RU163472U1

RU163472U1 - COMBINED COLUMN FOR OIL SLUDGE PROCESSING AND SEWAGE TREATMENT

Info

Publication number: RU163472U1
Application number: RU2015150406/05U
Authority: RU
Inventors: Наталия Валентиновна Шибитова; Николай Степанович Шибитов; Александр Борисович Голованчиков
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2016-07-20

Abstract

Комбинированная колонна для переработки нефтешлама и очистки сточных вод, включающая вертикальный цилиндрический корпус, имеющий основную секцию с массообменными тарелками и отпарную секцию, снабженную контактными элементами, переточное устройство над отпарной секцией и патрубки входа и выхода технологических потоков, отличающаяся тем, что контактные элементы отпарной секции расположены каскадно и выполнены в виде полых струйных тарелок с удаленными сегментами, образующими проход для жидкой и паровой фаз, причем на верхнем полотне тарелок выполнены лепестки, отогнутые вверх на 15-30° и направленные в сторону упомянутого прохода, переточное устройство снабжено разделителем пара, расположенным над его выходным отверстием, и установлено на поперечной перегородке, отделяющей основную и отпарную секции, а патрубок выхода жидкой фазы из массообменной секции снабжен гидрозатвором.Combined column for oil sludge processing and wastewater treatment, including a vertical cylindrical body having a main section with mass transfer plates and a stripping section provided with contact elements, a transfer device over the stripping section and process inlet and outlet nozzles, characterized in that the contact elements of the stripping section arranged in cascade and made in the form of hollow jet plates with removed segments forming a passage for the liquid and vapor phases, and on the upper canvas the petals are made up of petals bent upwards by 15-30 ° and directed towards the aforementioned passage, the transfer device is equipped with a steam separator located above its outlet and is mounted on a transverse partition separating the main and stripping sections, and the outlet pipe of the liquid phase from the mass transfer section equipped with a water seal.

Description

Предлагаемое устройство относится к нефтехимической, химической, пищевой промышленности и может быть применено для переработки нефтешлама, для разделения нефтяных фракций, а также для глубокой очистки сточных вод химических производств от органики, например, от метанола.The proposed device relates to the petrochemical, chemical, food industries and can be used for the processing of oil sludge, for the separation of oil fractions, as well as for deep purification of wastewater from chemical plants from organics, for example, from methanol.

Из предшествующего уровня техники известно устройство для разделения углеводородных смесей, например газового конденсата, которое может быть использовано при производстве бензина и дизельного топлива (Пат. RU 2105591, МПК B01D 3/32, 27.02.1998). Устройство содержит две частично размещенные одна в другой ректификационные колонны, снабженные вводом и выводами продуктовых потоков, причем нижняя колонна отделена от верхней колонны перегородкой, выполненной в виде гидрозатвора.A prior art device is known for separating hydrocarbon mixtures, for example gas condensate, which can be used in the production of gasoline and diesel fuel (Pat. RU 2105591, IPC B01D 3/32, 02.27.1998). The device comprises two distillation columns partially placed in one another, provided with inlets and outlets of product flows, the lower column being separated from the upper column by a partition made in the form of a water seal.

Данное устройство не обеспечивает ступенчатую подачу греющего пара в каждую тарелку нижней колонны, а, следовательно, не может очистить тяжелый продукт от легкой фракции.This device does not provide a stepwise supply of heating steam to each plate of the lower column, and, therefore, cannot clear the heavy product from the light fraction.

Известен массообменный аппарат, включающий корпус с массообменными тарелками и отдельную отпарную секцию для получения бокового погона с соответствующей тарелки, содержащую кипятильник, массообменные тарелки и патрубки отвода и подачи технологических потоков (Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник под ред. Судакова Е.Н. М.: Химия, 1979, с. 227).Known mass transfer apparatus, comprising a housing with mass transfer plates and a separate stripping section for receiving a side stream from the corresponding plate, containing a boiler, mass transfer plates and branch pipes for the discharge and supply of process flows (Calculations of the main processes and apparatuses of oil refining. Handbook edited by E. Sudakova E.N. M .: Chemistry, 1979, p. 227).

Массообменный аппарат в данной компоновке не позволяет полностью извлечь легкую фракцию из кубового остатка.The mass transfer apparatus in this arrangement does not allow to completely extract the light fraction from the bottom residue.

