RU2751695C1

RU2751695C1 - Rectification apparatus

Info

Publication number: RU2751695C1
Application number: RU2020124702A
Authority: RU
Inventors: Михаил Васильевич Клыков; Татьяна Валентиновна Алушкина; Ринат Эдикович Буракаев
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2021-07-15

Abstract

FIELD: heating.SUBSTANCE: invention relates to the field of energy-saving technologies and can be used in rectification processes. The apparatus is comprised of three consequently connected distillation columns for separating a four-component mixture, including boilers constituting film evaporators, the intertube space of the boiler of the first column in the course of raw materials constitutes a condenser and simultaneously a rectifying part of the second column operating at a pressure higher than the pressure in the first column, the tube space of the first column is simultaneously a stripping part of the first column, the rectifying part of the first column is located above the evaporator of the first column and can be made a packed or a tray section, the first column is connected with the condenser, the intertube space of the boiler of the second column is a condenser and the rectifying part of the third column operating at a pressure higher than the pressure of the second column, and the tube space of the evaporator of the second column is the stripping part of the second column, the intertube space of the boiler of the third column is heated by an external heat source, and the tube space is the stripping part of the third column, in the upper part of the intertube space of the film evaporators of the first and second columns a sieve tray is located, separating the rectifying section from the condenser to remove the distillate of the second and third columns.EFFECT: reduced hydraulic resistance of the columns, increased surface of heat exchange in the boilers of the first, second and third columns and in the condensers of the second and third columns without increased metal consumption of the apparatus, reduced temperature difference between the heating steam flow and the liquid boiling in the boilers, reduced pressure difference between the columns and decreased temperatures of the bottom part of the second and third columns.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области энергосберегающих технологий и может использоваться в процессах ректификации.The invention relates to the field of energy-saving technologies and can be used in rectification processes.

Известно устройство, содержащее ректификационную колонну в виде пленочного кожухотрубчатого тепломассообменного аппарата, в котором функции исчерпывающей секции и конденсатора для образования дистиллята выполняет трубное пространство, а роль укрепляющей секции -межтрубное пространство. В верхней части межтрубного пространства аппарата расположена ситчатая тарелка, отделяющая укрепляющую секцию от конденсатора. Теплообменные трубы выполнены с оребрением наружной поверхности в виде продольных ребер с U-образной формой канала. Распределительное устройство представляет собой патрубки с диафрагмой, установленные над верхними концами теплообменных труб и образующие с ними гидрозатвор. Пучок теплообменных труб расположен во внутреннем кожухе, герметично закрепленном в корпусе аппарата. (Патент РФ №2575036 «Устройство для ректификации»).Known is a device containing a rectification column in the form of a film shell-and-tube heat and mass transfer apparatus, in which the functions of an exhaustive section and a condenser for the formation of a distillate are performed by the tube space, and the role of the reinforcing section is by the inter-tube space. In the upper part of the annular space of the apparatus, there is a sieve tray that separates the reinforcing section from the condenser. Heat exchange tubes are made with ribbing of the outer surface in the form of longitudinal ribs with a U-shaped channel. The switchgear consists of nozzles with a diaphragm installed above the upper ends of the heat exchange tubes and forming a water seal with them. A bundle of heat exchange tubes is located in an inner casing, hermetically sealed in the body of the apparatus. (RF patent №2575036 "Device for rectification").

Недостатком этого устройства является необходимость использования теплового насоса- компрессора для сжатия паровой фазы с целью повышения ее температуры и использования в качестве теплоносителя в отпорной части устройства. При высокой разнице кипения высококипящего и низкокипящего компонента в процессе ректификации потребуется высокая степень сжатия паров компрессором, что приводит к значительным расходам энергии, требует увеличения прочности конструкции, а, следовательно, и экономически нецелесообразно в этих условиях.The disadvantage of this device is the need to use a heat pump-compressor to compress the vapor phase in order to increase its temperature and use it as a heat carrier in the outlet part of the device. With a high boiling difference between the high-boiling and low-boiling components, a high degree of vapor compression by the compressor will be required during the rectification process, which leads to significant energy consumption, requires an increase in structural strength, and, therefore, is not economically feasible under these conditions.

