RU2135841C1 - Method of operation of vacuum-building pump-and ejector plant and devices for realization of this method - Google Patents
Method of operation of vacuum-building pump-and ejector plant and devices for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2135841C1 RU2135841C1 RU98105043/06A RU98105043A RU2135841C1 RU 2135841 C1 RU2135841 C1 RU 2135841C1 RU 98105043/06 A RU98105043/06 A RU 98105043/06A RU 98105043 A RU98105043 A RU 98105043A RU 2135841 C1 RU2135841 C1 RU 2135841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- jet apparatus
- separator
- vapor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам работы и устройству вакуумсоздающей насосно-эжекторной установки, преимущественно к установкам для создания вакуума в колоннах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и др. отраслей промышленности. The invention relates to methods of operation and a device for creating a vacuum ejector installation, mainly to installations for creating a vacuum in columns of oil refining, petrochemical, chemical and other industries.
Известна установка для перегонки жидкого продукта, включающая колонну под вакуумом, жидкостно-газовый струйный аппарат, сепаратор и насос, причем продольная ось струйного аппарата расположена вертикально, выходное сечение сопла подачи жидкости струйного аппарата расположено на высоте 5-35 м над входом в сепаратор, а выходной участок напорной магистрали расположен ниже уровня жидкости в сепараторе с образованием гидрозатвора (см., RU 2091117 C1, 1995). A known installation for the distillation of a liquid product, including a column under vacuum, a liquid-gas jet apparatus, a separator and a pump, the longitudinal axis of the jet apparatus is located vertically, the output section of the nozzle for supplying liquid of the jet apparatus is located at a height of 5-35 m above the entrance to the separator, and the outlet section of the pressure line is located below the liquid level in the separator with the formation of a water seal (see, RU 2091117 C1, 1995).
В этом же патенте описан способ работы этой установки, включающий подачу в сопло струйного аппарата жидкой среды, откачку струйным аппаратом газообразной среды с последующим смешением сред и сжатием газообразной среды, разделение смеси в сепараторе на сжатый газ и жидкость, отвод сжатого газа из сепаратора и подачу жидкой среды из сепаратора насосом в сопло струйного аппарата. The same patent describes the method of operation of this installation, which includes supplying a liquid medium to a nozzle of a jet apparatus, pumping out a gaseous medium by a jet apparatus, followed by mixing the media and compressing the gaseous medium, separation of the mixture in the separator into compressed gas and liquid, discharge of compressed gas from the separator, and supply liquid medium from the separator by pump to the nozzle of the jet apparatus.
Однако данные установка и способ ее работы не обеспечивают требуемую производительность по откачке газообразной среды, что сужает область их использования. However, these installations and the method of its operation do not provide the required productivity for pumping a gaseous medium, which narrows the scope of their use.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ работы вакуумсоздающей насосно-эжекторной установки, включающий подвод из вакуумной ректификационной колонны парогазовой смеси и по дачу рабочей жидкости в жидкостно-газовый струйный аппарат, сжатие парогазовой смеси и конденсацию паров, отделение жидкости от несконденсировавшейся части парогазовой смеси с отводом последней из сепаратора (см., R.U 2050168 C1, 1992). The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of operating a vacuum-generating pump-ejector installation, comprising supplying a vapor-gas mixture from a vacuum distillation column and supplying a working liquid to a liquid-gas jet apparatus, compressing the gas-vapor mixture and condensing the vapors, separating the liquid from the non-condensing parts of the vapor-gas mixture with the removal of the latter from the separator (see, RU 2050168 C1, 1992).
Из этого же патента известна вакуумсоздающая насосно-эжекторная установка, содержащая магистраль подвода парогазовой смеси, жидкостно-газовый струйный аппарат, сепаратор с магистралью отвода из него газа и насос, при этом выход струйного аппарата сообщен со входом сепаратора, вход по газу струйного аппарата - с магистралью подвода парогазовой смеси, вход по жидкости струйного аппарата - с выходом насоса, а вход последнего сообщен с выходом жидкости из сепаратора. A vacuum-generating pump-ejector installation is known from the same patent, which contains a steam-gas mixture supply line, a liquid-gas jet apparatus, a separator with a gas exhaust line and a pump, while the outlet of the jet apparatus is in communication with the separator input, and the gas inlet of the jet apparatus is connected to the gas-vapor mixture supply line, the liquid inlet of the jet apparatus — with the pump outlet, and the latter inlet is in fluid communication with the separator.
Однако эти способ работы и установка, его реализующая, имеют недостаточно высокий коэффициент эжекции струйного аппарата или другими словами низкую производительность по откачиваемой среде, что снижает общую эффективность работы установки и, как следствие, ведет к увеличению энергозатрат на поручение вакуума. However, this method of operation and the installation that implements it have an insufficiently high coefficient of ejection of the inkjet apparatus or, in other words, low productivity in the pumped medium, which reduces the overall efficiency of the installation and, as a result, leads to an increase in energy consumption for a vacuum.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение производительности вакуумсоздающей насосно-эжекторной установки и уменьшение энергозатрат. The technical problem to which the present invention is directed is to increase the productivity of a vacuum-generating pump-ejector installation and reduce energy consumption.
