 40 мм рт.ст,, имеет диаметр 9000 мм и обладает следующими конструктивными параметрами: толщина стенки коллектора не менее 5 мм, эквивалентный диаметр сегментных прорезей 0,147 м, площадь сегментных сливных отверстий в одном кармане, диаметр крышки клапана 0,5 м, вес крышки клапана 30 кг, вес штока клапана 3 кг, внутренний диаметр коллектора 0,1 м.

Давление инертного газа, подаваемого в коллектор при авариии, 60 атм.

Поскольку освобождение секций колонны происходит одновременно, то лимитирует время освобождения тарельчатой части колонны слив секции, включающей 6 тарелок диаметром 9000 мм (с 10,-по 15 - нижнее циркуляционное орошение III бокового погона). Время освобождения секции при оптимальном времени освобождения карманов одной тарелки 16,6 с равно: 16,,6 с.

Время освобождения вакуумной ко- лонны лимитируется в целом временем освобождения кубового пространства колонны и равно 28 мин (время освовождения вакуумной колонны - прототипа 20-30 ч).

Формула изобретения

1. Колонный массообменный аппарат для проведения процессов ректификации темных осмоляющихся и коксующихся нефтепродуктов, содержащий корпус с размещенными в нем контактными тарелками, переливными устройствами и находящимися на противоположных концах контактных тарелок карманами и кубовую часть, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени аварийного удаления жидких продуктов из аппарата за счет аварийного увеличения проходного сечерези и установлены пневматические клапаны с крышками и поршнями так, что к прорезям прилегают крышки, аппарат .снабжен двумя коллекторами для инертного вещества, пересекающими все контактные тарелки с отводами к каждому пневматическому клапану, при этом отводы первого коллектора для инертного

вещества сообщены с пространством над поршнями пневматических клапанов, а отводы второго - с пространством под поршнями пневматических клапанов, а первьй коллектор для инертного вещества снабжен калиброванной капиллярной трубкой.

2. Аппарат по п.1, отличающий с я тем, что коллекторы для инертного вещества введены в аппарат

Изобретение относится к конструкции тепломассообменных аппаратов для процессов ректификации и абсорбции и может использоваться в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности для предотвращения взрывов и пожаров на установках. Изобретение позволяет сократить время аварийного удаления жидких продуктов из аппарата за счет аварийного увеличения проходного сечения для жидкости. Это достигается тем, что в карманах контактных тарелок выполнены сегментные прорези и установлены пневматические клапаны с крышками так, что к прорезям прилегают крышки, аппарат снабжен двумя коллекторами для инертного вещества, пересекающими все контактные тарелки, с отводами к каждому пневматическому клапану

отводы первого коллектора сообщены с пространством над поршнями, а второго - под поршнями, первый коллектор снабжен калиброванной капиллярной трубкой. Коллекторы введены в аппарат через кубовую часть и выполнены с уклоном. 3 ил.

ния для жидкости, в карманах контакт- 20 через кубовую часть и выполнены с ук- ных тарелок выполнены сегментные про- лоном.

й

Фиг. Z Л-А