Способ разделения смесей Советский патент 1982 года по МПК B01D3/00 

(Sk} СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к разделению смесей ректификацией и может быт использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Известен способ фракционирования тяжелых углеводородов, включающий предварительное разделение исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени и отпарку водяным паром ее боковых погонов в стриппинг-секциях ректификационной колонн второй ступени, причем жидкую часть исходной смеси отпаривают в нижней (отгонной) Секции ректификационной колонны первой ступени большим количеством водяного пара, а пары, выходящие из стриппинг-секции ректификационной колонны второй ступени, направляют в ректификационную колонн первой ступени 1. При этом в ректификационной колон не первой ступени оказывается значительное количество паров, поднимающихся выше ввода исходной смеси в концентрационной секции, что приводит к необходимости использования колонны большого диаметра. Кроме того, большое количество водяных паров, поступающих в концентрационную секцию ректификационной колонны первой ступени из ее отгонной секции и стриппингсекции, уменьшает поверхность контакта углеводородных паров и жидкости, что приводит к снижению эффективности массопередачи .и ухудшению фракционного состава погонов. Известен способ разделения смесей методом ректификации с использованием основной ректификационной колонны, соединенной со стриппинг-колонной, при противоположном течении газа и жидкости, включаю1чий отбор паровой фазы из основной ректификационной колонны в стриппинг-колонну, подачу жидкой фазы из нижней части основной ректификационной колонны в нижнюю часть стриппинг-колонны и возврат паровой фазы в основную ректи391фикационную колонну. Часть парового потока выводят из основной колонны и возвра1чают выше места отбора в зону подачи парового потока из стриппингколонны . . Однако при таком способе увеличиваются затраты на фракционирование. Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предложенному является способ фракци онирования тяжелых углеводородов, котором с целью уменьшения диаметра концентрационной секции ректиф кационной колонны первой ступени пары из каждой стриппинг-секции конден сируют и конденсат водяных паров выводят из системы ЗЦо Однако согласно известному способу водяной пар подают в каждую стрип пинг-секцию и в низ ректификационной колонны первой ступени, а также конденсируют все количество паров, уходящих из стриппинг-секций. Это приводит к увеличению расхода водяного пара и хладагента, т.е. к зна читальным эксплуатационным затратам. Кроме того, в стреппинг-секциях при подаче водяного пара образуется толь ко незначительное количество углеводородных паров за счет испарения лег ких фракций, поэтому поверхность кон такта фаз мала и эффективной массопередачи между углеводородным паром и жидкостью не происходит. Зто ограничивает возможность получения выт сокой четкости фракционирования, т.е. снижает качество погонов. Цель изобретения - повышение качества погонов при разделении тяжелых углеводородов и снижение затрат на фракционирование за счет увеличения эффективности массопередачи между углеводородными парами и жид. костью в ректификационной колонне второй ступени, уменьшения подачи водяного пара и уменьшения количества конденсируемых паровс Указанная цель достигается тем, что жидкую часть исходной смеси отпаривают в стриппинг-секции ректификационной колонне второй ступени, а пары, образую1циеся при отпарке жидкой части исходной смеси, направляют снизу вверх через стриппинг-секции ректификационной колонны второй ступени и выводят для конденсации с верхней части этой колонныi 4 . На чертеже изображена схема, иллюстрирукяцая способ разделения смесей. Схема включает ректификационную колонну первой ступени 1, ректификационную колонну второй ступени, состоящую из стриппинг-секции 2-5, нагреватель 6, холодильники 7-9. Способ осуществляется следую1цим образрм. Поток исходной смеси 0 нагревают в нагревателе 6 и подают под нижнюю тарелку ректификационной колонны первой ступени 1, образовавшуюся здесь при испарении паровую часть исходной смеси подвергают ректификации путем контактирования с стекающей с верха колонны флегмой. Жидкую цасть исходной смеси отпаривают в стриппинг-секции 2, куда подают основное количество водяного пара А . Пары, образующиеся при отпарке жидкой части исходной смеси, направляют последовательно СНИЗУ вверх через стриппинг-секции 3-5 ректификационной колонны второй ступени и поток паров 6 выводят для конденсации с верха этой колонны в холодильник 9. После- конденсации поток конденсата ф углеводородных паров ректификационной колонны второй ступени частично выводят из системы , а частично подают на орошение стриппинг-секции 3 Поток паров Б ректификационной колонны первой ступени конденсируют в холодильнике 8, образующийся конденсат паров а выводят из системы и могут частично подавать на орошение колонны 1 и смешивать с потоком исходной смеси ct для увеличения доли отгона. Основное количество флегмы ректификационной колонны первой ступени образуется за счет отвода тепла от циркуляционного орошения в холодильнике 7. Основное количество флегмы,стекающей в стриппинг-секциях 3-5 ректификационной колонны второй ступени, образуется за счет подачи жидких погоноа г , U и е из ректификационной колонны первой ступени 1, После контактирования с парами в стриппингсекциях 2-5 боковые погоны 3 ,и и к. и нижний продукт л выводят из системы. Для регулировки фракционного состава погонов в ни& ректификационной крлонны первой ступени 1 и в. стриппинг-секции 3 - 5 может подаватсья незначительное количество водяного пара н ,о , п и р дополнительно к его основному потоку м . Конденсат водяного пара сит, который образуется на верху ректификационных колонн, выводят из системы. Потоки несконденсировавшихся паров х и и выводят из системы со скоростями обеспечивающими рабочие давления в ректи4)икационных колоннах первой и второй ступени. Пример 1 о Мазут ромашкинской нефти подают в количестве 208000 кг/ч при в ректи(| 1каци онную колонну .