Решение поставленной задачи (в части способа) обеспечивается тем, что в способе работы вакуумсоздающей насосно- эжекторной установки, включающем подвод парогазовой смеси и рабочей жидкости в жидкостно-газовый струйный аппарат, сжатие парогазовой смеси и конденсацию паров, отделение жидкости от несконденсировавшейся парогазовой смеси с отводом последней из установки, в качестве рабочей жидкости жидкостно-газового струйного аппарата подают смесь углеводородосодержащей фракции с водой и при этом поддерживают давление парогазовой смеси на входе в жидкостно-газовый струйный аппарат, не превышающее давление насыщенных паров воды при температуре рабочей жидкости более чем в два раза. Кроме того, массовая доля воды в рабочей жидкости составляет 0.02-15%. а температура кипения углеводородосодержащей фракции или ее составляющих лежит в диапазоне 125-700oC. Возможен вариант работы, когда предварительно конденсируют пары парогазовой смеси до ее поступления в струйный аппарат.The solution of the problem (in terms of the method) is ensured by the fact that in the method of operation of a vacuum-generating pump-ejector installation, which includes supplying a gas-vapor mixture and a working fluid into a liquid-gas jet apparatus, compressing a gas-vapor mixture and condensing vapors, separating the liquid from the non-condensing vapor-gas mixture with a tap the last of the installation, as a working fluid of a liquid-gas jet apparatus, a mixture of a hydrocarbon-containing fraction with water is supplied and the pressure of the vapor-gas mixture is maintained entering the gas-liquid jet apparatus is not greater than the pressure of saturated water vapor at a temperature of the working fluid by more than two times. In addition, the mass fraction of water in the working fluid is 0.02-15%. and the boiling point of the hydrocarbon-containing fraction or its components lies in the range of 125-700 o C. It is possible to work when the vapor-gas mixture is pre-condensed before it enters the jet apparatus.
Решение поставленной задачи (в части устройства) обеспечивается тем, что вакуумсоздающая насосно-эжекторная установка, содержащая магистраль подвода парогазовой смеси, жидкостно-газовый струйный аппарат, сепаратор с магистралью отвода газа с установки и насос, причем выход струйного аппарата сообщен со входом сепаратора, вход по газу струйного аппарата - с магистралью подвода парогазовой смеси, вход по жидкости струйного аппарата - с выходом насоса, а вход последнего - с выходом сепаратора, снабжена устройством подготовки рабочей жидкости заданного состава с подключенной к нему водяной магистралью, установленным между сепаратором и насосом. В установке на магистрали подвода парогазовой смеси возможна последовательная установка конденсатора и дополнительного сепаратора, при этом вход конденсатора подключен к входу в дополнительный сепаратор, а последний выходом по газу подключен к входу по газу струйного аппарата. The solution of the problem (in terms of the device) is ensured by the fact that the vacuum-generating pump-ejector installation containing a steam-gas mixture supply line, a liquid-gas jet apparatus, a separator with a gas outlet line from the plant and a pump, the outlet of the jet apparatus communicating with the separator input, input for gas of the jet apparatus — with a steam-gas mixture supply line, inlet for liquid of the jet apparatus — with the outlet of the pump, and the inlet of the latter — with the exit of the separator, equipped with a device for preparing the working fluid a given composition with a water main connected to it, installed between the separator and the pump. In the installation on the supply line of gas-vapor mixture, a sequential installation of a condenser and an additional separator is possible, while the condenser input is connected to the input to the additional separator, and the last by gas output is connected to the gas input of the jet apparatus.
В другом варианте выполнения вакуумсоздающая насосно-эжекторная установка содержит магистраль подвода парогазовой смеси, жидкостно-газовый струйный аппарат, сепаратор с магистралью отвода газа с установки и насос, причем выход струйного аппарата сообщен со входом сепаратора, вход по газу струйного аппарата - с магистралью подвода парогазовой смеси, вход по жидкости струйного аппарата - с выходом насоса, а вход последнего - с выходом сепаратора, при этом сепаратор соединен с отстойником, подключенным к водяной магистрали через регулирующий клапан, обеспечивающий заданное содержание воды в рабочей жидкости. In another embodiment, the vacuum-generating pump-ejector installation comprises a steam-gas mixture supply line, a liquid-gas jet apparatus, a separator with a gas exhaust line from the installation, and a pump, the outlet of the jet apparatus communicating with the separator input, and the gas input of the jet apparatus with a steam-gas supply line mixture, the liquid inlet of the jet apparatus — with the pump outlet, and the inlet of the latter — with the separator outlet, while the separator is connected to a sump connected to the water line through an adjustable rd valve providing a predetermined water content in the working fluid.
