RU2626360C1 - Vertical adsorber for butane fraction separation - Google Patents

Vertical adsorber for butane fraction separation Download PDF

Info

Publication number
RU2626360C1
RU2626360C1 RU2016120385A RU2016120385A RU2626360C1 RU 2626360 C1 RU2626360 C1 RU 2626360C1 RU 2016120385 A RU2016120385 A RU 2016120385A RU 2016120385 A RU2016120385 A RU 2016120385A RU 2626360 C1 RU2626360 C1 RU 2626360C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grate
butane
pipe
adsorbent
desorption
Prior art date
Application number
RU2016120385A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Булгаков
Анатолий Петрович Богачев
Ольга Андреевна Шленская
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority to RU2016120385A priority Critical patent/RU2626360C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626360C1 publication Critical patent/RU2626360C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: vertical adsorber for butane fraction separation contains a cylindrical body with a lid and a bottom. In the lid there is a loading door, a branch pipe for supplying the initial butane mixture with a distribution mesh, an n-butane discharge branch pipe for desorption and a branch pipe for a safety valve, and in the middle part of the body there are beams with supports supporting a grate, on which two layers of stainless steel mesh are laid. The adsorbent bed is located between the two layers of stainless steel mesh and the mesh on which the weights are placed to prevent the adsorbent from being carried away during desorption. A discharge door is located in the body, and a manhole is made in the bottom. A methane fraction supply branch pipe for desorption, and a discharge pipe for adsorption isobutane and cooling exhaust gas and nitrogen are installed on the conical surface of the bottom. An electromagnet is connected to the grate by means of bearings. It creats vibration of the grate. According to the invention, vertical rods of circular cross section are staggered on the grate to transfer vibrations to the adsorbent bed.
EFFECT: improving the quality and productivity of butane fraction separation.
1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционного разделения бутановой фракции на изобутан и н-бутан на адсорбенте - цеолите в виде гранул диаметром 3 мм, расположенном вертикально по высоте адсорбера.The invention relates to equipment for the adsorption separation of the butane fraction into isobutane and n-butane on an adsorbent - zeolite in the form of granules with a diameter of 3 mm, located vertically along the height of the adsorber.

Известен адсорбер, содержащий корпус с крышкой и днищем и расположенный между ними слой адсорбента, по а.с. СССР №516415, B01D 53/02 от 23.01.74.Known adsorber containing a housing with a lid and a bottom and an adsorbent layer located between them, as USSR No. 5164415, B01D 53/02 of 01/23/74.

Недостатком известного адсорбера является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки или разделения газового потока от целевого компонента.A disadvantage of the known adsorber is that it does not provide a high degree of purification or separation of the gas stream from the target component.

Близким техническим решением к заявляемому объекту является вертикальный адсорбер для разделения бутановой фракции, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, при этом в крышке смонтированы загрузочный люк, патрубок для подачи исходной смеси бутана с распределительной сеткой, патрубок для отвода н-бутана при десорбции и патрубок для предохранительного клапана, а в средней части корпуса установлены балки с опорами, поддерживающие колосниковую решетку, на которой уложены два слоя сетки из нержавеющей стали, при этом слой адсорбента расположен между двумя слоями сетки из нержавеющей стали и сеткой, на которой расположены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции, при этом в корпусе расположен разгрузочный люк, а в днище смонтирован смотровой люк, патрубок для подачи метановой фракции при десорбции и патрубок для отвода изобутана при адсорбции и отработавшего газа - азота - при охлаждении, который расположен на конической поверхности днища, при этом к колосниковой решетке при помощи подшипников присоединен электромагнит, создающий виброколебания колосниковой решетки (Патент РФ на полезную модель №143812, опубл. 27.07.2014 г.).A close technical solution to the claimed object is a vertical adsorber for separating the butane fraction, containing a cylindrical body with a lid and a bottom, while a loading hatch, a pipe for supplying the initial mixture of butane with a distribution net, a pipe for removing n-butane during desorption and a pipe are mounted in the lid for the safety valve, and in the middle part of the body there are beams with supports that support the grate, on which two layers of stainless steel mesh are laid, while the adsor layer the bent is located between two layers of stainless steel mesh and the mesh on which the goods are located to prevent adsorbent entrainment during desorption, while the discharge hatch is located in the body, and the inspection hatch, a pipe for supplying methane fraction for desorption and a pipe for isobutane removal are mounted in the bottom during adsorption and exhaust gas - nitrogen - during cooling, which is located on the conical surface of the bottom, while an electromagnet is attached to the grate with bearings using bearings, which creates vibrations grate (Patent of the Russian Federation for utility model No. 143812, publ. July 27, 2014).