первой ступени. В результате предварительного разделения паровой части исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени получают два боковых погона которые выводят с низа стреппингсекций ректификационной колонны вто рой ступени. Жмдкую часть исходной смеси в количестве 778RO кг/ч отпаривают в стриппинг-секции ректифика ционной колонны второй ступени, куда подают водяной пар с расходом 4150 кг/ч. Пары, образовавшиеся при о парке жидкой части исходной смеси, н правляют последовательно снизу ввер через стриппин -секции ректификационной колонны второй ступени и выво дят для конденсации с верха этой колонны. По сравнению с известным способом это позволяет уменьшить расход водяного пара в стриппингсекции ректификационной колонны вто рой ступени на 19 и уменьиЫть коли чество конденсируемых паров на 11% :при неизменном составе нижнего пого на (гудрона), отводимого из ректифи кационной колонны второй ступени, и лучшей четкости разделения двух верхних погонов. Пример 2. Мазут шпаковской нефти в количестве 120000 кг/ч при 39о С подают в ректи(1 1кационную колонну первой ступени. В результате предварительного разделения паровой части исходной смеси в ректификаци,онной колонне первой ступени получают три боковых погона, которые выводят с низа стриппинг-секций ректификационной колонны второй ступе ни. Выход боковых погонов составляет 8,5; 8,3; 23,6 на мазут. Жидкую часть исходной смеси в количестве 68000 кг/ч отпаривают водяным паром расход которого составляет 133Пкг/ч Образовавшиеся пары направляют последовательно снизу вверх через стриппинг-секции ректификационной колонны второй ступени и выводят для конденсации с верха этой колонны. Пб сравнению с известным способом расход водяного пара значительно сокращается (на 47°о), количество конденсируемых паров уменьшается на5,3. Качество гудрона неизменно. Четкость разделения боковых погонов улучшается. Предложенный способ за счет того, что в ректификационной колонне первой ступени осуществляют только ректификацию паровой части исходной смеси, позволяет значительно снизить в колонне расход водяного пара. Отпарка жидкой части исходной смеси 8 стриппинг-секции ректификационной колонны второй ступени и. направление образующихся паров последовательно снизу вверх через стриппинг-секции ректификационной колонны второй ступени позволяет использовать водяной пар, вводимый в нижнюю стриппинг-секцию, для отпарки всех вышележачих боковых погонов. Следовательно, значительно сокращает расход водяного пара в этих стриппинг-секциях, поскольку пары из нижних стриппин -секций поступают в верхние В результате значительно уве;личивается поверхность контакта между углеводородными парами и жидкостью, а следовательно, увеличивается эффективность массопередачи в ректификационной колонне второй ступенио Вывод паров ректификационной колонны второй ступени для конденсации только с верха этой колонны обеспечивает уменьшение количества конденсируемых паров для вывода водяного пара из системы и, следовательно, снижает расход хладагента. Таким образом, совокупность отличительных признаков способа фракционирования тяжелых углеводородов позволяет повысить качество погонов за счет увеличения эффективности массопередачи между углеводородными парами и жидкостью в ректификационной колонне второй ступени и снизить затраты на фракционирование за счет уменьшения подачи водяного пара и уменьшения количества конденсируемых паров. Формула изобретения Способ разделения смесей, включаЮ1ЧИЙ подачу исходной смеси в ректификационную колонну первой ступени, предварительное разделение исходной смеси в ректификационной колонне первой ступени, отпарку ее боковых пЬгонов в стриппинг-секциях ректификационнГой колонны второй ступени, вывод боковых погонов с низа стриппинг-секций ректификационной колонны второй ступени, вывод паров с верха ректификационной колонны первой ступени, вывод паров и водяного пара из ректи(} 1кационной колонны второй ступени, конденсацию этих паров и вывод конденсата водяного пара из системы, отличающийся

тем, что, с целью повышения качества погонов при разделении тяжелых углеводородов и снижения затрат на фракционирование за счет увеличения эффективности массопередачи между угле водородными парами и жидкостью в ректификационной колонне второй ступен

уменьшения подачи водяного пара и уменьшения количества конденсируемых паров, жидкую часть исходной смеси отпаривают в стриппинг-секции ректификационной колонны второй ступени, а пары, образующиеся при отпарке жидкой части исходной смеси, направляют снизу вверх через стриппинг секции и выводят с верхней части этой колонны на последую1 1ую конденсацию .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

К Танатаров М. А., КондратьевА. Ахметшина М. Н., Медведева М. И. Проектирование установок первичной переработки нефти, М, Химия, 1975, с. 20-2ito

х

I-

а

м

V