RU2144417C1 - Адсорбер непрерывного действия - Google Patents
Адсорбер непрерывного действия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144417C1 RU2144417C1 RU97118533A RU97118533A RU2144417C1 RU 2144417 C1 RU2144417 C1 RU 2144417C1 RU 97118533 A RU97118533 A RU 97118533A RU 97118533 A RU97118533 A RU 97118533A RU 2144417 C1 RU2144417 C1 RU 2144417C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromatographic
- adsorbent
- section
- sections
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности для реализации адсорбционных процессов в движущемся слое адсорбента. Сущность изобретения: адсорбер непрерывного действия состоит из корпуса с адсорбционной и хроматографическими секциями, внутри которых размещены колосниковые тарелки, распределительной тарелки со штуцером ввода исходного сырья, устройств для подвода тепла в хроматографические секции, аккумулирующих тарелок со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций, устройств для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента и вертикальных пластин, сопряженных боковыми и нижними кромками с корпусом и верхними кромками, расположенными выше распределительной тарелки. Нижняя часть корпуса с хроматографическими секциями выполнена ступенчатой, причем секция с более высокой температурой десорбции размещена выше секции с более низкой температурой, а смежные хроматографические секции с более высокой и более низкой температурой десорбции имеют узел смешения разнотемпературного адсорбента, размещенный над зоной подвода тепла нижележащей хроматографической секции, при этом днище каждой хроматографической секции выполнено с углом наклона, превышающим угол естественного откоса слоя гранулированного адсорбента. Изобретение позволяет повысить уровень использования энергетического потенциала хроматографической секции и снизить энергозатраты при проведении стадии десорбции примесей с адсорбента. 1 ил.
Description
Изобретение относится к конструкциям адсорберов для очистки и разделения многокомпонентных газовых смесей в движущемся слое адсорбента и может быть использовано в процессах извлечения ценных углеводородных компонентов или токсичных веществ из отходящих газов нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.
Известен аппарат для адсорбционного разделения многокомпонентных смесей, включающий корпус с штуцерами для ввода сырья и вывода очищенного продукта, внутри которого размещены адсорбционная секция, устройство для ввода и вывода адсорбента (Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Кн. 2. -М.: Химия. 1981, с. 625).
Недостатком аппарата является невозможность выделения из адсорбента сорбированных веществ и для решения этой задачи необходимо использовать адсорбер в комплексе с десорбером и фракционирующей газы десорбции установкой.
Известен также адсорбер непрерывного действия, включающий корпус с адсорбционной и хроматографической секциями, внутри которого размещены колосниковые тарелки, распределительная тарелка со штуцером ввода исходного сырья, устройства для подвода тепла в хроматографическую секцию, аккумулирующие тарелки со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций и устройства для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента (Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия. 1973, с. 576).
Недостатками аппарата являются недостаточная чистота выводимых фракций, загрязняемых компонентами соседних фракций, и значительные энергетические затраты на проведение стадии десорбции. Известен также адсорбер непрерывного действия, включающий корпус с адсорбционной и хроматографической секциями, внутри которых размещены колосниковые тарелки, распределительная тарелка со штуцером ввода исходного сырья, устройства для подвода тепла в хроматографические секции, аккумулирующие тарелки со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций, устройства для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента и вертикальные пластины, сопряженные боковыми и нижними кромками с корпусом и верхними кромками, расположенными выше распределительной тарелки (Положительное решение о выдаче ВНИИГПЭ патента на изобретение от 06.01.97 г. по заявке N 96114056/25 (019797) "Адсорбер непрерывного действия", 6 B 01 D 53/06, дата приоритета 05.07.96).
Недостатком адсорбера является неполнота использования энергетического потенциала хроматографической секции при проведении стадии десорбции примесей с адсорбента.
Цель изобретения - повышение уровня энергетического потенциала хроматографической секции и снижение энергозатрат при проведении стадии десорбции примесей с адсорбента.