Сущность способа работы вакуумсоздающей насосно-эжекторной установки заключается в том, что при истечении заявляемой рабочей жидкости из активного сопла струйного аппарата и откачке пассивной парогазовой смеси с давлением, не превышающем давление насыщенных паров воды при температуре рабочей жидкости более чем в два раза, происходит вскипание воды. Это приводит к интенсивному распаду на капли жидкой углеводородосодержащей фракции, истекающей в качестве рабочей жидкости из сопла струйного аппарата, и образованию двухфазной высокоскоростной механически неравновесной смеси дисперсной структуры, которая откачивает парогазовую смесь из вакуумируемой емкости. В этой высокоскоростной смеси дисперсной структуры скорость истечения водяного пара может превысить скорость распространения звука. Образование такой высокоскоростной двухфазной струи дисперсной структуры обеспечивает высокую эффективность работы струйного аппарата. The essence of the method of operation of a vacuum-generating pump-ejector installation is that when the claimed working fluid expires from the active nozzle of the jet apparatus and the passive vapor-gas mixture is pumped out with a pressure not exceeding the pressure of saturated water vapor at more than two times the temperature of the working fluid, water boils . This leads to intensive decomposition into droplets of a liquid hydrocarbon-containing fraction flowing out as a working fluid from the nozzle of the jet apparatus, and the formation of a two-phase high-speed mechanically nonequilibrium dispersed structure mixture, which pumps the vapor-gas mixture from the evacuated tank. In this high-speed mixture of a dispersed structure, the rate of outflow of water vapor may exceed the speed of sound propagation. The formation of such a high-speed two-phase jet of a dispersed structure ensures high efficiency of the jet apparatus.
Как показали проведенные экспериментальные исследования, интенсивный процесс вскипания воды при истечении водоуглеводородной рабочей жидкости из сопла жидкостно-газового струйного аппарата происходит, когда давление откачиваемой среды не превышает более чем в два раза давление насыщенных паров воды при температуре рабочей жидкости на входе в струйный аппарат. Известно, что интенсивный процесс перехода жидкой фазы с заданной температурой в паровую проходит при давлении насыщения. Однако в силу особенностей конструкции жидкостно-газового струйного аппарата и протекающего в нем рабочего процесса интенсивный процесс парообразования воды, содержащейся в рабочей жидкости, начинается при давлении парогазового потока на входе в струйный аппарат, превышающем давление насыщения. Это можно объяснить тем, что работа струйного аппарата сопровождается образованием областей со значительно пониженным местным давлением (например, в вихревых зонах, образующихся в струе жидкости, истекающей из сопла струйного аппарата, в застойной зоне у кромки выходного сечения активного сопла, имеющего конечную толщину, и др.), воздействие которых на истекающую высокоскоростную рабочую жидкость приводит к испарению (вскипанию) воды в указанном выше диапазоне давления. Кроме того, разгон парогазового потока при входе в камеру смешения струйного аппарата также приводит к понижению статического давления. As shown by experimental studies, an intense process of boiling water during the expiration of a water-hydrocarbon working fluid from a nozzle of a liquid-gas jet apparatus occurs when the pressure of the pumped medium does not more than double the pressure of saturated water vapor at the temperature of the working fluid at the inlet of the jet apparatus. It is known that an intensive process of transition of a liquid phase with a given temperature to a vapor takes place at a saturation pressure. However, due to the design features of the liquid-gas jet apparatus and the working process proceeding therein, the intensive process of vaporization of the water contained in the working fluid begins when the vapor-gas flow pressure at the inlet of the jet apparatus exceeds the saturation pressure. This can be explained by the fact that the operation of the jet apparatus is accompanied by the formation of regions with significantly reduced local pressure (for example, in the vortex zones formed in the jet of fluid flowing from the nozzle of the jet apparatus in the stagnant zone at the edge of the outlet section of the active nozzle having a finite thickness, and etc.), the impact of which on the outflowing high-speed working fluid leads to the evaporation (boiling) of water in the above pressure range. In addition, the acceleration of the vapor-gas flow at the entrance to the mixing chamber of the jet apparatus also leads to a decrease in static pressure.
Как известно, коэффициент эжекции у вакуумного газо-газового струйного аппарата выше, чем у вакуумного жидкостно- газового струйного аппарата (эжектора) в том случае, если при откачивании парогазового потока его паровая составляющая не конденсируется в проточной части жидкостно-газового струйного аппарата. В случае конденсации паровой составляющей коэффициент эжекции у жидкостно-газового струйного аппарата может быть выше, чем у газо-газового эжектора. Кроме того, жидкостно-газовый струйный аппарат имеет большую степень сжатия парогазового потока в одной ступени, чем газо-газовый эжектор. As is known, the ejection coefficient of a vacuum gas-gas jet apparatus is higher than that of a vacuum liquid-gas jet apparatus (ejector) if, when pumping out a gas-vapor stream, its vapor component does not condense in the flowing part of the liquid-gas jet apparatus. In the case of condensation of the vapor component, the ejection coefficient of a liquid-gas jet apparatus may be higher than that of a gas-gas ejector. In addition, the liquid-gas jet apparatus has a greater degree of compression of the vapor-gas stream in one stage than the gas-gas ejector.