Недостатком известного адсорбера считается неравномерность расположения слоя адсорбента по высоте при работе вибрирующей горизонтально колосниковой решетки, повышающей плотность загрузки к низу адсорбера, что затрудняет проход газа через насадку и частично снижает производительность в целом.A disadvantage of the known adsorber is the uneven height distribution of the adsorbent layer during operation of a horizontally vibrating grate, increasing the loading density to the bottom of the adsorber, which complicates the passage of gas through the nozzle and partially reduces overall productivity.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества и производительности разделения бутановой фракции.The technical problem to which the invention is directed is to improve the quality and productivity of the separation of the butane fraction.

Указанная задача достигается в вертикальном адсорбере для разделения бутановой фракции, содержащем цилиндрический корпус с крышкой и днищем, при этом в крышке смонтированы загрузочный люк, патрубок для подачи исходной смеси бутана с распределительной сеткой, патрубок для отвода н-бутана при десорбции и патрубок для предохранительного клапана, а в средней части корпуса установлены балки с опорами, поддерживающие колосниковую решетку, на которой уложены два слоя сетки из нержавеющей стали, при этом слой адсорбента расположен между двумя слоями сетки из нержавеющей стали и сеткой, на которой расположены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции, при этом в корпусе расположен разгрузочный люк, а в днище смонтирован смотровой люк, патрубок для подачи метановой фракции при десорбции и патрубок для отвода изобутана при адсорбции и отработавшего газа - азота - при охлаждении, который расположен на конической поверхности днища, при этом к колосниковой решетке при помощи подшипников присоединен электромагнит, создающий виброколебания колосниковой решетки, согласно изобретению на колосниковой решетке в шахматном порядке установлены вертикальные стержни круглого сечения с возможностью передачи виброколебаний на слой адсорбента.This task is achieved in a vertical adsorber for separating the butane fraction, containing a cylindrical body with a lid and a bottom, while a loading hatch, a pipe for supplying the initial mixture of butane with a distribution net, a pipe for removing n-butane during desorption and a pipe for a safety valve are mounted in the lid and in the middle part of the body there are beams with supports supporting the grate, on which two layers of stainless steel mesh are laid, while the adsorbent layer is located between two layers of stainless steel mesh and a grid on which goods are located to prevent adsorbent entrainment during desorption, while the discharge hatch is located in the body, and a inspection hatch, a pipe for supplying the methane fraction during desorption and a pipe for removing isobutane during adsorption and spent gas - nitrogen - during cooling, which is located on the conical surface of the bottom, with an electromagnet connected to the grate using bearings, creating vibrations of the grate, according but the invention on the grate fitted staggered vertical rods of circular cross section to transmit oscillatory on the adsorbent bed.

Установка на колосниковой решетке в шахматном порядке вертикальных стержней круглого сечения с возможностью передачи виброколебаний на слой адсорбента уменьшает неравномерность расположения слоя адсорбента по высоте при работе вибрирующей горизонтально колосниковой решетки, снижает плотность загрузки к низу адсорбера, что увеличивает проход газа через насадку и повышает производительность в целом.Installing vertical rods of circular cross section on a grate in a checkerboard pattern with the possibility of transmitting vibrations to the adsorbent layer reduces the unevenness of the adsorbent layer in height when the vibrating grate is horizontal, reduces the loading density to the bottom of the adsorber, which increases the gas passage through the nozzle and increases overall productivity .

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема работы адсорбера с основными элементами его конструкции.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the operation of the adsorber with the main elements of its design.

Устройство вертикального адсорбера.The device of the vertical adsorber.