Поставленная цель достигается тем, что в адсорбере непрерывного действия, включающем корпус с адсорбционной и хроматографическими секциями, внутри которых размещены колосниковые тарелки, распределительную тарелку со штуцером ввода исходного сырья, устройства для подвода тепла в хроматографические секции, аккумулирующие тарелки со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций, устройства для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента и вертикальные пластины, сопряженные боковыми и нижними кромками с корпусом и верхними кромками, расположенными выше распределительной тарелки, нижняя часть корпуса с хроматографическими секциями выполнена ступенчатой, причем секция с более высокой температурой десорбции размещена выше секции с более низкой температурой, смежные хроматографические секции с более высокой и более низкой температурой десорбции имеют узел смешения разнотемпературного адсорбента, размещенный над зоной подвода тепла нижележащей хроматографической секции, а днище каждой хроматографической секции выполнено с углом наклона, превышающим угол естественного откоса слоя гранулированного адсорбента.
Подобное взаимное расположение хроматографических секций позволяет обеспечить через узел смешения разнотемпературного адсорбента переток регенерированного горячего адсорбента в нижележащую хроматографическую секцию с более низкой температурой регенерации адсорбента, формируя таким образом рекуперативный теплообмен смешением горячего и холодного адсорбента в нижележащей хроматографической секции, что позволяет на величину рекуперированного теплового потока снизить подвод тепла в устройство подвода тепла соответствующей более низко расположенной хроматографической секции.
Для свободного выхода регенерированного адсорбента из хроматографических секций необходимо, чтобы днище каждой хроматографической секции было выполнено с углом наклона, превышающим угол естественного откоса слоя гранулированного адсорбента.
На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого адсорбера для разделения сырья на четыре фракции.
Адсорбер содержит корпус 1, в котором размещены адсорбционная секция 2 и хроматографические секции 3 (3, 3', 3'' и т.д. в зависимости от числа хроматографических секций), разделенные вертикальными пластинами 4. Между адсорбционной и первой хроматографическими секциями располагается распределительная тарелка 5 со штуцером ввода исходного сырья 6. В верхней части корпуса 1 расположена аккумулирующая тарелка 7 со штуцером 8 для вывода очищенного газа, в нижней части каждой хроматографической секции расположена аккумулирующая тарелка 9 со штуцером 10 для вывода выделенных фракций. Хроматографические секции включают змеевики 11 для подачи теплоносителя.
Корпус адсорбера снабжен устройствами 12 и 13 для ввода свежего и вывода отработанного регенерированного адсорбента и колосниковыми тарелками 14 для выравнивания структуры потока по высоте секций адсорбера. В нижней части смежных хроматографических секций размещаются узлы смешения разнотемпературного адсорбента 15.
Адсорбер работает следующим образом.
Адсорбент через устройство 12 вводится в корпус 1 и вступает в противоточный контакт с сырьем, вводимым через штуцер 6 и распределительную тарелку 5. Сырье в адсорбере делится на четыре компонента (фракции) за счет взаимодействия потоков в адсорбционной секции 2 и хроматографических секциях 3, обеспечивающих концентрирование по секциям (3, 3', 3'' и т.д.) последовательно хуже сорбируемых компонентов (фракций), которые отводятся через аккумулирующие тарелки 9 со штуцерами 10. Неадсорбированный компонент (фракция) выводится через аккумулирующую тарелку 7 со штуцером 8. При контакте адсорбента со змеевиками 11 для подачи теплоносителя в нижней части каждой хроматографической секции обеспечиваются условия для десорбции ранее преимущественно сорбированного компонента (фракции). Перемещение горячего регенерированного адсорбента через узлы смешения разнотемпературного адсорбента 15 из вышележащих хроматографических секций в нижележащие обеспечивает перемещение тепловых потоков из высокотемпературных зон в низкотемпературные.
