Вакуумная колонна Советский патент 1990 года по МПК B01D53/18 

Изобретение относится преимущественно к аппаратурному оформлению процессов вакуумной перегонки нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других смежных с ними от- расляк промьшшенности.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет равномерного распределения пара (газа) и жидкости в.зрне их контакта.

На фиг.1 изображена предпагаемая .вакуумная колонна, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид сверху на место установки Г-образных перегородок; на фиг,4 - контактные пластины, поперечньм раз- рез; на фиг.5 - вид Б на фиг,4; на 4мг.6 - криволинейньш профиль вертикальных перегородок; на фиг.7 - вакуумная колонна с каскадными та- . релками, продольный разрез.

ел

со со

о

Од

ел

:

3

Вакуумная колонна содержит корпус I, в котором установлены барботажные тарелки 2, и снабжена патрубком 3 для ввода холодного нефтепродукта (газойля) и патрубком 4 для отвода легкой фазы.

Корпус 1 колонны разделен на части глухой тарелкой по жидкости, сос тоящей из основания 5 с патрубком 6 для прохода легкой фазы, над которыми размещен отбойник 7.

Для отвода вакуумного отгона из верхней части корпус снабжен патрубком 8,

Под основанием 5 глухой тарелки размещены барботажные тарелки 9 с переливными устройствами 11-12. Для ввода горячего газойля корпус 1 снабжен патрубком 13.

Под барботажнь:ми тарелками 9 установлены каскадные тарелки 14, состоящие из ступенчато размещенных горизонтальных или наклонных пласти

15и 16 с зазорами 17 между собой. В нижней части каскадной тарелки 14 установлено переливное устройство 18 соединенное с нижеустановленной каскадной тарелкой 19.

В периферийной части каскадной тарелки 19 размещено передивное устройство 20.

В нижней части вакуумной колонны размещены барботажные тарелки 21 с переливными устройствами 22 и 23. Дл ввода паровой фазы в нижнюю, часть ко пуса установлен патрубок 24, а для отвода кубового остатка патрубок 25.

Между контактными пластинами 15 и

16установлены Г-образные перегородки 26, а вблизи кромок пластин 15 и 16 они снабжены направляющими козырьками 27, установленных под углом oi

30-45°. Сверху и поперек контактных пластин 15 и 16 установлены поперечные перегородки 28, верхний торец которых расположен параллельно тор- дам контактных пластин 15 и 16.

Торцы контактных пластин J5 и J6 снабжены торцовыми перегородками 29 с изменяющимся по. высоте профилем.

Изменяющийся профиль верхнего торца перегородок 29 может быть выпол- нен в виде трапеции (фиг.5) и выпуклым (фиг.6). Между верхним торцом перегородок 29 и нижней плоскостью вьппележащей контактной пластины 15 или 16 образуется изменяющийся по

0

5

0

5

0

5

0

высоте зазор 30. Г-образные перегородки в нижней своей части снабжены щелью 31 или щелью 32. , Вакуумная колонна (например, для получения вакуумного газойля) работает следующим образом.

Жидкий нефтепродукт при t 380- 390 С поступает в среднюю часть корпуса 1 через патрубок 13 и переливное устройство 10 на верхнкяо барбо- тажную тарелку 9, где он проходит взаимодействие на этих тарелках, а также на каскадных тарелках 14 и 19 с поднимающейся легкой фазой (водяной пар в совокупности с газойлем находящимся в паровой фазе). Водяной пар поступает в вакуумную, колонну через патрубок 24 в отпарную ее часть, где происходит отпарка (отгонк а ценного компонента) на барботажных тарелках 21.

Переток жидкой фазы на барботажных тарелках 9 и на нижележащую тарелку осуществляется через переливные устройства 11 и 12. По контактным пластинам 15 и 16 жидкость стекает вниз в виде пленки, с которой вступает в контакт в зазорах 17 поднимающийся пар (газ) с образованием межфазной поверхности. Проконтакти- ровавщая жидкость стекает в центральное переливное устройство 18, а из него - на нижележащую каскадную тарелку 19, где процесс взаимодействия повторяется аналогично процессу на каскадной тарелке 14. Затем жидкость поступает в отпарную часть вакуумной колонны, т.е. в перепивное устройство 22, а из него - на барботажную тарелку 21, где в барботажном режиме происходит отпарка ценных компонентов из жидкой фазы.

Через переливное устройство 23 осуществляется переток жидкости на нижележащую тарелку, где процесс - повторяется. Обедненный кубовый остаток вьшодится из нижней части вакуумной колоннь: через патрубок 25. Паровая фаза, содержащая водяные пары и пары вакуумного газойля, вы- деливщегося в нижней части вакуумной колонны через патрубки 6, установленные на основание 5 полуглухой тарелки, пройдя отбойники 7, поступает на контактированные на барботажные тарелки 2, установленные, в верхней части вакуумной .колонны.

5

т.е.