Вертикальный адсорбер имеет цилиндрический корпус 1 с коническими крышкой 2 и днищем 3. В крышке 2 смонтированы загрузочный люк 4, патрубок 5 для подачи исходной смеси - бутановой фракции - и охлаждающего газа - азота - через распределительную сетку 6, патрубок 7 для отвода н-бутана при десорбции и патрубок 8 для предохранительного клапана. В средней части корпуса установлены балки 9 с опорами 10, поддерживающими колосниковую решетку 11, на которой уложены два слоя сеток из нержавеющей стали 12. Слой адсорбента 13 - цеолит в виде гранул диаметром 3 мм - расположен между двумя слоями сеток из нержавеющей стали 12 (вместо слоя гравия) и сеткой 14, на которой расположены грузы 15 для предотвращения уноса адсорбента 13 при десорбции. Выгрузка отработанного адсорбента 13 осуществляется через разгрузочный люк 16, установленный в корпусе. В днище 3 смонтирован смотровой люк 17 с патрубком 18 для отвода конденсата, патрубок 19 - для подачи метановой фракции при десорбции и патрубок 20 для отвода изобутана при адсорбции и отработавшего газа - азота - при охлаждении. Устанавливается адсорбер на подставку при помощи опорного кольца 21. К колосниковой решетке 11 при помощи подшипников 22 присоединен электромагнит 23, имеющий сердечник 24. К электромагниту 23 с другой стороны присоединяется пружина 25, опирающаяся на неподвижную опору 26.The vertical adsorber has a cylindrical body 1 with a conical cover 2 and a bottom 3. A loading hatch 4, a pipe 5 for supplying the initial mixture - butane fraction - and cooling gas - nitrogen - through a distribution grid 6, a pipe 7 for n-butane removal are mounted in the cover 2 during desorption and pipe 8 for the safety valve. In the middle part of the casing, beams 9 are installed with supports 10 supporting the grate 11, on which two layers of stainless steel nets are laid 12. The adsorbent layer 13 — zeolite in the form of granules with a diameter of 3 mm — is located between two layers of stainless steel nets 12 (instead of layer of gravel) and a grid 14, on which loads 15 are located to prevent the entrainment of adsorbent 13 during desorption. The discharge of the spent adsorbent 13 is carried out through the discharge hatch 16 mounted in the housing. An inspection hatch 17 with a nozzle 18 for condensate drainage is mounted in the bottom 3, a nozzle 19 for supplying a methane fraction during desorption, and a nozzle 20 for removing isobutane during adsorption and exhaust gas, nitrogen, during cooling. The adsorber is mounted on the stand using the support ring 21. An electromagnet 23 having a core 24 is connected to the grate 11 using bearings 22. A spring 25 is connected to the electromagnet 23 on the other hand, resting on a fixed support 26.

На колосниковой решетке 11 в шахматном порядке установлены вертикальные стержни 27 круглого сечения с возможностью передачи виброколебаний на слой адсорбента 13.On the grate 11 in a checkerboard pattern installed vertical rods 27 of circular cross section with the possibility of transmitting vibrations to the adsorbent layer 13.

Адсорбер работает следующим образом.The adsorber works as follows.

Бутановая фракция на разделение подается в верхнюю часть аппарата через патрубок 5 для подачи исходной смеси через распределительную сетку 6. Изобутан, отделенный от н-бутана, выводится из адсорбера через патрубок 20. Адсорбент 13 - цеолит в виде гранул диаметром 3 мм - загружается через загрузочный люк 4, а отработанный адсорбент удаляется через разгрузочный люк 16. Десорбция осуществляется путем подачи через патрубок 19 метановой фракции. Патрубок 7 предназначен для отвода н-бутана при десорбции, а в патрубок 8 устанавливается предохранительный клапан для безаварийного протекания процесса.The butane fraction for separation is fed to the upper part of the apparatus through a nozzle 5 for feeding the initial mixture through a distribution grid 6. Isobutane, separated from n-butane, is removed from the adsorber through a nozzle 20. Adsorbent 13 — zeolite in the form of granules with a diameter of 3 mm — is loaded through a loading hatch 4, and the spent adsorbent is removed through the discharge hatch 16. Desorption is carried out by feeding methane fraction through the pipe 19. The pipe 7 is designed to divert n-butane during desorption, and a pressure relief valve is installed in the pipe 8 for trouble-free flow of the process.