Наиболее близким аналогом (прототипом) изобретения является устройство для ректификации, в котором используется ступенчатое снижение давления процесса в последовательно работающих колоннах для разделения четырехкомпонентной смеси. Устройство состоит из четырех колон с кипятильниками, причем межтрубное пространство кипятильника первой колонны, работающей при давлении ниже давления во второй колонне используется в качестве конденсатора для второй колонны, а межтрубное пространство кипятильника второй колонны используется в качестве конденсатора для третьей колонны. Первая колонна снабжена отдельным конденсатором. Кипятильник третьей колонны обогревается внешним источником тепла. Это позволяет использовать тепло парогазовой смеси, выходящей с верха третьей колонны при повышенном давлении и температуре, для обогрева кипятильника второй колонны, работающей при более низком давлении, а тепло верхнего продукта второй колоны для обогрева кипятильника первой колонны, работающей при более низком давлении и температуре, что позволяет резко снизить потребление тепла для процессов ректификации (Айнштейн В.Г., Захаров М.К. Многокомпонентная ректификация (принцип и процессуальные схемы)//Хим. пром. 2001, №6. С. 39-47).The closest analogue (prototype) of the invention is a device for rectification, which uses a stepwise reduction of the process pressure in successively operating columns to separate a four-component mixture. The device consists of four columns with boilers, and the shell side of the boiler of the first column, operating at a pressure below the pressure in the second column, is used as a condenser for the second column, and the shell side of the boiler of the second column is used as a condenser for the third column. The first column is equipped with a separate condenser. The boiler of the third column is heated by an external heat source. This makes it possible to use the heat of the vapor-gas mixture leaving the top of the third column at elevated pressure and temperature to heat the boiler of the second column, operating at a lower pressure, and the heat of the upper product of the second column to heat the boiler of the first column, operating at a lower pressure and temperature. which allows to drastically reduce heat consumption for rectification processes (Ainstein V.G., Zakharov M.K.

Недостатком этого устройства является необходимость использовать большую разность давлений в последовательно работающих колоннах, что приводит к высокой температуре кипения кубового остатка третьей колонны. Разность давлений в соседних колоннах еще более увеличивается в связи с тем, что к ней добавляется гидравлическое сопротивление последующей колонны, так как греющий пар в кипятильник в предшествующей колонны подается с верха последующей. Снижение разности давления можно достичь увеличением поверхности теплообмена кипятильника первой и второй колонны, однако это увеличивает металлоемкость и стоимость оборудования.The disadvantage of this device is the need to use a large pressure difference in successively operating columns, which leads to a high boiling point of the bottoms of the third column. The pressure difference in adjacent columns increases even more due to the fact that the hydraulic resistance of the subsequent column is added to it, since the heating steam is supplied to the boiler in the previous column from the top of the next one. A decrease in the pressure difference can be achieved by increasing the heat exchange surface of the boiler of the first and second columns, but this increases the metal consumption and the cost of the equipment.

Задача изобретения заключается в создании нового устройства для ректификации с достижением следующего технического результата: снижение разности давлений в последовательно работающих ректификационных колоннах для разделения многокомпонентных смесей, снижение затрат энергии за счет снижения температуры кипения в кипятильниках колонн, повышение поверхности теплообмена и уменьшение металлоемкости конструкции.The objective of the invention is to create a new device for rectification with the achievement of the following technical result: reducing the pressure difference in successively operating rectification columns for separating multicomponent mixtures, reducing energy costs by lowering the boiling point in the boilers of the columns, increasing the heat exchange surface and reducing the metal consumption of the structure.

