Сложная ректификационная колонна Советский патент 1982 года по МПК B01D3/32 

I

Изобретение относится к устройствам для ректификации многокомпонентных смесей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.

Известна сложная ректификационная колонна с отпарными (стрипинг) секциями, состоящая из основной колонны и отпарных секций, число которых на два меньше числа конечных продуктов разделения.

,

Основная колонна и отпарные секции выполнены из цилиндрического корпуса со штуцерами для ввода и вывода потоков и массообменных тарелок, укрепленных внутри корпуса. Каждая отпарная секция соединена с основной колонной трубопроводами для перетока жидкости из основной колонны в отпарную и подачи паров с верха отпарной секции в основную колонну и Недостатком такой сложной колонны является необходимость ввода тепла в низ основной колонны и каждой из отпарных секций.

Известна сложная ректификационная колонна с одним кипятильником и одним конденсатором для разделения смеси по принципу обратимого смешения потоков, в которой число секций для разделения п-компонентной смеси

10 равно п(п-1) и в каждой из двух секций, между которыми вводят исходную смесь, жидкость или пар из предыдущей колонны, ключевыми являются крайние по летучести компоISненты. Такая сложная колонна конструктивно выполнена из многосекционных колонн, число которых на единицу меньше числа конечных продуктов разделения. Первая из этих