Предлагаемая конструкция адсорбера позволяет повысить равномерность распределения адсорбента по высоте адсорбера за счет присоединения электромагнита 23 к колосниковой решетке 11 при помощи подшипников 22. К электромагниту 23 с другой стороны присоединяется пружина 25, опирающаяся на неподвижную опору 26. Сердечник электромагнита 24 образует магнитное поле, которое притягивает колосниковую решетку 11, при этом электромагнит 23 упирается в пружину 25, вызывая ее сжатие. По достижении максимального сжатия пружина 25 начинает разжиматься, возвращая электромагнит 23 в исходное положение, тем самым вызывая горизонтальные виброколебания колосниковой решетки 11. В результате виброколебаний поступающий в адсорбер через загрузочный люк 4 адсорбент равномерно распределяется по колосниковой решетке, образуя равномерный слой по высоте. Установленные на колосниковой решетке в шахматном порядке вертикальные стержни круглого сечения с возможностью передачи виброколебаний на слой адсорбента уменьшают неравномерность расположения слоя адсорбента по высоте при работе вибрирующей горизонтально колосниковой решетки, снижают плотность загрузки к низу адсорбера, что увеличивает проход газа через насадку и повышает производительность в целом. Круглая форма сечения вертикальных стержней обеспечивает оптимальное усилие на адсорбент вибрации со стороны поверхности стержней по всему объему адсорбента. Режим работы электромагнита устанавливают экспериментально.The proposed design of the adsorber allows you to increase the uniformity of the adsorbent distribution over the height of the adsorber by attaching the electromagnet 23 to the grate 11 using bearings 22. To the electromagnet 23, on the other hand, a spring 25 is connected, resting on a fixed support 26. The core of the electromagnet 24 forms a magnetic field that attracts the grate 11, while the electromagnet 23 abuts against the spring 25, causing it to compress. Upon reaching maximum compression, the spring 25 begins to expand, returning the electromagnet 23 to its original position, thereby causing horizontal vibrations of the grate 11. As a result of vibrations, the adsorbent entering the adsorber through the loading hatch 4 is evenly distributed over the grate, forming a uniform layer in height. Vertical round rods mounted on the grate in a checkerboard pattern with the possibility of transmitting vibrations to the adsorbent layer reduce the unevenness of the adsorbent layer in height when the vibrating grate is horizontal, reduce the loading density to the bottom of the adsorber, which increases the gas passage through the nozzle and increases productivity in general . The round cross-sectional shape of the vertical rods provides optimal force on the vibration absorbent from the surface of the rods over the entire adsorbent volume. The operation mode of the electromagnet is established experimentally.

В отличие от аналогов предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество разделения бутановой фракции за счет равномерного распределения адсорбента по высоте посредством использования электромагнита, позволяющего создавать горизонтальные виброколебания колосниковой решетки, и передачи виброколебаний посредством вертикальных стержней на весь объем абсорбента.Unlike analogues, the proposed technical solution improves the quality of separation of the butane fraction due to the uniform distribution of the adsorbent in height by using an electromagnet that allows you to create horizontal vibrations of the grate, and transmit vibrations through vertical rods to the entire absorbent volume.

Claims (1)

Вертикальный адсорбер для разделения бутановой фракции, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, при этом в крышке смонтированы загрузочный люк, патрубок для подачи исходной смеси бутана с распределительной сеткой, патрубок для отвода н-бутана при десорбции и патрубок для предохранительного клапана, а в средней части корпуса установлены балки с опорами, поддерживающие колосниковую решетку, на которой уложены два слоя сетки из нержавеющей стали, при этом слой адсорбента расположен между двумя слоями сетки из нержавеющей стали и сеткой, на которой расположены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции, при этом в корпусе расположен разгрузочный люк, а в днище смонтирован смотровой люк, патрубок для подачи метановой фракции при десорбции и патрубок для отвода изобутана при адсорбции и отработавшего газа - азота - при охлаждении, который расположен на конической поверхности днища, при этом к колосниковой решетке при помощи подшипников присоединен электромагнит, создающий виброколебания колосниковой решетки, отличающийся тем, что на колосниковой решетке в шахматном порядке установлены вертикальные стержни круглого сечения с возможностью передачи виброколебаний на слой адсорбента.A vertical adsorber for separating the butane fraction, containing a cylindrical body with a lid and a bottom, with a loading hatch, a pipe for supplying the initial mixture of butane with a distribution net, a pipe for removing n-butane during desorption and a pipe for the safety valve, and in the middle parts of the body are equipped with beams with supports supporting the grate, on which two layers of stainless steel mesh are laid, while the adsorbent layer is located between two layers of stainless steel mesh and the net on which the goods are located to prevent the adsorbent from being carried away during desorption, while the discharge hatch is located in the body, and the inspection hatch, a pipe for supplying the methane fraction during desorption, and a pipe for removing isobutane during adsorption and exhaust gas - nitrogen - are mounted on the bottom during cooling, which is located on the conical surface of the bottom, while an electromagnet is attached to the grate using bearings, creating vibrations of the grate, characterized in that on the grate eshetke staggered set vertical rods of circular cross section to transmit oscillatory on the adsorbent bed.
RU2016120385A 2016-05-25 2016-05-25 Vertical adsorber for butane fraction separation RU2626360C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120385A RU2626360C1 (en) 2016-05-25 2016-05-25 Vertical adsorber for butane fraction separation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120385A RU2626360C1 (en) 2016-05-25 2016-05-25 Vertical adsorber for butane fraction separation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626360C1 true RU2626360C1 (en) 2017-07-26

