RU2019248C1

RU2019248C1 - Heat-mass-exchange column for separating compound and multicomponent mixtures

Info

Publication number: RU2019248C1
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Паршин; Михаил Иванович Митьков; Анатолий Петрович Бурдасов; Валерий Иванович Ефимов; Глеб Александрович Орликовский; Андрей Вадимович Разумовский; Юрий Михайлович Романенко
Original assignee: Александр Григорьевич Паршин; Михаил Иванович Митьков; Анатолий Петрович Бурдасов; Валерий Иванович Ефимов; Глеб Александрович Орликовский; Андрей Вадимович Разумовский; Юрий Михайлович Романенко
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: chemical engineering; petrochemical industry. SUBSTANCE: heat-mass-exchange separating column includes distilling section which houses heat exchanger, feed section having multijet sprayers and disposed above distilling section, fractionating sections with heat exchangers spaced throughout height of column and partial cooler. All sections and partial cooler are divided into compartments by vertical partitions. Feed and fractionating sections are stopped off at their tops by blind plates. Partial cooler heat exchanger is provided with adjustable cooling liquid feed valve. EFFECT: more sophisticated design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных процессов в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других смежных отраслях промышленности. The invention relates to apparatus for carrying out mass transfer processes in the petrochemical, refining and other related industries.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат, повышение эффективности и четкости разделения при регулируемом процессе ректификации. The purpose of the invention is the reduction of energy costs, increasing the efficiency and clarity of separation in a controlled rectification process.

На чертеже представлена тепломассообменная колонна, общий вид. The drawing shows a heat and mass transfer column, General view.

Тепломассообменная колонна 1 состоит из отдельных секций, расположенных по высоте и соединенных между собой. В нижней части колонны 1 расположена отгонная секция 2, над ней закреплена питательная секция 3 и фракционирующие секции 4. В верхней части колонны 1 расположен парциальный холодильник 5. Каждая секция колонны 1 выполнена из цилиндрического корпуса 6 и соединяется с соседней секцией посредством фланцев 7. Внутренняя поверхность отгонной секции 2 посредством вертикальных перегородок 8 разделена на отпарные отсеки 9, а нижняя часть секции 2 закрыта сферическим днищем 10. Кроме того, в этой же секции расположены трубчато-пластинчатые теплообменники 11. The heat and mass transfer column 1 consists of separate sections located in height and interconnected. A distant section 2 is located in the lower part of the column 1, a feeding section 3 and fractionation sections 4 are fixed above it. A partial refrigerator 5 is located in the upper part of the column 1. Each section of the column 1 is made of a cylindrical body 6 and is connected to the neighboring section by means of flanges 7. Internal the surface of the stripping section 2 by means of vertical partitions 8 is divided into stripping compartments 9, and the lower part of section 2 is closed by a spherical bottom 10. In addition, tubular-plate heat exchangers are located in the same section and 11.

Питательная секция 3 также разделена вертикальными перегородками 8 с образованием отпарных отсеков 9, которые соединены между собой перепускными патрубками 12, а внутри полости установлены многолучевые распылители 13. На верхних ребрах перегородок 8 закреплена колпачковая тарелка 14. Аналогичным образом выполнены фракционирующие секции 4, за исключением единственного отличия: вместо многолучевых распылителей 13 в их полостях установлены трубчато-пластинчатые теплообменники 11. The feeding section 3 is also divided by vertical partitions 8 with the formation of stripping compartments 9, which are interconnected bypass pipes 12, and multi-beam nozzles 13 are installed inside the cavity 13. A cap plate 14 is fixed on the upper edges of the partitions 8. Fractioning sections 4 are made in the same way, except for one differences: instead of multi-beam atomizers 13, tubular-plate heat exchangers 11 are installed in their cavities.

Парциальный холодильник 5 разделен на полости вертикальными перегородками 8, внутри полости установлены трубчато-пластинчатые теплообменники 11, в которые из емкости 15 посредством насоса 16 по трубопроводу 17 подается охлаждающая жидкость. Регулировка температурного режима секций осуществляется изменением количества подачи охлаждающей жидкости посредством регулировочного клапана 18, а в качестве охлаждающей жидкости используют сырьевой конденсат. Сырой конденсат хранится в цистерне 19 и посредством циркуляционного насоса 20 через пламенную печь 21 по трансферному трубопроводу 22 подается частично на многолучевой распылитель 13 и в трубчато-пластинчатый теплообменник 11 отгонной секции 2. Охлаждающую жидкость, прошедшую из емкости 15 по трубному пространству последовательно через парциальный холодильник 5 и теплообменники фракционирующих секций 4, направляют по выпускному трубопроводу 23 в цистерну 19. В каждой секции тепломассообменной колонны 1 предусмотрены отводы для вывода отдельных фракций на склад ГСМ (на чертеже не показаны). The partial refrigerator 5 is divided into cavities by vertical partitions 8, tubular-plate heat exchangers 11 are installed inside the cavity, into which coolant is supplied from the tank 15 through the pump 16 through a pipe 17. Adjusting the temperature regime of the sections is carried out by changing the amount of coolant supply through the control valve 18, and raw condensate is used as the coolant. Crude condensate is stored in the tank 19 and through the circulating pump 20 through the flame furnace 21 through the transfer pipe 22 is partially fed to the multi-beam atomizer 13 and to the tube-plate heat exchanger 11 of the distillation section 2. Coolant that has passed from the tank 15 through the tube space in series through a partial refrigerator 5 and the heat exchangers of the fractionation sections 4, are sent through the exhaust pipe 23 to the tank 19. In each section of the heat and mass transfer column 1, bends are provided for outputting separately x fractions on the fuel storage (not shown).