Известна вакуумная колонна установки каталитического крекинга (Пат. RU 2126815, МПК C10G 7/06, B01D 3/10, B01D 3/32, 27.02.1999), содержащая корпус, внутри которого размещены глухие тарелки, в виде секций с массообменными контактными насадками, причем глухая контактная тарелка, разделяющая секцию отбора вакуумного газойля и промывочную секцию, выполнена с развитым оребрением на нижней поверхности.A known vacuum column of a catalytic cracking unit (Pat. RU 2126815, IPC C10G 7/06, B01D 3/10, B01D 3/32, 02/27/1999), comprising a housing, inside which blank plates are placed, in the form of sections with mass transfer contact nozzles, moreover, a blind contact plate separating the vacuum gas oil selection section and the washing section is made with developed finning on the lower surface.

Устройство не обеспечивает очистку тяжелого продукта от легкой фракции, так как невозможно подать греющий пар на отдельные тарелки.The device does not provide cleaning of the heavy product from the light fraction, since it is impossible to apply heating steam to individual plates.

Известна конструкция десорбера (Пат. RU 2452557, МПК B01D 53/14, B01D 3/20, 20.03.2012), которая содержит кубовую массообменную части для взаимодействия систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации, промывки газов. Кубовая часть снабжена дополнительно защитным экраном, ориентированным перпендикулярно потоку реагента и прикрепленным к глухой тарелке десорбера, граничащей с массообменной частью.The known design of the stripper (Pat. RU 2452557, IPC B01D 53/14, B01D 3/20, 03/20/2012), which contains the bottom-mass transfer parts for the interaction of gas systems (steam) - liquid, designed for the processes of absorption, distillation, gas flushing. The bottom part is additionally equipped with a protective screen oriented perpendicular to the flow of the reagent and attached to the blank plate of the stripper, bordering the mass transfer part.

Данное устройство не обеспечивает очистку тяжелого продукта от легкой фракции.This device does not provide cleaning of the heavy product from the light fraction.

Известно устройство для очистки мазута от сероводорода, содержащее массообменный аппарат в виде отпарной колонны, снабженной тарелками в качестве контактных устройств (Пат. RU 2417248, МПК C10G 31/00, C10G 7/00, 10.01.2011). В верхнюю часть колонны подается сырье - мазут и нефтяные фракции - компоненты мазута, очистка сырья от сероводорода осуществляется подачей противотоком снизу отпарной колонны продувочного газа, например, азота, либо водорода, либо углеводородных газов первичной перегонки нефти.A device for cleaning fuel oil from hydrogen sulfide, containing a mass transfer apparatus in the form of a stripping column equipped with plates as contact devices (Pat. RU 2417248, IPC C10G 31/00, C10G 7/00, 01/10/2011). Raw materials — fuel oil and oil fractions — fuel oil components — are fed to the top of the column; the raw materials are removed from hydrogen sulfide by supplying a purge gas, for example, nitrogen, or hydrogen, or hydrocarbon gases of primary distillation of oil, in a countercurrent flow from below.

Данное устройство не обеспечивает очистку тяжелого продукта от легкой фракции, так как греющий пар подается только в одной точке отпарной части колонны, что не позволяет полностью очистить кубовый остаток от легких компонентов.This device does not provide cleaning of the heavy product from the light fraction, since the heating steam is supplied only at one point of the stripping part of the column, which does not allow to completely clear the bottom residue from light components.

Наиболее близкой к заявленному техническому решению является массообменная колонна, включающая вертикальный цилиндрический корпус, имеющий основную секцию с. массообменными тарелками и отпарную секцию для получения бокового погона, образованную продольной перегородкой и днищем, прикрепленными к боковым стенкам колонны, и снабженную массообменными тарелками, патрубки входа и выхода, распределительную тарелку с одним или несколькими переточными устройствами, расположенными над основной и отпарной секциями колонны (Пат. RU 2132215, МПК B01D 3/32, 27.06.1999).Closest to the claimed technical solution is a mass transfer column comprising a vertical cylindrical body having a main section c. mass transfer plates and a stripping section to obtain a side shoulder, formed by a longitudinal partition and a bottom attached to the side walls of the column and equipped with mass transfer plates, inlet and outlet pipes, a distribution plate with one or more transfer devices located above the main and stripping sections of the column (Pat . RU 2132215, IPC B01D 3/32, 06/27/1999).