В предлагаемом способе работы откачка парогазового потока высокоскоростной струей дисперсной структуры объединяет преимущества того и другого типов струйных аппаратов. На диспергированной углеводородосодержащей жидкости происходит интенсивная конденсация паровой составляющей откачиваемого парогазового потока. А высокоскоростной водяной пар струи дисперсной структуры, истекающей из жидкостного сопла, увеличивает коэффициент эжекции этого аппарата по "чистому" (неконденсируемому) газу. Одновременно в камере смешения и диффузоре струйного аппарата по мере роста давления происходит процесс конденсации водяного пара, что позволяет создавать большую степень сжатия газового потока в одной ступени такого аппарата. In the proposed method of operation, pumping a combined-cycle gas stream with a high-speed dispersed jet combines the advantages of both types of jet devices. Intensive condensation of the vapor component of the pumped gas-vapor stream occurs on a dispersed hydrocarbon-containing liquid. A high-speed water vapor stream of a dispersed structure flowing out of a liquid nozzle increases the ejection coefficient of this apparatus by a “clean” (non-condensable) gas. At the same time, in the mixing chamber and the diffuser of the jet apparatus, as the pressure rises, the process of condensation of water vapor occurs, which allows creating a greater degree of compression of the gas stream in one stage of such an apparatus.
В зависимости от глубины создаваемого вакуума и содержанию паровой составляющей в откачиваемом парогазовом потоке процентное содержание воды в смеси, подаваемой в качестве рабочего тела в активное сопло струйного аппарата, должно быть различным, для того чтобы обеспечить минимальную мощность, потребляемую вакуумсоздающей насосно-эжекторной установкой. Чем выше глубина вакуума и больше содержание паровой составляющей в парогазовой смеси, тем меньше должно быть процентное содержание воды и соответственно больше процентное содержание углеводородосодержащей фракции в смеси, подаваемой в качестве рабочей жидкости в активное сопло струйного аппарата. Минимальное процентное содержание воды в смеси 0,02 мас.% обусловлено тем, что при давлении парогазовой смеси от 1 до 5 мм ртутного столба, как было определено экспериментально, воды не хватало для интенсивного разрушения жидкостной струи с образованием жидкостно-паровой струи дисперсной структуры. При снижении содержания воды в рабочей жидкости одновременно уменьшается коэффициент эжекции, так как пропадают указанные особенности струйного аппарата, работающего на водоуглеводородосодержащей смеси, которые позволяли использовать преимущества газо-газового эжектора. Максимальный процент содержания воды в смеси 15% обусловлен тем, что в этом случае образуется большой объемный расход водяного пара в высокоскоростной диспергированной парожидкостной эжектирующей струе. Струйный аппарат насосно- эжекторной установки по характеристикам начинает напоминать газо- газовый эжектор. Это приводит к росту коэффициента эжекции при одновременном снижении степени повышения давления в одной ступени аппарата, т.к. уменьшаются преимущества такого струйного аппарата, которые роднили его с жидкостно-газовым эжектором. Поэтому при заданном давлении в сепараторе насосно-эжекторной установки (около 0.15 МПа) становится невозможным поддержание давление в вакуумируемой емкости менее 100 мм рт. ст. Depending on the depth of the vacuum created and the content of the vapor component in the pumped gas stream, the percentage of water in the mixture supplied as a working fluid to the active nozzle of the jet apparatus must be different in order to ensure the minimum power consumed by the vacuum-generating pump-ejector unit. The higher the vacuum depth and the higher the content of the vapor component in the gas-vapor mixture, the lower should be the percentage of water and, accordingly, the higher the percentage of hydrocarbon-containing fraction in the mixture supplied as a working fluid to the active nozzle of the jet apparatus. The minimum percentage of water in the mixture of 0.02 wt.% Is due to the fact that at a vapor-gas mixture pressure of 1 to 5 mm Hg, as was determined experimentally, there was not enough water for intensive destruction of the liquid jet with the formation of a liquid-vapor jet of a dispersed structure. With a decrease in the water content in the working fluid, the ejection coefficient decreases at the same time, since the indicated features of the jet apparatus operating on a water-hydrocarbon-containing mixture disappear, which made it possible to take advantage of the gas-gas ejector. The maximum percentage of water in the mixture of 15% is due to the fact that in this case a large volume flow of water vapor is formed in a high-speed dispersed vapor-liquid ejection jet. The jet apparatus of the pump-ejector installation by characteristics begins to resemble a gas-gas ejector. This leads to an increase in the ejection coefficient while reducing the degree of pressure increase in one stage of the apparatus, because the advantages of such an inkjet apparatus, which are related to it with a liquid-gas ejector, are reduced. Therefore, at a given pressure in the separator of the pump-ejector unit (about 0.15 MPa), it becomes impossible to maintain the pressure in the evacuated tank less than 100 mm Hg. Art.
