Ректификационная лабораторная колонна Советский патент 1977 года по МПК B01D3/32 

I

Изобретение относится к констрзкции опытных или лабораторных ректификационных колонн для фракционировки сложных смесей и может найти применение в нафтеперерабагывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.

Известна лабораторная ректификационная колонна непрерывного действия 1 для фракционировки бинарных или сложных смесей на два продукта - ректификат и остаток, состоящая из корпуса -колонны с контактными и переливными устройствами, -куба и устройств для Конденсации и вывода продуктов ректификации и нагревателей. Однако в такой колонне нельзя получить более двух продуктов, а для каждого дополнительного продукта должна устанавливаться отдельная колонна, что значительно усложняет установку и особенно ее эксплуатацию и при этом не моделирует большинства имеющихся ректификационных колонн с отводом нескольких боковых продуктов (погонов), что делает несопоставимыми данные, полученные на опытной установке, с действительными.

Целью изобретения является разработка конструкции ректификационной лабораторной колонны для фракционировки в ней сложной смеси на несколько продуктов с отводом последних через стриппинг-секции сбоку колонны.

Для этого в предлагаемой колонне по высоте имеется одна или более стриппинг-секции в виде сосуда кольцевого сечения, расположенного вокруг корпуса колонны и и.меющего в кольцевом сечении слой насадки, выше которого на внутренней стенке сосуда расположено устройство для распределения потока жидкости в стриппинг-секцию и нижележащую часть колонны, а ниже слоя насадки - устройства для стабилизации уровня жидкости и вывода ее из стриппинг-секции, а такл-се для подвода тепла или ввода нагретого инертного газа.

На фиг. 1 схематически изображена ректификационная лабораторная колонна с конденсационной головкой, стриппинг-секцией и «убо,м; на фиг. 2 - устройство стриппинг-секции и прилегаюш,их к ней частей колонны.

В корпусе колонны 1 расположены контактные устройства 2, которые преимущественно выполнены в виде колпачковых тарелок. Контактные устройства 2 укреплены внутри вставок 3, прикрепленных нижним краем к корпусу колонны 1, верхний край которых служит переливной планкой и находится выше плоскости контактного устройства 2 настолько, чтобы обеспечивался определенный запас жидкости на последне.м.