Технический результат данным устройством не может быть достигнут, так как невозможно подать греющий пар на отдельные тарелки отпарной части, кроме того, допускается смешение жидких потоков из массообменной и отпарной частей колонны.The technical result of this device cannot be achieved, since it is impossible to supply heating steam to the individual plates of the stripping part, in addition, mixing of liquid flows from the mass transfer and stripping parts of the column is allowed.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в разработке комбинированной колонны, обеспечивающей полное удаление легкой фракции из нефтешлама или органики из шламовых сточных вод.The problem to which the claimed technical solution is directed is to develop a combined column that provides complete removal of the light fraction from oil sludge or organic matter from sludge waste water.

Техническим результатом предлагаемой конструкции комбинированной колонны является повышение эффективности работы комбинированной колонны.The technical result of the proposed design of the combined columns is to increase the efficiency of the combined columns.

Заявленный технический результат достигается в комбинированной колонне для переработки нефтешлама и очистки сточных вод, включающей вертикальный цилиндрический корпус, имеющий основную секцию с массообменными тарелками и отпарную секцию, снабженную контактными элементами, переточное устройство над отпарной секцией и патрубки входа и выхода технологических потоков, при этом контактные элементы отпарной секции расположены каскадно и выполнены в виде полых струйных тарелок с удаленными сегментами, образующими проход для жидкой и паровой фаз, причем на верхнем полотне тарелок выполнены лепестки, отогнутые вверх на 15-30° и направленные в сторону упомянутого прохода, переточное устройство, снабжено разделителем пара, расположенным над его выходным отверстием, и установленно на поперечной перегородке, отделяющей основную и отпарную секции, а патрубок выхода жидкой фазы из массообменной секции снабжен гидрозатвором.The claimed technical result is achieved in a combined column for the processing of oil sludge and wastewater treatment, including a vertical cylindrical body having a main section with mass transfer plates and a stripping section equipped with contact elements, a transfer device over the stripping section and nozzles for the input and output of the process flows, while the contact the elements of the stripping section are cascaded and made in the form of hollow jet plates with removed segments forming a passage for liquid and steam phase, and on the top plate of plates made petals, bent upwards by 15-30 ° and directed towards the aforementioned passage, the transfer device is equipped with a steam separator located above its outlet and mounted on a transverse partition separating the main and stripping sections, and the outlet pipe of the liquid phase from the mass transfer section is equipped with a water seal.

Технический результат достигается за счет следующей совокупности признаков:The technical result is achieved due to the following set of features:

- разработанная конструкция контактных элементов отпарной секции колонны, расположенных каскадно и выполненных в виде полых струйных тарелок с удаленными сегментами, образующими проход для жидкой и паровой фаз, с выполненными на верхнем полотне тарелок лепестками, отогнутыми вверх на 15-30° и направленными в сторону упомянутого образующегося прохода контактные элементы отпарной секции, позволяет подавать греющий пар на каждую ступень (тарелку), что увеличивает движущую силу процесса разделения тяжелой и легкой фракций, а, следовательно, повышает эффективность работы колонны;- the developed design of the contact elements of the stripping section of the column, cascaded and made in the form of hollow inkjet plates with removed segments forming a passage for the liquid and vapor phases, with petals made on the top plate of the plates, bent upward by 15-30 ° and directed towards the aforementioned formed passage contact elements stripping section, allows you to apply heating steam to each stage (plate), which increases the driving force of the process of separation of heavy and light fractions, and, therefore, increases the efficiency of the column;

- последовательная ступенчатая обработка жидкой смеси свежим греющим паром дает возможность полностью исчерпать легкие компоненты из кубового остатка, что обеспечивает высокую эффективность колонны;- sequential stepwise processing of the liquid mixture with fresh heating steam makes it possible to completely exhaust the light components from the bottom residue, which ensures high efficiency of the column;