Подводя итоги вышеизложенному, еще раз отметим, что сущность заявляемого способа работы вакуумсоздающей насосно-эжекторной установки в том, что используется смесь двух компонентов. Один из компонентов с меньшим процентным содержанием в смеси вскипает при истечении из сопла струйного аппарата и переходит в паровую фазу, приобретая скорость, которая может превышать скорость звука, как это происходит, например, в паровых эжекторах. Второй компонент смеси при этом остается в жидком состоянии, так как его давление насыщенных паров при температуре рабочей жидкости существенно меньше давления парогазового потока на входе в струйный аппарат. На основании этого при использовании воды в качестве первого компонента рабочей жидкости вторым компонентом для указанного выше диапазона создаваемого вакуума может быть использована, например, углеводородная фракция с температурой кипения, лежащей в диапазоне 125-700oC.Summing up the above, we note once again that the essence of the proposed method of operation of a vacuum-generating pump-ejector installation is that a mixture of two components is used. One of the components with a lower percentage in the mixture boils when the jet apparatus exits from the nozzle and passes into the vapor phase, acquiring a speed that can exceed the speed of sound, as is the case, for example, in steam ejectors. The second component of the mixture remains in the liquid state, since its saturated vapor pressure at the temperature of the working fluid is significantly less than the vapor-gas flow pressure at the inlet to the jet apparatus. Based on this, when using water as the first component of the working fluid, the second component for the above range of vacuum can be used, for example, a hydrocarbon fraction with a boiling point lying in the range 125-700 o C.
Для поддержания указанного выше процентного содержания воды в рабочей жидкости, между сепаратором и насосом устанавливается устройство подготовки рабочей жидкости. В случае работы вакуумсоздающей насосно-эжекторной установки с избыточным содержанием воды в жидкости, выходящей из сепаратора (например, в процессах с подачей водяного пара в вакуумируемую колонну) устройство подготовки предпочтительно выполнять в виде фильтра-сепаратора, который осуществляет разделение водоуглеводородной эмульсии в пористых проницаемых перегородках путем коагуляции капель дисперсной фазы под действием поверхностных сил с последующим их гравитационным осаждением из потока и отводом избытка воды. Путем подбора пористых перегородок с различной проницаемостью обеспечивается требуемая концентрация воды в рабочей жидкости струйного аппарата. Возможно выполнение фильтра-сепаратора, основанного и на других принципах разделения эмульсии, например, с использованием инерционных или центробежных сил, коагуляции диспергированной жидкости на сетках, жалюзийных насадках и др. В случае, если количество воды в жидкости после сепаратора меньше необходимого (например, в случае проведения в вакуумной колонне "сухой" перегонки), вода дополнительно подается в устройство подготовки рабочей жидкости по магистрали от внешних источников. Узел ввода воды в жидкость может быть выполнен тангенциально или соосно основному потоку, через специальные прорези, щели и т.д. To maintain the above percentage of water in the working fluid, a device for preparing the working fluid is installed between the separator and the pump. In the case of operation of a vacuum-generating pump-ejector installation with excess water content in the liquid leaving the separator (for example, in processes with the supply of water vapor to the evacuated column), the preparation device is preferably performed in the form of a filter separator that separates the water-hydrocarbon emulsion in porous permeable partitions by coagulation of droplets of the dispersed phase under the influence of surface forces, followed by their gravitational precipitation from the stream and the removal of excess water. By selecting porous partitions with different permeabilities, the required concentration of water in the working fluid of the jet apparatus is ensured. It is possible to perform a filter separator based on other principles of emulsion separation, for example, using inertial or centrifugal forces, coagulating dispersed liquid on grids, louvre nozzles, etc. If the amount of water in the liquid after the separator is less than necessary (for example, in case of “dry” distillation in the vacuum column), water is additionally supplied to the device for preparing the working fluid along the line from external sources. The unit for introducing water into the liquid can be performed tangentially or coaxially with the main stream, through special slots, slots, etc.