Поставленная задача достигается устройством для ректификации, в котором используется ступенчатое снижение давления процесса в последовательно работающих колоннах для разделения четырехкомпонентной смеси. Устройство для ректификации выполнено в виде последовательно соединенных трех ректификационных колонн с кипятильниками, в которых используется ступенчатое снижение давления процесса, согласно изобретению кипятильники выполнены в виде пленочных испарителей, в которых теплообменные трубы выполнены переменного диаметра с оребрением наружной поверхности в виде продольных ребер, межтрубное пространство пленочного испарителя первой по ходу сырья колонны является конденсатором и одновременно укрепляющей частью второй колонны, работающей при давлении выше давления в первой колонне, трубное пространство пленочного испарителя первой колонны одновременно является отгонной частью первой колонны, укрепляющая часть первой колонны находится над испарителем первой колонны и может быть выполнена насадочной или тарельчатой секцией, первая колонна снабжена конденсатором, межтрубное пространство пленочного испарителя второй колонны является конденсатором и укрепляющей частью третьей колонны, работающей при давлении выше давления второй колонны, а трубное пространство пленочного испарителя второй колонны является отгонной частью второй колонны, межтрубное пространство пленочного испарителя третьей колонны обогревается внешним источником тепла, например водяным паром, а трубное пространство является отгонной частью третьей колонны, в верхней части межтрубного пространства пленочных испарителей первой и второй колонны расположена ситчатая тарелка, отделяющая укрепляющую секцию от конденсатора; при этом распределительное устройство над трубами пленочных испарителей представляет собой патрубки с диафрагмой, установленные над верхними концами теплообменных труб и образующие с ними гидрозатвор.The task is achieved by a device for rectification, which uses a stepwise reduction of the process pressure in successively operating columns to separate a four-component mixture. The device for rectification is made in the form of three series-connected rectification columns with boilers, in which a stepwise reduction of the process pressure is used, according to the invention, boilers are made in the form of film evaporators, in which heat exchange tubes are made of variable diameter with ribbing of the outer surface in the form of longitudinal ribs, the intertubular space of the film the evaporator of the first column in the course of the raw material is a condenser and at the same time the reinforcing part of the second column, operating at a pressure higher than the pressure in the first column, the tube space of the film evaporator of the first column is simultaneously the stripping part of the first column, the reinforcing part of the first column is located above the evaporator of the first column and can be made a packed or tray section, the first column is equipped with a condenser, the shell side of the film evaporator of the second column is a condenser and a reinforcing part of the third column, which operates as and pressure higher than the pressure of the second column, and the tube space of the film evaporator of the second column is a stripping part of the second column, the shell side of the film evaporator of the third column is heated by an external heat source, for example, steam, and the tube space is the stripping part of the third column, in the upper part of the shell shell of the film a sieve tray separating the strengthening section from the condenser is located on the evaporators of the first and second columns; in this case, the switchgear above the pipes of the film evaporators is represented by branch pipes with a diaphragm installed above the upper ends of the heat exchange pipes and forming a water seal with them.

Изобретение позволяет снизить гидравлическое сопротивление колонн, увеличить поверхность теплообмена в кипятильниках первой и второй и конденсаторах второй и третьей колонны, тем самым уменьшить разность температур между греющим потоком пара и кипящей в кипятильниках жидкости, которые в тоже время выполняют функции укрепляющей и отгонной частей колонн. Все это уменьшает разность давлений между колоннами и снижает температуру кубовой части второй и третьей колонны. Оребрение теплообменных труб позволяет увеличить поверхность теплообмена и массообмена в межтрубном пространстве. Это позволяет использовать устройство для ректификации многокомпонентных смесей с более широкой разностью температур кипения компонентов, уменьшить разность температур между парами теплоносителя и испаряющейся в пленочном кипятильнике жидкости, что в целом снижает потребление, например, водяного пара в кипятильнике третьей колонны (при снижении температуры конденсации пара, теплота конденсации увеличивается) и избежать термической деградации компонентов в кубе третьей колонны.The invention makes it possible to reduce the hydraulic resistance of the columns, to increase the heat exchange surface in the boilers of the first and second and condensers of the second and third columns, thereby reducing the temperature difference between the heating steam flow and the liquid boiling in the boilers, which at the same time perform the functions of strengthening and stripping parts of the columns. All this reduces the pressure difference between the columns and lowers the temperature of the bottoms of the second and third columns. The ribbing of the heat exchange tubes allows to increase the surface of heat and mass transfer in the annular space. This makes it possible to use the device for rectification of multicomponent mixtures with a wider boiling point difference of the components, to reduce the temperature difference between the coolant vapor and the liquid evaporating in the film boiler, which generally reduces the consumption of, for example, water vapor in the boiler of the third column (when the condensation temperature of the vapor decreases, the heat of condensation increases) and to avoid thermal degradation of the components in the bottom of the third column.

На фиг. 1 изображено устройство для ректификации, на фиг. 2 показан вид А, на фиг. 3 показан вид Б, на фиг. 4 изображена теплообменная труба переменного сечения, на фиг. 5 показан разрез В-В.FIG. 1 shows a device for rectification, FIG. 2 shows view A, FIG. 3 shows a view B, Fig. 4 shows a heat exchange tube of variable cross-section, FIG. 5 shows a section B-B.