Тепломассообменная колонна работает следующим образом. Heat and mass transfer column operates as follows.

Из цистерны 19 посредством циркуляционного насоса 20 сырой конденсат подают на пламенную печь 21, где его нагревают до расчетной температуры. От пламенной печи 21 часть нагретого конденсата подают на многолучевой распылитель 13 питательной секции 3, а часть подают в трубчато-пластинчатый теплообменник 11 отгонной секции 2, охлажденный конденсат из которого направляют во второй распылитель питательной секции 3. From the tank 19 through the circulation pump 20, the crude condensate is fed to the flame furnace 21, where it is heated to the calculated temperature. From the flame furnace 21, part of the heated condensate is fed to the multi-beam atomizer 13 of the feeding section 3, and part is fed to a tubular-plate heat exchanger 11 of the distillation section 2, the cooled condensate from which is sent to the second atomizer of the feeding section 3.

Конденсат из распылителей 13 в туманообразном состоянии через глухую колпачковую тарелку 14 поступает в фракционирующую секцию 4. Высококипящие компоненты осаждаются вниз и через сквозное фланцевое соединение поступают в отгонную секцию 2. Проходя в межтрубном пространстве трубчато-пластинчатого теплообменника 11, высококипящие компоненты частично испаряются и в виде парового орошения поступают вверх, в питательную секцию 3. Неиспарившиеся высококипящие компоненты поступают в отборную емкость отгонной секции 2 и далее отводятся на склад ГСМ в виде печного топлива. Паровая фаза, поступившая в фракционирующую секцию 4, проходит по межтрубному пространству трубчато-пластинчатого теплообменника 11 и частично конденсирует в виде жидкой флегмы, опускаясь вниз на глухую колпачковую тарелку 14 питательной секции 3, с которой поступает в отпарные отсеки 9 питательной секции 3. Оттуда через перепускные патрубки 12 по патрубку отвода (на чертеже не показан) готовую продукцию в виде летнего дизельного топлива направляют на склад ГСМ. Condensate from the nebulizers 13 in a foggy state through a blind cap plate 14 enters the fractionation section 4. High-boiling components are deposited downward and through a through flange connection they enter the distillation section 2. Passing in the annular space of the tubular-plate heat exchanger 11, the high-boiling components partially evaporate and partially steam irrigation flows up into the nutrient section 3. Unevaporated high-boiling components enter the selected container of the distillation section 2 and then are discharged to the storage Lubricants as furnace fuel. The vapor phase entering the fractionation section 4 passes through the annular space of the tubular-plate heat exchanger 11 and partially condenses in the form of liquid phlegm, dropping down onto the blank cap plate 14 of the feeding section 3, from which it enters the stripping compartments 9 of the feeding section 3. From there, bypass pipes 12 along the branch pipe (not shown in the drawing) finished products in the form of summer diesel fuel are sent to the fuel and lubricants warehouse.

В отсеках 9 жидкая фаза подогревается, выделяя низкокипящие компоненты, которые в виде парового орошения снова поступают в фракционирующую секцию 4, затем через глухую колпачковую тарелку 14 поступают в следующую фракционирующую секцию 4. Пpоходя по межтрубному пространству трубчато-пластинчатого теплообменника 11 паровая фаза частично конденсирует и в виде жидкой флегмы поступает назад на глухую колпачковую тарелку 14 нижестоящей секции 4. С глухой колпачковой тарелки 14 флегма стекает в отпарные отсеки 9 фракционирующей секции 4. Откуда по перепускным патрубкам 12, затем по патрубку отвода поступает на склад ГСМ как зимнее дизельное топливо. In compartments 9, the liquid phase is heated, releasing low-boiling components, which in the form of steam irrigation again enter the fractionation section 4, then through the blank cap plate 14 enter the next fractionation section 4. Passing through the annular space of the tubular-plate heat exchanger 11, the vapor phase partially condenses and in the form of liquid phlegm, it flows back to the blank cap plate 14 of the lower section 4. From the blank cap plate 14, the phlegm flows into the stripping compartments 9 of the fractionating section 4. From where bypass pipes 12, then through the discharge pipe enters the fuel and lubricants warehouse as winter diesel fuel.