В ряде случаев отсутствует возможность использовать устройство подготовки рабочей жидкости из-за повышенного перепада давления на нем, что может привести к возникновению кавитации на насосе и срыву его работы. В этом случае может быть использован другой вариант выполнения насосно-эжекторной установки, где подготовка рабочей жидкости с заданным составом проводится непосредственно в сепараторе и присоединенным к нему отстойнике, подключенным к водяной магистрали через регулирующий клапан. При этом предпочтительный вариант выполнения внутреннего устройства сепаратора показан на фиг.2. Парогазожидкостная смесь после жидкостно-газового струйного аппарата поступает в сепаратор по магистрали, выходной участок которой расположен ниже уровня жидкости в сепараторе с образованием гидрозатвора. Далее эта смесь поднимается и поступает на один или несколько лотков, расположенных с наклоном для обеспечения равномерного стекания потока с заданной толщиной слоя. Благодаря увеличению проходной площади и уменьшению эффективной толщины сплошного жидкостного слоя на лотках происходит интенсивное разделение парогазовой фазы и жидкости. На выходе последнего лотка для обеспечения окончательной сепарации от парогаза и создания оптимальных условий для последующего разделения углеводородной жидкости и воды, устанавливается, например, пакет регулярной насадки, который за счет специально спрофилированной поверхности решает указанные выше задачи. Затем подготовленная жидкость поступает в пакет жалюзийных насадок, где происходит интенсивное разделение тяжелой (вода) и более легкой (углеводородной) жидкости. Разделенные в жалюзийном пакете жидкости поступают в гравитационную зону сепаратора, где из-за разности плотностей происходит их дальнейшее расслоение. Более тяжелая жидкость с большим процентным содержанием воды поступает в отстойник, присоединенный к нижней части сепаратора. В отстойнике происходит окончательное отделение воды от углеводородной жидкости за счет действия гравитационных сил в зоне с очень большим временем пребывания. Углеводородная жидкость всплывает из отстойника в сепаратор, а вода оседает на дно отстойника. После этого очищенная вода забирается с нижней части отстойника и отводится по водяной магистрали, проходя предварительно через регулирующий клапан. Подготовка рабочей жидкости с заданным количеством воды производится следующим образом: путем открытия или закрытия регулирующего клапана изменяется количество отводимой от сепаратора воды. Таким образом, количество, воды (соответственно, и ее массовая доля по отношению к углеводородосодержащей жидкости), поступающее через штуцер отбора рабочей жидкости в отстойник, который расположен в гравитационной зоне сепаратора, может изменяться в нужном направлении. В случае, если в двухфазной смеси, поступающей в сепаратор, содержится недостаточное количество воды для приготовления рабочей жидкости струйного аппарата необходимого состава, то дополнительно вода может подводиться в отстойник, например, через трехходовой регулирующий клапан, который обеспечивает, как отвод, так и подвод воды к отстойнику. In some cases, it is not possible to use the device for preparing the working fluid due to the increased pressure drop across it, which can lead to cavitation on the pump and disruption of its operation. In this case, another embodiment of the pump-ejector installation can be used, where the preparation of the working fluid with a given composition is carried out directly in the separator and the sump attached to it, connected to the water line through a control valve. In this case, the preferred embodiment of the internal device of the separator is shown in figure 2. The vapor-gas-liquid mixture after the liquid-gas jet apparatus enters the separator along the line, the outlet section of which is located below the liquid level in the separator with the formation of a water seal. Next, this mixture rises and enters one or more trays located with an inclination to ensure uniform flow down with a given layer thickness. Due to the increase in the passage area and the decrease in the effective thickness of the continuous liquid layer on the trays, an intensive separation of the vapor-gas phase and the liquid occurs. At the exit of the last tray, in order to ensure the final separation from the combined-cycle gas and create optimal conditions for the subsequent separation of hydrocarbon liquid and water, for example, a regular packing unit is installed, which solves the above problems due to a specially profiled surface. Then, the prepared liquid enters the package of louvered nozzles, where there is an intensive separation of the heavy (water) and lighter (hydrocarbon) liquids. The liquids separated in the louvre bag enter the gravitational zone of the separator, where further separation occurs due to the difference in densities. A heavier liquid with a high percentage of water enters the sump attached to the bottom of the separator. In the sump, the final separation of water from the hydrocarbon liquid occurs due to the action of gravitational forces in the zone with a very long residence time. Hydrocarbon liquid floats from the sump to the separator, and water settles to the bottom of the sump. After that, the purified water is taken from the bottom of the sump and is discharged along the water line, passing through the control valve first. Preparation of a working fluid with a given amount of water is performed as follows: by opening or closing the control valve, the amount of water discharged from the separator changes. Thus, the amount of water (respectively, and its mass fraction in relation to the hydrocarbon-containing liquid) entering through the fitting of the working fluid into the sump, which is located in the gravitational zone of the separator, can change in the right direction. If the two-phase mixture entering the separator does not contain enough water to prepare the working fluid of the jet apparatus of the required composition, then additionally water can be supplied to the sump, for example, through a three-way control valve that provides both drainage and water supply to the sump.
Таким образом достигается выполнение поставленной в изобретении задачи. Thus, the achievement of the objectives of the invention is achieved.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки с устройством подготовки рабочей жидкости, а на фиг. 2 - вариант выполнения установки с отстойником и регулирующим клапаном. In FIG. 1 is a schematic diagram of an installation with a device for preparing a working fluid, and FIG. 2 - an embodiment of the installation with a sump and a control valve.