15

Жидкая фаза, т.е. охлажденный до температуры t 60°С вакуумный газойль, поступает в вакуумную колонну через патрубок 3 на верхнюю барбо- тажную тарелку 2. В верхней части вакуумной колонны происходит вьще- ление из паровой фазы целевого компонента вакуумного газойля. Полученный вакуумный газойль при t 80- 90 С отводится из вакуумной колонны через патрубок 8.

Эффективность работы вакуумной колонны, где осуществляется контак- тиродание малого количества жидкости с большим количеством паровой фазы, во многом определяется равномерностью распределения в зоне, контакта взаимодействующих фаз. Диаметр ва- кз умных колонн достигает больших размеров «- 7-8 м и на таком диаметре колонн необходимо равномерно распределить фазы при минимальном гидравлическом сопротивлении, что составляет определенную сложность. Для снижения гидравлического сопротивления и повышения эффективности отбора вакуумного газойля в вакуумной ко- лонне заменены барботажные двухслив- ные.тарелки на каскадные тарелки 1А и 19. Снижение гидравлического сопротивления достигается путем увеличения проходного (свободного) сечения, определяемого площадью зазоров 17, что приводит к снижению сопротивления сухой неорошаемой) тарелки РС ХРавномерность распределения паровой фазы по ширине зазоров 17 достигается путем создания уменьшенного проходного сечения в центральной части- каждого зазора 17, что обеспечивается установкой торцовых перегородок 29. Уменьшенная высота зазора 30 в его центральной части между верхней кромкой торцовых перегородок 29 и вышележащими контактными пластинами 15 или 16 сглаживает профиль распределения скорости парового пото ка, а это, в свою очередь, приводит к равномерному распределению легкой фазы по длине зазора 17.

Жидкость, поступающая из переливных устройств 12 в виде тонкой пленки, стекает вниз по контактным пластинам 15 и 16, а проходящая через зазоры 17 паровая фаза дробит эту плен- ку с образованием капель и, струй.

1599065

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

которые имеют развитую поверхность контакта фаз.

Равномерность орошения сегментных участков каскадной тарелки 14 обеспечивается за счет наличия Г-образных -перегородок 26 и козырьков 27, с помощью которых создаются направленные потоки как жидкой фазы, так и паровой фазы в сторону сегментных участков тарелки.

Жидкостная пленка, движущаяся по поверхности пластин 15 и 16, встречая на своем пути козырек 27, направляется в сторону, определяемую ориентацией козырька 27, при этом паровая фаза, выходящая из зазоров 17, приобретает направленное движение за счет наличия Г-образных перегородок 26 в сторону сегментных частей каскадной тарелки 14, что позволяет обеспечить транспорт жидкости, находящейся в пространстве, ограниченном Г-образ- ной перегородкой 26 и поверхностью пластин 15 и 16, паровььм потоком вдоль пластин 15 и 16.

Таким образом происходит перераспределение жидкости вдоль контактной зоны, для чего в Г-образных перегородках 26 предусмотрено выполнение щелей 31 и 32.

Для ликвидации переброса жидкости из центральной части сечения корпуса I и контактной зоны предусмотрена установка поперечных вертикальных перегородок 28 относительно контактных пластин 15 и 16 на расстоянии 400 мм с образованием секций, Верхняя кромка поперечных перегородок 28 долж.на быть расположена параллельно сливным кромкам пластин 15 и 16 для создания одинаковых гидродинамических условий взаимодействия фаз по высоте каждой секции.

Формула изобретения

1. Вакуумная колонна, включающая корпус с патрубком для ввода и вывода взаимодействующих фаз, по высоте которого установлены барботажные и каскадные тарелки, выполненные в виде горизонтально или наклонно установленных контактных пластин, отличающаяся тем,что, с целью интенсификации процесса за счет равномерного распределения пара (газа) и жидкости в зоне их контакта, каждая каскадная тарелка снабжена

Фи.1

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов вакуумной перегонки нефтепродуктов, может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других смежных с ними промышленности и позволяет интенсифицировать процесс тепломассопереноса за счет равномерного распределения пара (газа) и жидкости в зоне их контакта. Вакуумная колонна включает корпус с патрубками для ввода и вывода взаимодействующих фаз, по высоте которого установлены барботажные и каскадные тарелки, выполненные в виде горизонтального или наклонно установленных контактных пластин. Каждая тарелка снабжена вертикальными перегородками с увеличивающейся высотой к центру колонны, прикрепленными к торцу каждой нижележащей контактной пластины, и Г-образными перегородками, установленными в сегментных частях этих тарелок. Верхний торец вертикальной перегородки выполнен по криволинейному выпуклому профилю. Целесообразно выполнять вертикальную перегородку по профилю трапеции и снабжать козырьками, примыкающими к кромке каждой контактной пластины, а также поперечными перегородками, нижней стороны которых, соединенными с контактными пластинами. 4 з.п.ф-лы, 7 ил.

(Риг.З

29

-43

15 I

hJ

. 4

Вид 6

Фиг. 5

Фиг. 6

26 I

Фиг. 7