Устройство состоит из трех колонн 1, 2, 3 с кипятильниками, представляющими собой пленочные испарители 4, 5, 6. Межтрубное пространство 7 пленочного испарителя 4 первой по ходу сырья колонны 1 является конденсатором и одновременно укрепляющей частью второй колонны 2, работающей при давлении выше давления в первой колонне 1. Трубное пространство труб 8 первой колонны 1 одновременно является отгонной частью первой колонны 1. Укрепляющая часть 9 первой колонны 1 находится над испарителем 4 первой колонны 1 и может быть выполнена насадочной или тарельчатой секцией. Первая колонна 1 снабжена конденсатором 10. Межтрубное пространство 11 пленочного испарителя 5 второй колонны 2 является конденсатором и укрепляющей частью третьей колонны 3, работающей при давлении выше давления второй колонны 2, а трубное пространство труб 8 испарителя 5 второй колонны 2 является отгонной частью второй колонны 2. Межтрубное пространство труб 12 испарителя 6 третьей колонны 3 обогревается внешним источником тепла, к примеру водяным паром, а трубное пространство труб 8 является отгонной частью третьей колонны 3 В верхней части межтрубного пространства 7, 11 пленочных испарителей 4, 5 первой и второй колонны расположены ситчатые тарелки 13, отделяющие укрепляющие секции от конденсаторов 14, 15. С ситчатых тарелок 13 отводится дистиллят второй и третьей колонны. Распределительное устройство 16 (фиг. 2) над трубами 8 пленочных испарителей 4, 5, 6 представляет собой патрубки с диафрагмой 17, установленные над верхними концами теплообменных труб 8, закрепленных в трубной решетке 18, и образующие с ними гидрозатвор. Для закрепления патрубков с диафрагмой 17 используется распределительная решетка 19, опирающаяся по периметру на трубную решетку 18. На фиг. 3 изображена ситчатая тарелка 13 для отбора дистиплята. Теплообменные трубы 8 пленочных испарителей 4, 5, 6 выполнены с оребрением наружной поверхности в виде продольных ребер 20 (фиг. 4, 5). Для предотвращения изгиба оребренных труб используют хомуты 21 (фиг. 5).The device consists of three columns 1, 2, 3 with boilers, which are film evaporators 4, 5, 6. The tube space 7 of the film evaporator 4 of the first column 1 in the course of raw materials is a condenser and at the same time a strengthening part of the second column 2, operating at a pressure higher than the pressure in the first column 1. The tube space of pipes 8 of the first column 1 is simultaneously a stripping part of the first column 1. The reinforcing part 9 of the first column 1 is located above the evaporator 4 of the first column 1 and can be made in a packed or tray section. The first column 1 is equipped with a condenser 10. The tube space 11 of the film evaporator 5 of the second column 2 is a condenser and a reinforcing part of the third column 3, operating at a pressure higher than the pressure of the second column 2, and the tube space of the tubes 8 of the evaporator 5 of the second column 2 is a stripping part of the second column 2 . The annular space of the tubes 12 of the evaporator 6 of the third column 3 is heated by an external heat source, for example, water vapor, and the tube space of the tubes 8 is the stripping part of the third column 3. trays 13 separating the reinforcing sections from the condensers 14, 15. The distillate of the second and third columns is withdrawn from the sieve trays 13. The distributor 16 (Fig. 2) above the pipes 8 of the film evaporators 4, 5, 6 is a branch pipe with a diaphragm 17 installed above the upper ends of the heat exchange pipes 8, fixed in the tube sheet 18, and forming a water seal with them. To fix the nozzles with a diaphragm 17, a distribution grid 19 is used, which is supported along the perimeter on the tube sheet 18. FIG. 3 shows a sieve tray 13 for collecting the distillate. Heat exchange tubes 8 of film evaporators 4, 5, 6 are made with ribbing of the outer surface in the form of longitudinal ribs 20 (Fig. 4, 5). To prevent bending of the finned pipes, clamps 21 are used (Fig. 5).