Установка по фиг. 1 содержит магистраль подвода парогазовой смеси 5, жидкостно-газовый струйный аппарат 6, сепаратор 10 с магистралью отвода газа с установки 11 и насос 17, при этом выход струйного аппарата 6 сообщен с входом сепаратора 10, вход по газу струйного аппарата - с магистралью подвода парогазовой смеси 5, вход по жидкости струйного аппарата - с выходом насоса 17, а вход последнего - с выходом сепаратора 10, устройство подготовки рабочей жидкости 14, установленное между сепаратором 10 и насосом 17, с подключенными к нему магистралями подвода 13 и отвода 16 воды, а также патрубком 18 для отвода выделившихся газов от устройства подготовки 14. Колонна под вакуумом, из которой проводится откачка парогазовой смеси, может быть снабжена магистралями подвода углеводородосодержащего продукта 2 и водяного пара 19, отвода, по меньшей мере, одной жидкой фракции 3 и отвода остатка перегонки 4. Как вариант, установка снабжается конденсатором 7 и дополнительным сепаратором 8 с линией слива конденсата 9, при этом вход конденсатора 7 сообщен с магистралью подвода парогазовой смеси 5. выход - со входом дополнительного сепаратора 8, а выход по газу последнего сообщен с газовым входом струйного аппарата 6. Возможно подключение установки по средством патрубка 20 к источнику свежей углеводородной фракции (на чертеже не показан), либо к магистрали 3 отвода жидкой фракции от колонны под вакуумом 1. Для отвода избыточного тепла установка снабжается теплообменником 15, а для слива избытка жидкости, образующейся при работе установки, предусматривается специальный патрубок 12. The installation of FIG. 1 contains a steam-gas
Установка по фиг. 2 отличается от установки по фиг. 1 тем, что вместо устройства подготовки рабочей жидкости 14, расположенного между сепаратором 10 и насосом 17, к сепаратору 10 подключен отстойник 21 с патрубком 22 и установленным за ним регулирующим клапаном 23. Кроме того, регулирующий клапан 23 может быть выполнен трехходовым и обеспечивать подключение патрубка 22 как к магистрали слива воды 25, так и магистрали подпитки водой 24. В сепараторе 10 установлены лотки 26, пакет регулярной насадки 27 и жалюзийный пакет 28. The installation of FIG. 2 differs from the installation of FIG. 1 in that instead of the device for preparing the working fluid 14 located between the
Реализация описываемого способа работы обеспечивается следующим образом. The implementation of the described method of operation is provided as follows.
Нагретая многокомпонентная жидкая смесь, преимущественно углеводородосодержащего состава, в парожидкостном виде по магистрали 2 поступает в ректификационную вакуумную колонну 1. Из нее боковым выводом отводится, по меньшей мере, одна жидкая фракция по магистрали 3, а по магистрали 4 откачивается остаток колонны. В случае технологической необходимости по магистрали 19 в вакуумную колонну 1 подается водяной пар. Парогазовая смесь с давлением, не превышающм более чем в два раза давление насыщенных паров воды при температуре рабочей жидкости на входе в струйный аппарат 6, с верха вакуумной колонны 1 поступает по магистрали 5 в газовый вход жидкостно-газового струйного аппарата 6. Рабочая жидкость в виде смеси углеводородной фракции с водой, причем массовая доля воды в рабочей жидкости составляет 0.02-15%, а температура кипения углеводородной фракции или ее составляющих лежит в диапазоне 125-700oC, подается в жидкостно-газовый струйный аппарат 6 насосом 17. В результате истечения рабочей жидкости из активного сопла струйного аппарата 6 происходит интенсивное вскипание воды и образование высокоскоростной двухфазной струи дисперсной структуры, которая обеспечивает сжатие пассивного парогазового потока и конденсацию большей части паровой составляющей. На выходе из струйного аппарата 6 образуется парогазожидкостная смесь, которая поступает в сепаратор 10 с давлением 0.1-0.15 МПа. В сепараторе 10 происходит разделение жидкости и парогазовой смеси, причем парогазовая смесь по магистрали 11 отводится с установки. Жидкость из сепаратора 10 поступает в устройство подготовки рабочей жидкости 14, где происходит регулировка соотношения углеводородной составляющей и воды с поддержанием на выходе из него заданной массовой доли воды в рабочей жидкости. Избыток воды отводится из устройства подготовки 14 по магистрали 16, а при необходимости дополнительное количество воды поступает в устройство подготовки 14 по магистрали 13. Выделяющиеся из жидкости в устройства подготовки 14 газы отводятся по магистрали 18. Полученная рабочая жидкость необходимого состава из узла подготовки 14 через теплообменник 15 подается на вход насоса 17. Избыток жидкости, образовавшийся за счет конденсации части паров из откачиваемой парогазовой смеси или за счет подпитки гидравлического контура насосно-эжекторной установки свежей углеводородной жидкости через патрубок 20, из циркуляционного контура насосно-эжекторной установки отводится через патрубок 12. В случае необходимости проведения предварительной конденсации парогазового потока, откачиваемого из колонны под вакуумом, парогазовая смесь по магистрали 5 поступает в конденсатор 7, где происходит конденсация паров, после чего двухфазная смесь поступает в дополнительный сепаратор 8, откуда конденсат отводится по магистрали 9, а парогаз подается на газовый вход жидкостно-газового струйного аппарата 6. Для обновления циркулирующей жидкости через патрубок 20 подается свежая углеводородосодержащая жидкость, причем патрубок 20 может быть сообщен либо со внешним источником углеводородной жидкости, либо с магистралью 3 отвода жидкой фракции из колонны под вакуумом.The heated multicomponent liquid mixture, mainly of a hydrocarbon-containing composition, enters the