- установка переточного устройства на поперечной перегородке, представляющей собой глухую тарелку, расположенную над отпарной секцией, и выполнение его с разделителем пара, расположенным над выходным отверстием переточного устройства, позволяет передавать пар из отпарной секции в основную массообменную секцию колонны через слой жидкости, что исключает переток жидкой фазы из отпарной секции в основную (массообменную) секцию колонны, позволяя получить более чистые легкие товарные продукты, то есть повышает эффективность работы колонны;- the installation of the transfer device on the transverse partition, which is a blank plate located above the stripping section, and its implementation with a steam separator located above the outlet of the transfer device, allows steam to be transferred from the stripping section to the main mass transfer section of the column through a liquid layer, which eliminates overflow the liquid phase from the stripping section to the main (mass transfer) section of the column, allowing you to get cleaner product lighter products, that is, increases the efficiency of the column;

- выполнение патрубка выхода жидкой фазы из массообменной секции с гидрозатвором исключает попадание в него паров из парового пространства, что повышает эффективность разделения компонентов, то есть эффективность работы колонны.- the execution of the pipe outlet of the liquid phase from the mass transfer section with a water seal eliminates the ingress of vapor from it into the vapor space, which increases the separation efficiency of the components, that is, the efficiency of the column.

На фиг. 1 показана схема комбинированной колонны для переработки нефтешлама и очистки сточных вод в разрезе, на фиг. 2 - контактный элемент отпарной колонны, вид сверху, на фиг. 3 контактный элемент отпарной колонны, в разрезе.In FIG. 1 shows a diagram of a combined column for the processing of oil sludge and wastewater treatment in section; 2 - contact element of the stripping column, top view, in FIG. 3 contact element of the stripping column, in section.

Комбинированная колонна для переработки нефтешлама и очистки сточных вод состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 и включает основную массообменную секцию 2 с массообменными тарелками 3 и отпарную секцию 4 с расположенными каскадно (преимущественно на расстоянии 0,4-0,5 м) контактными элементами 5. Контактные элементы 5 выполнены в виде полых струйных тарелок, каждая из которых состоит из двух горизонтальных полотен 6, 7 с удаленными сегментами, высотой 1/3 длины диаметра, а по периметру между полотнами приварена полоса 8 с отверстием 9 для входа пара. Удаленные сегменты, образуют проход 10 для жидкой и паровой фаз. На верхнем полотне 7 струйных тарелок 5 в шахматном порядке выполнены лепестки 11, отогнутые вверх на 15-30° и направленные в сторону образованного удаленными сегментами, прохода 10 для жидкой и паровой фаз. Лепестки 11 соседних струйных тарелок 5 имеют противоположное направление.The combined column for oil sludge processing and wastewater treatment consists of a vertical cylindrical body 1 and includes a main mass transfer section 2 with mass transfer plates 3 and a stripping section 4 with contact elements arranged in cascade (mainly at a distance of 0.4-0.5 m) 5. Contact elements 5 are made in the form of hollow jet plates, each of which consists of two horizontal canvases 6, 7 with removed segments, 1/3 of the diameter length, and a strip 8 with a hole is welded around the perimeter between the canvases 9 for steam entry. Remote segments form a passage 10 for the liquid and vapor phases. On the upper canvas 7 of the inkjet plates 5, petals 11 are made in a checkerboard pattern, bent upward by 15-30 ° and directed towards the passage 10 for the liquid and vapor phases formed by the removed segments. The petals 11 of the adjacent inkjet plates 5 are in the opposite direction.

Массообменная секция 2 и отпарная секция 4 разделены поперечной перегородкой 12, представляющей собой «глухую» тарелку, расположенную над отпарной секцией 4. На поперечной перегородке 12 установлено переточное устройство 13 высотой 0,5 м, снабженное разделителем пара 14, расположенным над выходным отверстием переточного устройства 13.The mass transfer section 2 and the stripping section 4 are separated by a transverse partition 12, which is a “blank” plate located above the stripping section 4. A transfer device 13 with a height of 0.5 m is installed on the transverse partition 12, equipped with a steam separator 14 located above the outlet of the transfer device 13.

Цилиндрический корпус 1 комбинированной колонны снабжен патрубками входа 15, 16, 17 и выхода 18, 19, 20 технологических потоков. Выходной патрубок 20 из массообменной секции 2 для жидкой фазы снабжен гидрозатвором 21.The cylindrical housing 1 of the combined column is equipped with nozzles for the inlet 15, 16, 17 and outlet 18, 19, 20 of the process streams. The outlet pipe 20 from the mass transfer section 2 for the liquid phase is equipped with a water seal 21.