В отпарных отсеках 9 жидкую фазу подогревают, испаряя низкокипящие компоненты, которые в виде парового орошения поступают обратно в вышестоящую секцию 4. In the stripping compartments 9, the liquid phase is heated by evaporating low-boiling components, which in the form of steam irrigation come back to the upstream section 4.

Пpоходя по межтрубному пространству трубчато-пластинчатого теплообменника 11, паровая фаза частично конденсируется и стекает на глухую колпачковую тарелку 14 нижней секции 4. С глухой колпачковой тарелки 14 флегма стекает в отпарные отсеки 9 секции 4. Из отсеков 9 жидкая фаза по перепускным патрубкам 12 поступает на склад ГСМ в виде фракции бензина. Жидкую фазу в отсеках 9 секции 4 подогревают и выделяют низкокипящие компоненты, которые в виде парового орошения поступают в вышестоящую секцию 4. Passing through the annular space of the tubular-plate heat exchanger 11, the vapor phase partially condenses and flows to the blank cap plate 14 of the lower section 4. From the blank cap plate 14, the phlegm flows to the stripping compartments 9 of section 4. From the compartments 9, the liquid phase flows through the bypass pipes 12 to fuel depot in the form of a fraction of gasoline. The liquid phase in the compartments 9 of section 4 is heated and low-boiling components are released, which in the form of steam irrigation enter the higher section 4.

Несконденсировавшиеся пары из этой секции 4 через глухую колпачковую тарелку 14 поступают в парциальный холодильник 5. Проходя по межтрубчатому пространству парциального холодильника 5, пары конденсируются и в виде жидкой флегмы стекают на глухую колпачковую тарелку 14 фракционирующей секции 4. С глухой колпачковой тарелки 14 флегма стекает в отсеки 9 секции 4. Non-condensing vapors from this section 4 through the blind cap plate 14 enter the partial refrigerator 5. Passing through the intertubular space of the partial cooler 5, the vapors condense and, in the form of liquid phlegm, flow onto the blind cap plate 14 of the fractionating section 4. From the blind cap plate to the phlegm 14 compartments 9 sections 4.

Из отсеков 9 жидкая фаза поступает на склад ГСМ, как растворитель. Несконденсировавшиеся пары после парциального холодильника 5 по трубопроводу (на чертеже не показан) выхода паров растворителя через специальный холодильник отправляют на склад ГСМ. From compartments 9, the liquid phase enters the fuel and lubricants warehouse as a solvent. Non-condensing vapors after a partial refrigerator 5 via a pipeline (not shown in the drawing) of the outlet of solvent vapors are sent to a fuel and lubricant warehouse through a special refrigerator.

Для обеспечения заданного температурного режима фракционирующих секций 4 из емкости хранения охлаждающей жидкости 15 сырьевой конденсат прокачивают по трубному пространству последовательно через парциальный холодильник 5 и теплообменники секций 4 и направляют в цистерну 19 хранения конденсата. To ensure a given temperature regime of the fractioning sections 4 from the storage capacity of the cooling liquid 15, the raw condensate is pumped through the pipe space sequentially through the partial refrigerator 5 and the heat exchangers of the sections 4 and sent to the condensate storage tank 19.

Регулировку температурного режима фракционирующих секций осуществляют изменением количества подачи охлажденной жидкости посредством регулировочного клапана 18. The temperature control of the fractionation sections is carried out by changing the amount of supply of chilled liquid by means of an adjustment valve 18.

Использование изобретения позволит осуществлять регулировку технологического режима работы секций с автоматизацией температурного режима. Using the invention will allow for the adjustment of the technological mode of operation of the sections with the automation of the temperature regime.

Claims

HEAT AND MASS TRANSFER COLUMN FOR SEPARATION OF COMPLEX AND MULTICOMPONENT MIXTURES, including a housing divided in height into sections distillation, nutrient and fractionation, heat exchangers, blank plates, characterized in that, in order to reduce energy costs, increase efficiency and clarity of separation during the regulated distillation process, distillation the section is equipped with a heat exchanger located inside it, above it there is a feeding section with multi-beam nebulizers, then fractionated along the height of the column ue section and partial refrigerator, all the partial sections and a refrigerator equipped with vertical partitions, dividing them into sections and blind plates formed with nozzles and are mounted on top, and nutrient fractionation sections, wherein the heat exchanger partial refrigerator provided with the control valve coolant.