70 колонн выполнена из двух секций, каждая последующая колонна - с числом секций на две больше, чем предыдущая. Верхняя и нижняя части 39 каждой предыдущей колонны связаны с последующей многосекционной колонной трубопроеодами для пара и жидкости, промежуточные секции второй и последующей колонн соединены между собой трубопроводами для перетока промежуточных продуктов разделения. Последняя многосекционная колонна снабжена штуцерами для вывода конечных продуктов разделения и соеди нения ее с кипятильником, а также конденсатором, расположенным в верх этой колонны и служащим для создани орошения во всех многосекционных колоннах. Таким образом, .характерным для этой сложной колонны являет ся то, что в низ каждой мнсггосекцион ной колонны, кроме последней, паровой поток поступает из последующей колонны, и он возвращается обратно под ее верхнюю секцию 2. Недостатком известной сложной ректификационной колонны является невозможность распределения паровых потоков между отдельными ее многосек- 25 вые ционными колоннами из-за прямой и обратной связи их по паровой фазе и в связи с этим единых взаимосвязанных гидравлических условий работы При этом невозможно обеспечить прос тое и надежное поддержание необходи мого гидравлического и теплового режимов работы сложной ректификационной колонны. Цель изобретения - повышение надежности системы распределения пото ков пара между отдельными многосекционными колоннами и облегчение экс плуатации за счет организации одно.направленного движения пара из кипятильника. Поставленная цель достигается тем, что в колонне с одним кипятиль ником и одним конденсатором для ра деления смеси по принципу обратимого смешения потоков, состоящей из нескольких многосекционных колонн, чи.сло которых на одну меньше числа продуктов разделения, и в первой из них штуцер для ввода исходной смеси расположен между двумя ее ниж ними секциями, конденсатор установлен вверху первой колонны, а кипятильник - внизу последней колонны, при этом первая колонна выполнена с числом секций, равным числу конечных продуктов разделения, во вто ,рой и последующих колоннах число секции составляет возрастающий ряд нечетных чисел. С низа первой колонны в жидком виде выводят промежуточный продукт, включающий все компоненты исходной смеси, кроме наиболее летучего компонента, и вводят его между двумя нижними секциями второй колонны, с.низа которой промежуточный продукт, лишенный следующего летучего компонента по шкале летучести,подают в следующую многосекционную колонну и т.д. При таком последовательном разделении промежуточных продуктов в нижних двух секциях многосекционных колонн с отбором боковых погонов из этих колонн для последующего разделения их в следующих колоннах, ввод тепла вниз многосекционных колонн осуществляется паровыми потоками, отводимыми с верхней тарелки нижней секции следующей колонны. С. промежуточных тарелок укрепляющей секции первой колонны отводят бокопогоны и вводят на верх остальных многосекционных колонн, из которых отпарные пары возвращают соответственно на те тарелки, с которых отводят боковые погоны. Боковые погоны второй и последующей колонны проходят дальнейшее разделение в следующих колоннах, причем во всех смежных секциях ключевыми являются крайние по летучести компоненты. Если числом компонентов в смеси больше четырех, то ЪоответственноЧисло многосекционных колонн и число секций в первой колонне увеличиваются. Так, при ректификации пятикомпонентной смеси число секций в первой колонне увеличивается до пяти, taK как в первой колонне получают три боковых погона, которые проходят дальнейшую ректификацию в трех многосекцйонных колоннах, имеющих три, пять и семь секцитй, причем из второй колонны в третью вводят один боковой погон, из третьей колонны в четвертую - два. Таким образом, в четвертую колонну поступает боковой погон первой колонны, два боковых погона и остаток из третьей колонны, для окончательного разделениякоторых устанавливают семисекционную колонну, включающую верхнюю отпарную секцию и три пары секций для разделения трех различных бинарных смесей из третьей колонны. 5 На фиг. 1 изображена сложная ректификационная колонна для разделения смеси на четыре продукта; на фиг. 2 - то же, на пять продуктов. Сложная ректификационная колонна для разделения-смеси на четыре продукта (фиг.1) включает многосекцион ные колонны 1-3, снабженные штуцера ми «-10 для ввода и вывода продуктов и трубопроводами 11-19 для соединения смежных колонн по пару или жидкости. Сложная ректификационная колонна работает следующим образом. Исходную смесь через штуцер 4 вводят в колонну 1, с верха которой через штуцер 5 вводят пары дистилля та и орошения в конденсатор. Жидкое орошение возвращают в колонну 1 чер штуцер 6. Кипятильник сложной колон ны установлен в низу колонны 3. Шту цер 7 сложит для отвода остатка жид кости в кипятильник, штуцер 8 - для возвращения паров из кипятильника. Конечные продукты разделения - боко вые погоны - выводят из колонны 3 через штуцер 9 и 10. Из колонны 3 отводят два паровых потока. Один из них, отводимый между двумя нижними секциями колонны 3, по трубопроводу 11 направляют в низ колонны 2 для создания в ней парового орошения, второй паровой поток с верха колонн по трубопроводу 12 направляют в колонну 1 между двумя ее верхними сек циями..Паровые потоки по трубопроводам 13 и из колонны 2 вводят в колонну 1 . Жидкость .с низа колоннь 1 по трубопроводу 15 подают в колон ну 2 между двумя ее нижними секциям жидкость с низа колонны 2 по трубопроводу 16 - в колонну 3 между двумя ее нижними секциями. Орошение в колонны 2 и 3 подают из колонны 1 по трубопроводам 17 и ТВ.Промежуточный продукт разделения колонны 2 отводят в колонну 3 по трубопроводу 19Аналогичным образом работает сложная колонна для разделения смеси на пять продуктов (фиг.2). Взаимное расположение -отдельных секций, конденсатора и кипятильника сложной ректификационной колонны такое, что первая колонна, снабженная конденсатором, выполнена с числом секций, равным числу конечных продуктов разделения, во второй и 76 последующих колоннах число установленных в них секций составляет возрастающий ряд нечетных чисел, и, кроме того, первая колонна соединена с верхней частью других многосекционных колонн трубопроводами для пара и жидкости, и по трубопроводу для пара с верха каждой многосекционной колонны паровой поток направляют в первую колонну, откуда с тарелок, под которые вводят пар, отводят жидкость и по другому трубопроводу подают наверх многосекционных колонн в качестве орошения,обеспечивают однонаправленное движение паров из многосекционных колонн в первую колонну и в низ предыдущей колонны для создания в ней парового орошения, т.е. паровой поток не возвращают обратно в ту колонну, откуда он был направлен в предыдущую колонну. Это. позволяет повысить надежность системы распределения потоков пара между отдельными многосек-, ционными колоннами с помощью существующих регулирующих устройств и тем самым обеспечить эксплуатацию сложной ректификационной колонны для разделения смеси по принципуобратимого смешения потоков. Формула изобретения Сложная ректификационная колонна с одним кипятильником и одним конденсатором для разделения смеси по принципу обратимого смешения потоков, состоящая из нескольких многосекционных колонн, число которых на одну меньше числа продуктов разделения, и в первой из них штуцер для вв.ода исходной смеси расположен между двумя ее нижними секциями, о тличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы распределения потоков пара между отдельными многосекционными колоннами и облегчения ее эксплуатации путем организации однонаправленного движения паров из кипятильника колонны к конденсатору, конденсатор установлен вверху первой колонны, а кипятильник - внизу последней колонны, при этом первая колонна выполнена с числом секций, равным числу конечных продуктов разделения, во второй и последующих колоннах Число секций составляет возрастающий, ряд нечетных чисел.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Расчеты основных процессов и Разделение многокомпонентных смесей, аппаратов нефтепереработки. Справоч- 5 М., Химия, 1965, с. 183, 2б2.

rV

9291378

ник. Под ред. Судакова Е.Н., М, , Химия, 1979, с. 227.

2. Платонов В .М. , Берто В.Г.

10

-У