Работа установки по фиг. 2 отличается от описанной тем, что жидкость в сепараторе 10 последовательно проходит по лоткам 26, через пакет регулярной насадки 27 и жалюзийный пакет 28, а подготовка рабочей жидкости заданного состава осуществляется в сепараторе 10 и отстойнике 21, путем изменения количества воды, отводимой из установки через патрубок 22 отстойника 21, с помощью регулирующего клапана 23 в магистраль слива воды 25. Количество сливаемой воды регулируется клапаном 23. В случае необходимости дополнительное количество воды подводится в отстойник 21 по магистрали 24. При этом трехходовой клапан 23 соединяет магистраль 24 с патрубком 22, отключая при этом магистраль 25. The operation of the installation of FIG. 2 differs from that described in that the liquid in the
Настоящее изобретение может быть использовано для создания вакуума с помощью насосно-эжекторной установки в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и др. отраслях промышленности, где используются технологические процессы с применением вакуума. The present invention can be used to create a vacuum using a pump-ejector installation in the oil refining, petrochemical, chemical and other industries where technological processes using vacuum are used.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98105043/06A RU2135841C1 (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Method of operation of vacuum-building pump-and ejector plant and devices for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98105043/06A RU2135841C1 (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Method of operation of vacuum-building pump-and ejector plant and devices for realization of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2135841C1 true RU2135841C1 (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=20203578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98105043/06A RU2135841C1 (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Method of operation of vacuum-building pump-and ejector plant and devices for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2135841C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629104C2 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Юрий Михайлович Красильников | Jet steam-water heating device |
-
1998
- 1998-03-27 RU RU98105043/06A patent/RU2135841C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629104C2 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Юрий Михайлович Красильников | Jet steam-water heating device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5211856A (en) | Method of oil/water separation and device for purification of oil | |
| RU2354430C1 (en) | Method of creating vacuum in vacuum column of oil refining and installation for implementation of this method | |
| EP0882480B1 (en) | Facility for distilling a liquid product | |
| US3478531A (en) | Saline water conversion system | |
| RU2113636C1 (en) | Pump ejector plant (versions) | |
| US3344584A (en) | Method and apparatus for degassing and distilling liquid | |
| RU2135841C1 (en) | Method of operation of vacuum-building pump-and ejector plant and devices for realization of this method | |
| RU2642630C2 (en) | Method of absorption of gases and device therefor | |
| RU2146778C1 (en) | Method of operation of pump-ejector plant and pump-ejector plant for method embodiment | |
| US3214350A (en) | Falling film still | |
| RU2133385C1 (en) | Pump-ejector plant | |
| RU2310678C1 (en) | Process of vacuum distillation of raw material, preferably petroleum stock, and plant for carrying out the process (options) | |
| RU2142580C1 (en) | Fluid-jet deaeration method and jet-type deaeration unit | |
| RU2193443C1 (en) | Method for removing hydrocarbons from gas-vapor mixture formed on storage of petroleum or petroleum products or when filling tanks by the latter, and pump- ejector installation for implementing the method | |
| RU2083638C1 (en) | Method and plant for vacuum distillation of liquid product | |
| US8784648B2 (en) | Method for producing vacuum in a vacuum oil-stock distillation column and a plant for carrying out the method | |
| RU2325207C1 (en) | Device for vacuum distillation of raw predominantly petroleum raw | |
| RU2161059C1 (en) | Method of oil refining and oil refining plant for realization of this method | |
| RU2735013C1 (en) | Device for vacuum fractionation | |
| RU2002992C1 (en) | Degasification plant | |
| RU2110556C1 (en) | Method and apparatus for separating unstable emulsions formed in crude oil processing | |
| RU2002993C1 (en) | Degasification plant | |
| RU2216651C1 (en) | Pump-ejector compressor plant | |
| JPH1015334A (en) | Refining of carbon dioxide gas and device therefor | |
| SU1317231A1 (en) | Deaerator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20051004 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080603 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100810 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20101006 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20101216 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20120420 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20130328 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20131029 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20141021 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150213 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20150514 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20150909 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20170131 |