Family

ID=59495663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016120385A RU2626360C1 (en) 2016-05-25 2016-05-25 Vertical adsorber for butane fraction separation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626360C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689570C1 (en) * 2018-12-03 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Vertical adsorber for separation of butane fraction

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU516415A1 (en) * 1974-01-23 1976-06-05 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета Continuous adsorber
SU1450760A3 (en) * 1984-03-24 1989-01-07 Перфлуктив-Консульт Аг (Фирма) Apparatus for heat and/or mass exchange between gas and loose material
EP1031366A2 (en) * 1999-02-26 2000-08-30 Tadayoshi Nagaoka Filtering device
RU143812U1 (en) * 2014-03-17 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" VERTICAL ADSORBER FOR SEPARATION OF BUTANE FACTION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU516415A1 (en) * 1974-01-23 1976-06-05 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета Continuous adsorber
SU1450760A3 (en) * 1984-03-24 1989-01-07 Перфлуктив-Консульт Аг (Фирма) Apparatus for heat and/or mass exchange between gas and loose material
EP1031366A2 (en) * 1999-02-26 2000-08-30 Tadayoshi Nagaoka Filtering device
RU143812U1 (en) * 2014-03-17 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" VERTICAL ADSORBER FOR SEPARATION OF BUTANE FACTION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689570C1 (en) * 2018-12-03 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Vertical adsorber for separation of butane fraction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2508932C1 (en) Kochetov's vertical adsorber
RU2471536C1 (en) Kochetov's vertical adsorber
RU2626360C1 (en) Vertical adsorber for butane fraction separation
RU2438760C1 (en) Continuous-operation adsorber
RU2547478C1 (en) Kochetov's vertical adsorber
RU143812U1 (en) VERTICAL ADSORBER FOR SEPARATION OF BUTANE FACTION
RU2521928C1 (en) Horizontal kochetov adsorber
RU2689570C1 (en) Vertical adsorber for separation of butane fraction
RU2411064C1 (en) Method of adsorption
RU2566124C2 (en) Kochetov's vertical adsorber
KR100436449B1 (en) A vocs abatement system for spray booth and a regenerating system of activated-carbon filter using super-heated steam
RU2504422C2 (en) Kochetov's horizontal adsorber
RU2583461C1 (en) Kochetov vertical adsorber
RU2524972C1 (en) Adsorption method by kochetov
RU2019131319A (en) Vertical adsorber for separation of butane fraction
RU2564280C2 (en) Kochetov's adsorption process
RU2621752C1 (en) Vertical adsorber
RU2440177C1 (en) Method of adsorption
RU2651361C1 (en) Pulsation device with container and grate (embodiments)
RU2008136280A (en) METHOD FOR HYDROTHERMAL PROCESSING OF OATS GRAIN AND VAPOR FOR HYDROTHERMAL PROCESSING OF OATS GRAIN
RU2009110536A (en) VERTICAL ADSORBER
RU2532740C1 (en) Kochetov's vertical adsorber
RU163070U1 (en) Lavender Processing Plant
RU85362U1 (en) FILL SORBER OF FILLING TYPE
RU2524229C1 (en) Horizontal kochetov adsorber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180526