Положительный эффект изобретения заключается в снижении общих энергозатрат на реализацию адсорбционного процесса за счет рекуперации тепла высокотемпературного адсорбента низкотемпературным адсорбентом при сохранении остальных характеристик аппарата - производительности по разделяемому сырью, качества разделения, капитальных затрат. Преимущество заявляемого изобретения подтверждается расчетными примерами по сопоставлению энергозатрат в различных конструкциях адсорберов с тремя хроматографическими секциями при расходе адсорбента по 10 т/час в каждой зоне при теплоемкости сорбента 1 кДж/кг•oC и температурах десорбции соответственно по зонам (по мере снижения температуры) 370, 320 и 270oC и температуре в адсорбционной зоне 20oC.
Пример 1. При наличии перетока регенерированного адсорбента через перфорированную нижнюю часть вертикальных перегородок по заявляемому изобретению затраты тепла на разогрев адсорбента составляют:
- по первой хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 370oC:
Q1 = 10000 (кг/час)•1(кДж/кг•oC•(370-20)(oC) = 3500000 кДж/час;
- по второй хроматографической секции: при смешении горячего (370oC) и холодного (20oC) потоков адсорбента по 10 т/час каждый его начальная температура составит (370+20)/2=195oC и на нагрев 20 т/час от 195 до 320oC потребуется
Q2 = 20000(кг/час)•1(кДж/кг•oC)•(320-195)(oC) = 2500000 кДж/час;
- по третьей хроматографической секции:
при смешении 20 т/час горячего (320oC) и 10 т/час холодного (20oC) потоков адсорбента его начальная температура составит (320•20+20•10)/30=220oC и на нагрев 30 т/час от 220 до 270oC потребуется
Q2 = 30000(кг/час)•1(кДж/кг•oC)*(270-220)(oC) = 1500000 кДж/час;
итого на нагрев адсорбента в адсорбере необходимо подвести
Q = Q1+ Q2 + Q3 = 3500000+2500000+1500000 = 7500000 кДж/час.
- по первой хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 370oC:
Q1 = 10000 (кг/час)•1(кДж/кг•oC•(370-20)(oC) = 3500000 кДж/час;
- по второй хроматографической секции: при смешении горячего (370oC) и холодного (20oC) потоков адсорбента по 10 т/час каждый его начальная температура составит (370+20)/2=195oC и на нагрев 20 т/час от 195 до 320oC потребуется
Q2 = 20000(кг/час)•1(кДж/кг•oC)•(320-195)(oC) = 2500000 кДж/час;
- по третьей хроматографической секции:
при смешении 20 т/час горячего (320oC) и 10 т/час холодного (20oC) потоков адсорбента его начальная температура составит (320•20+20•10)/30=220oC и на нагрев 30 т/час от 220 до 270oC потребуется
Q2 = 30000(кг/час)•1(кДж/кг•oC)*(270-220)(oC) = 1500000 кДж/час;
итого на нагрев адсорбента в адсорбере необходимо подвести
Q = Q1+ Q2 + Q3 = 3500000+2500000+1500000 = 7500000 кДж/час.
Пример 2. По прототипу необходим теплоподвод:
- по первой хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 370oC
Q1 = 10000(кг/час)•1(кДж/кг• oC)•(370-20)(oC) = 3500000 кДж/час;
- по второй хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 320oC
Q2 = 10000 (кг/час)•1(кДж/кг•oC)•(320-20)(oC) = 3000000 кДж/час;
- по третьей хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 270oC
Q3 = 10000 (кг/час)•1(кДж/кг•oC)•(270-20)(oC) = 2500000 кДж/час; итого на нагрев адсорбента в адсорбере необходимо подвести
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 3500000+3000000+2500000 = 9500000 кДж/час.
- по первой хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 370oC
Q1 = 10000(кг/час)•1(кДж/кг• oC)•(370-20)(oC) = 3500000 кДж/час;
- по второй хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 320oC
Q2 = 10000 (кг/час)•1(кДж/кг•oC)•(320-20)(oC) = 3000000 кДж/час;
- по третьей хроматографической секции на разогрев 10 т/час адсорбента от 20 до 270oC
Q3 = 10000 (кг/час)•1(кДж/кг•oC)•(270-20)(oC) = 2500000 кДж/час; итого на нагрев адсорбента в адсорбере необходимо подвести
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 3500000+3000000+2500000 = 9500000 кДж/час.