Комбинированная колонна для переработки нефтешлама и очистки сточных вод работает следующим образом: одновременно в патрубок входа 15, 16 и контактные элементы 5 соответственно подаются жидкая исходная смесь и греющий пар. Жидкая исходная смесь, содержащая легколетучие и труднолетучие компоненты, а также шлам, поступает на верхнее горизонтальное полотно 7 контактного элемента 5, где взаимодействует с греющим паром, выходящим из полости, контактного элемента 5 через прорези из-под лепестков 11, отогнутых вверх на 15-30°. Заданный угол обеспечивает наиболее оптимальное направление и силу струи пара. Струями пара жидкость отбрасывается на противоположную стенку цилиндрического корпуса колонны, откуда через проход 10 для жидкой и паровой фаз стекает на нижерасположенный контактный элемент 5. При этом из жидкости образуются пары, содержащие легкие компоненты, при переработке нефтешлама это фракция легких углеводородов, при очистке сточных вод пары органики, а в самой смеси концентрация их уменьшается. Из отпарной секции 4 колонны кубовый остаток удаляется через патрубок выхода 18 технологических потоков, а пары через переточное устройство 13, высотой 0,5 м, установленное на поперечной перегородке 12. Пары, пройдя разделитель пара 14, поступают на массообменные тарелки 3 основной массообменной секции 2 колонны, где повышается их концентрация. Далее концентрированные пары через патрубок выхода 19 поступают в дефлегматор.The combined column for oil sludge processing and wastewater treatment works as follows: at the same time, a liquid feed mixture and heating steam are respectively supplied to the inlet pipe 15, 16 and contact elements 5, respectively. The liquid initial mixture containing volatile and hardly volatile components, as well as sludge, enters the upper horizontal web 7 of the contact element 5, where it interacts with the heating steam leaving the cavity of the contact element 5 through the slots from under the petals 11, bent upward 15- 30 °. The set angle provides the most optimal direction and strength of the steam jet. With steam jets, the liquid is thrown onto the opposite wall of the cylindrical casing of the column, from where it flows through the passage 10 for the liquid and vapor phases to the lower contact element 5. In this case, vapors containing light components are formed from the liquid, this is a fraction of light hydrocarbons during oil sludge treatment during wastewater treatment organic vapors, and in the mixture itself their concentration decreases. From the stripping section 4 of the column, the bottom residue is removed through the outlet pipe 18 of the process flows, and the vapors through the transfer device 13, 0.5 m high, mounted on the transverse partition 12. Vapors, passing the steam separator 14, are fed to the mass transfer plates 3 of the main mass transfer section 2 columns where their concentration increases. Next, the concentrated vapor through the outlet pipe 19 enters the reflux condenser.

Патрубок входа 17 используется для подачи орошения в колонну. Через патрубок выхода 20 и гидрозатвор 21 удаляется жидкость из массообменной секции 2 комбинированной колонны.The inlet pipe 17 is used to supply irrigation to the column. Through the outlet pipe 20 and the water seal 21, liquid is removed from the mass transfer section 2 of the combined column.

Таким образом, вся совокупность признаков заявленного устройства комбинированной колонны для переработки нефтешлама и очистки сточных вод обеспечивает повышение эффективности работы комбинированной колонны.Thus, the totality of the features of the claimed device combined columns for the processing of oil sludge and wastewater treatment improves the efficiency of the combined columns.

Claims

Combined column for oil sludge processing and wastewater treatment, including a vertical cylindrical body having a main section with mass transfer plates and a stripping section provided with contact elements, a transfer device over the stripping section and process inlet and outlet nozzles, characterized in that the contact elements of the stripping section arranged in cascade and made in the form of hollow jet plates with removed segments forming a passage for the liquid and vapor phases, and on the upper canvas the petals are made up of petals bent upwards by 15-30 ° and directed towards the aforementioned passage, the transfer device is equipped with a steam separator located above its outlet and is mounted on a transverse partition separating the main and stripping sections, and the outlet pipe of the liquid phase from the mass transfer section equipped with a water seal.