Пространство между вставкой 3 и корпусом колонны. 1 является сборником флег.мы, в нижней точке которого имеется устройство 4 для перелива флегмы на нижележащее контактное устройство, имеющее на конце стакан 5, создающий гидрозатвор. Корпус стриппинг-секции представляет собой сосуд кольцевого сечения и имеет две стенки: внешнюю 6 и внутреннюю 7, нричем последняя меньше по высоте, а внизу онн соединены между собой. Внещняя стеи.ка 6 прикреплена к корпусу колонны 1 сверху и снизу. Внутренняя стенка 7 имеет у верхней кромки контактное устройство 2 и снарул и - устройство 8, для распределения жидкости, прикрепленное к стенке 7 ниже контактного устройства 2, и верхний .конец которой поднят выще торца стенки 7, образуя зазор с корпусом колонны 1, у которого укреплена внещняя .стенка стриппинга 6. Устройство 8 выполнено в виде сосуда кольцевого сечения вокруг стенки 7 и имеет два отверстия, верхнее из -которых соединено с устройством для перелива жидкости на нижележащее контактное устройство колонны, а нижнее 9 снабжено регулятором проходного сечения 10, проходящим через патрубок 11, расположенный на внешней .стенке 6 стриппинг-секции. Ниже устройства 8 к стенке 7 прикреплена распределительная тарелка 12 с отверстиями, ниже которой в кольцевом пространстве стриппингсекции между стенками 6 и 7 расположена насадка 13. Ниже слоя насадки 13 в кольцевом пространстве стриппинг-секции имеется устройство для стабилизации уровня жидкости и вывода ее из стриппинт-секции, которое выполнено в виде сосуда кольцевого сечения, вокруг внутренней стенки 7 стриппинг-секции и стенки 14 и 15 которого соединены между собой внизу. Стенка 15 ниже стенки 14 по высоте, а последняя своим верхом прикреплена к стенке 7 стриппинг-секции и имеет уро1внительную трубку 16, выравнивающую да:вления внутри под стенкой 7 и в низу стриппинт-секции. Внизу .к устройству для стабилизации уровня жидкости прикреплен патрубок 17 для вывода бокового продукта. Под слоем насадки 13 имеется также устройство 18 для ввода инертного нагретого таза (пара), а снаружи на внещней стенке 6 стриппинга, на высоте не более высоты стенки 15, имеется нагреватель 19 для Подвода тепла к жидкости, находящейся в низу стриппинг-секции. Для ввода сырья колонна имеет патрубок 20. Внизу колонна соединена с кубом 21, полость которого гидрозатворным устройство.м 22 разделена на две камеры, во внутренней имеется устройство 23 для ввода инертного газа (пара), а во внешней - стабилизаторуровня 24, анало.гичный описанному выше в стриппинге, с патрубком 25 для вывода остаточного продукта. Сверху колонна соединена с конденсационной головкой, имеющей конденсатор 26, сборник 27 конденсатора, холодильники 28, .сепаратор 29 воды от ректификата регулирующие устройства для отвода ректификата 30 и воды 31, а также капиллярный расходомер 32 орощения. Для измерения температур в соответствующих точках колонна, стриппинг, куб и головка имеют .карманы для термопар. Снаружи колонна имеет теплоизоляцию 33. Ректификационная лабораторная колонна работает следующим образом. Нагретое сырье -по патрубку 20 входит в колонну I, где паровая фаза его отделяется от жидкой. Последняя, стекая по контактным устройствам 2, расположенным ниже патрубка 20, освобождается от целевых легких фракций и попадает в куб 21, из которого навстречу жидкой фазе поднимается поток водяного пара, вводимого через устройство 23, и отогнанных от жидкой фазы углеводородных паров. Пройдя через гидрозатвор 22 и стабилизатор уровня 24, жидкий остаток ректификации по патрубку 25 отводится из колонны в холодильник и приемное устройство. Паровая фаза сырья поднимается вверх по колонне 1, где навстречу ей по контактным устройствам 2 стекает поток жидкого орошения, вводимый из сепаратора 29 через расходомер 32. После контактного устройства 2, расположенного у верхнего края :внутренней стенки 7 стриппинга, жидкость попадает в устройство 8 для распределения, поток делится на две части, одна из которых через отверстие 9, открытие которого устанавливается регулятором проходного сечения 10, стекает в стриппинг-секцию, а избыто.к по переливному устройству 4, устье которого выше отверстия 9, стекает в часть .колонны, расположенную ниже стриппинг-секции, являясь ее орошением. Жидкость, выходящая через отверстие 9, попадает на распределительную тарелку 12 с отверстиями, с по.мощью которой распределяется по всему кольцевому сечению стриппинг-секции и попадает на насадку 13, где контактирует с потоком пара, образованным либо за счет подвода тепла через нагреватель 19, либо за счет ввода нагретого инертного газа (пара) через устройство 18. Лишенная легкокипящих компонентов жидкость собирается в низу стриппинг-секции, огибает снизу стенки 14 и 15 устройства для стабилизации уровня и попадает изнутри в Пространство между этими стенками, откуда по патрубку 17 выводится как готовый боковой продукт (через холодильник в приемник). Давления в стриппинге и во внутренней полости устройства для стабилизации ровня выравниваются за счет наличия уравительной трубки 16, поэтому уровень жидости в стриппинге стабильно поддерживаетя равным высоте .стенки 15. Пары из стрипинга, выйдя из насадки 13, входят в распооженную выше часть колонны 1 через протранство, образованное торцами устройства для распределения жидкости и колонны 1. ройдя вверх по колонне, пары конденсирутся в конденсаторе 26, и конденсат собиратся в сборнике 27, где расслаивается от воы (если в качестве инертного пара через устройства 18 и 23 вводится водяной пар). Оба слоя проходят-холодильники 28, попадлют в сепаратор 29, откуда с помощью рег -лируемого устройства 30 выводится ректификат, а снизу через устройство 31 -вода. Избыток ректификата из сепаратора 29 через капиллярный расходомер 32 орошения возвращается в колонну. В колонне с одним стриппиигом могут быть получены три продукта ректификации, с двумя стрилпингами - четыре продукта и т. д. Формула изобретения 1. Ректификационная лабораторная колонна, состоящая из корпуса с контактными и переливными устройствами, куба, устройств для конденсации и вывода продуктов ректификации и нагревателей, отличающаяся тем, что, с целью получения в одной колонне тре.х и более продуктов ректификации и повышения при этом надежности работы, колонна снабжена по высоте одной или более стриппингсекциями в виде сосуда кольцевого сечения, расположенного вокруг корпуса и имеющего в кольцевом сечении слой насадки, выше которого на внутренней стенке сосуда расположено устройство для распределения жидкости в стриппинг-секцию и колонну, а ниже - устройства для стабилизации уровня жидкости и вывода ее из стриппинг-секции, а также для подвода тепла или ввода нагретого инертного газа. 2.Ректификационная колонна по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для распределения жидкости выполнено в виде емкости кольцевого сечения с двумя отверстиями, верхнее из которых соединено с переливным устройством жидкости на нижележащее контактное устройство колонны, а нижнее снабжено регулятором проходного сечения для подачи жидкости на слой насадки. 3.Ректификационная колонна по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для стабилизации уровня жидкости выполнено в виде сосуда кольцевого сечения с соединенными между собой снизу стенками и расположенного вокруг внутренней стенки стриппинг-секции, к которой прикреплено своим верхом, а кольцевое пространство соединено с }стройством для вывода продукта из стриппинг-секции. 4.Ректификационная колонна ПО п. 1, отличающаяся тем, что устройство для ввода инертного газа расположено между слоем насадки и устройством для стабилизации уровня, а устройство для подвода тепла не выше устройства для -стабилизации уровня. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе. 1. Крель Э. Техника лабораторной ректификации. 1960, с. 262-276.

.v

Vp4 %N 559715

%.;gii%t : 4

ze

27 4

2и

21

20

(Риг. 2