Сопоставление примеров 1 и 2 показывает, что заявляемое изобретение позволяет уменьшить энергозатраты на проведение процесса до 20,5% по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Адсорбер непрерывного действия, включающий корпус с адсорбционной и хроматографическими секциями, внутри которых размещены колосниковые тарелки, распределительную тарелку со штуцером ввода исходного сырья, устройства для подвода тепла в хроматографические секции, аккумулирующие тарелки со штуцерами вывода выделяемых из исходного сырья фракций, устройства для ввода свежего и вывода отработанного адсорбента и вертикальные пластины, сопряженные боковыми и нижними кромками с корпусом и верхними кромками, расположенными выше распределительной тарелки, отличающийся тем, что нижняя часть корпуса с хроматографическими секциями выполнена ступенчатой, причем секция с более высокой температурой десорбции размещена выше секции с более низкой температурой, смежные хроматографические секции с более высокой и более низкой температурой десорбции имеют узел смешения разнотемпературного адсорбента, размещенный над зоной подвода тепла нижележащей хроматографической секции, а днище каждой хроматографической секции выполнено с углом наклона, превышающим угол естественного откоса слоя гранулированного адсорбента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118533A RU2144417C1 (ru) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Адсорбер непрерывного действия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118533A RU2144417C1 (ru) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Адсорбер непрерывного действия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97118533A RU97118533A (ru) | 1999-11-10 |
| RU2144417C1 true RU2144417C1 (ru) | 2000-01-20 |
Family
ID=20198813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97118533A RU2144417C1 (ru) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Адсорбер непрерывного действия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2144417C1 (ru) |
-
1997
- 1997-11-10 RU RU97118533A patent/RU2144417C1/ru active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU984401A3 (ru) | Способ выделени нормальных парафиновых углеводородов из смеси,содержащей изопарафиновые углеводороды | |
| US3421984A (en) | Purification of fluids by selective adsorption of an impure side stream from a distillation with adsorber regeneration | |
| KR0160000B1 (ko) | 촉매를 탈코크스화시키는 방법 | |
| US4865826A (en) | Desulphurization | |
| JP4062710B2 (ja) | アンモニアの精製方法及び精製装置 | |
| McKay | Design models for adsorption systems in wastewater treatment | |
| US2359660A (en) | System for reactivating adsorbents | |
| JPS621522B2 (ru) | ||
| US3458973A (en) | Method and apparatus for component concentration in the vapor phase | |
| US3365859A (en) | Method for concentrating hydrogen | |
| CN104039990A (zh) | 利用从煤衍生的气体制备直接还原铁(dri)的方法 | |
| RU2624010C2 (ru) | Способ отделения олефинов при осуществлении легкого крекинга | |
| US20020043501A1 (en) | Process for treating liquid streams to remove unwanted impurities | |
| EP0312516B1 (en) | An air purification process | |
| US2599545A (en) | Cyclic adsorption process | |
| US3192126A (en) | Pulsed adsorber | |
| RU2144417C1 (ru) | Адсорбер непрерывного действия | |
| RU111022U1 (ru) | Адсорбер непрерывного действия | |
| US2850114A (en) | Selective adsorption process | |
| EP0262849B1 (en) | Desulphurisation | |
| US20020153309A1 (en) | Process for treating liquid streams to remove unwanted impurities | |
| JP4162805B2 (ja) | 炭化水素の脱芳香族化のための吸着方法 | |
| RU2098169C1 (ru) | Адсорбер непрерывного действия | |
| EP0216900A1 (en) | TREATMENT OF MATERIALS BASED ON NAPHTH WITH A HIGH NORMAL PARAFFIN CONTENT. | |
| JPS587339B2 (ja) | キユウチヤクサレタキユウチヤクザイノネツテキサイセイノタメノカリユウソウハンノウロ |