Ректификационная колонна Советский патент 1993 года по МПК B01D3/20 

СО О

о

я

Использование: для контактирования жидкости и газа в химической, нефтехимической, фармацевтической, пищевой и смежных отраслях промышленности при проведении процессов абсорбции и ректификации. Ректификационная колонна состоит из корпуса 1 с расположенными в нем контактными тарелками колпачкового типа, переливными патрубками 6 и средством для слива жидкой фазы, которое выполнено в виде двух отверстий 5 в. полотне колонны 2. Расположение оси отверстий и конструктивных элементов колонны определяется соот- D-d ношением L , где L - расстояние от стенки колонны до оси отверстия; D - внутренний диаметр колонны; d - диаметр колпачка. 4 ил.

Лиг.1

Изобретение относится к устройствам для контактирования жидкости и газа и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической, пищевой и смежных отраслях промышленности при проведении процессов абсорбции и ректификации,

Целью изобретения является повышение эффективности работы колонны, особенно при невысоких газожидкостных нагрузках.

На фиг.1- изображен продольный разрез ректификационной колонны; на фиг.2 - расположение средств для слива жидкой

фазы при L -2-; на Фиг.З - расположение средств для слива жидкой фазы при L --jr- - ; на фиг.4 - расположение

соедств для слива жидкой фазы при L D-d

Колонна состоит из корпуса 1 с расположенными внутри контактными тарелками, содержащими полотно 2с газопроводящим патрубком 3, колпачком 4, установленным над патрубком 3, и средством для слива жидкой фазы в виде двух отверстий 5 Снаружи колонны расположены переливные патрубки 6. .. .

Ректификационная колонна работает следующим образом.

Газ (пар) поступает в колонну снизу воерх, противотоком движется жидкость. Контакт между газом-жидкостью происходит на полотне каждой тарелки. Поток газа пройдя через патрубок 3 попадает в слой жидкости, расположенный на полотне. После барботажа через слой жидкости газ поступает через патрубок 3 на вышерасположенную тарелку. Таким образом ocyujecfвляется непрерывный контакт между взаимодействующими фазами в ко- лонне. . : . ;. . .

Через патрубки 6 жидкость перетекает с вышележащих тарелок на нижележащие, обеспечивая одинаковый уровень жидкости на всех тарелках.

В отверстия 5 при малых газожидкостных нагрузках перетекает часть жидкости с тарелки в кольцевой слой жидкости вокруг колпачка 4.

Наличие в полотне колонны в качестве средства для слива жидкости двух отверстий, а не одного, как у прототипа, обеспечивает равномерный уровень жидкости на тарелке при работе в режиме противотока.

Расположение отверстий на полотне тарелки в соответствии с соотношением

I -

D-d

4

обеспечивает положение осей отверстий 5 на равном удалении от колпачка 4 тарелки и от стен корпуса колонны. При

таком расположении отверстий струя жид- крстиГетекающая с верхней тарелки на нижнюю, попадает в центр кольцевого слоя жидкости на тарелке, ограничена с наружной стороны стенкой колонны, а с внутренней колпачком.4. Таким образом создается условия для равномерного растекания сливающейся жидкости на полотне тарелки. Одинаковый слой жидкости обеспечивает равномерный барботаж газа через всю

кольцевую поверхность жидкости на полотне каждой тарелки в колонне, что приводит к повышению массопередачи между взаимодействующими газами за счет увеличения поверхности контакта фаз, а также

скорости ее обновления, а, следовательно, к увеличению эффективности работы колонны. Указанный эффект предлагаемой конструкции наиболее ярко ,проявляется при невысоких газо-жидкостных нагрузках, когда через отверстия истекает наибольшее количество жидкости, т.к. невелик подпор газа, движущегося противотоком к жидко сти,; -;:/-:- . . -.- .При расположении отверстий у стен колонны фиг.2 или у колпачка фиг.З кольцевой слой жидкости на полотне тарелки не имеет равномерную высоту. Вследствие этого барботаж газа через слой жидкости происходят там, где глубина жидкости меньше (меньше

сопротивления для прохода восходящего газа), Таким образом значительно сокращается поверхность взаимодействия контактирующих фаз, что приводит к уменьшению эффективности работы колонны.

Учитывая изложенное выше можно отметить, что эффективная работа ко- лонны возможна только при расположении отверстий в соответствии с условием

(J

L -з-фиг.4. При этом уровень жидкости

на полотне тарелки одинаков и для взаимодействия контактирующих фаз используется вся поверхность жидкости на тарелке.

Экспериментальная проверка предпо- латаемого изобретения была проведена на стандартной смеси бензол-четыреххлори- стый углерод в колонне внутренним диаметром 60 мм (D) и диаметром колпачка - 20 мм

(d). По соотношению L -i- было рассчитано расстояние от стенки колонны до оси отверстий, оно составило 10 мм.

Анализ экспериментальных данных показал, что эффективность массопередачи у

колонны с указанными выше параметрами оказалась выше чем у прототипа на 8...12%. Формула изобретения Ректификационная колонна, содержащая корпус с расположенными в нем контактными тарелками колпачковогб типа; переливными патрубками и средством для слива жидкой фазы в полотне тарелки, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности в работе кол он0

ны, особенно при невысоких газожидкостных нагрузках, средство для слива жидкой фазы выполнено в виде двух отверстий, расположенных в полотне тарелки, при этом расстояние L от стенки колонны дб оси отверстия колонны удовлетворяет выражению

i -Р -d 4 где D - внутренний диаметр колонны;

d - диаметр колпачка. „