Устройство для ректификации работает следующим образом. Сырье, состоящее из 4-х компонентов А, В, С и D поступает на распределительное устройство 16 колонны 1, распределяется по трубам 8 с помощью решетки 19 и патрубков с диафрагмой 17 и распределяется по поверхности труб в виде тонкой, стекающей вниз пленки жидкости. Трубы 8 пленочного испарителя 4 колонны 1 обогреваются парами верхнего продукта колонны 2, который конденсируется на наружной поверхности оребренных теплообменных труб 8. Конденсат стекает противотоком поднимающимся вверх парам и обогащается высококипящими компонентами С и D, а пары - низкокипящим компонентом В, который выводится с ситчатой тарелки 13 колонны 1. Пар, образующийся в теплообменных трубах 8, поднимается вверх противотоком стекающей пленки жидкости, поступает в укрепляющую часть 9 колонны 1, орошаемой дистиллятом компонента А. Пары с верха колонны 1 проходят конденсатор 10, часть из них возвращается в качестве орошения, остальная часть выводится в виде дистиллята компонента А. С низа колонны 1 и межтрубного пространства испарителя 4 колонны 1 насосом 22 кубовый остаток с высококипящими компонентами В, С и D подается на распределительное устройство 16 колонны 2, где распределяется по трубам 8 с помощью распределительной решетки 19 и патрубков с диафрагмой 17 и распределяется по поверхности труб в виде тонкой, стекающей вниз пленки жидкости. Трубы 8 пленочного испарителя 5 колонны 2 обогреваются парами верхнего продукта колонны 3, который конденсируется на наружной поверхности оребренных теплообменных труб 8. Конденсат стекает противотоком поднимающимся вверх парам и обогащается высококипящим компонентом D, а пары - низкокипящим компонентом С, который выводится с ситчатой тарелки 13 колонны 2. Пар, образующийся в теплообменных трубах 8 поднимается вверх противотоком стекающей пленки жидкости, поступает в межтрубное пространство кипятильника 4 колонны 1, выполняющей функцию укрепляющей части колонны 2. С низа колонны 2 и межтрубного пространства испарителя 5 колонны 2 насосом 23 кубовый остаток с высококипящими компонентами С и D подается на распределительное устройство 16 колонны 3, где распределяется по трубам 8 с помощью распределительной решетки 19 и патрубков с диафрагмой 17 и распределяется по поверхности труб в виде тонкой, стекающей вниз пленки жидкости. Трубы 8 пленочного испарителя 6 колонны 3 обогреваются внешним теплоносителем, например, водяным паром, который конденсируется на наружной поверхности труб и выводится снизу межтрубного пространства в виде конденсата. Пар, образующийся в теплообменных трубах 8 поднимается вверх противотоком стекающей пленки жидкости, обогащается компонентом С, поступает в межтрубное пространство пленочного испарителя колонны 2, выполняющей функцию укрепляющей части колонны 3. Стекающая по трубам 8 пленка жидкости пленочного испарителя 6 обогащается высококипящим компонентом D и выводится с низу колонны 3 пленочного испарителя 6. Распределительное устройство 16 (фиг. 2) работает следующим образом. Если в какую-либо трубу 8 поступает больше жидкости, чем в любые другие трубы испарителя, в этой трубе образуется больше пара и возрастает гидравлическое сопротивление патрубка с диафрагмой 17, что приводит к снижению уровня жидкости на переливе в эту трубу 8 и, следовательно, расхода жидкости в нее. При снижении расхода жидкости в какую-либо трубу, в сравнении с расходом в другие трубы снижается количество образующегося в ней пара, снижается гидравлическое сопротивление патрубка с диафрагмой 17, повышается уровень жидкости на переливе в трубу 8 и увеличивается в нее расход. Таким образом, осуществляется регулирование расхода жидкости по трубам в пленочных испарителях В верхней части теплообменных труб 8 относительно большой расход и большая толщина пленки жидкости и увеличивается расход пара. С этой целью верхние части теплообменные трубы 8 имеют увеличенный диаметр, а ниже диаметр труб снижается, чтобы предотвратить разрыв пленки жидкости при снижении ее расхода. Хомуты 21, охватывающие ребра труб, предотвращают изгиб труб 8 относительно друг друга.The rectification device works as follows. The raw material, consisting of 4 components A, B, C and D enters the distributor 16 of the column 1, is distributed through the pipes 8 using a grate 19 and nozzles with a diaphragm 17 and is distributed over the surface of the pipes in the form of a thin, flowing down film of liquid. The tubes 8 of the film evaporator 4 of the column 1 are heated by the vapor of the upper product of the column 2, which condenses on the outer surface of the finned heat exchange tubes 8. The condensate flows in countercurrent to rising vapors and is enriched with high-boiling components C and D, and the vapors are enriched with low-boiling component B, which is removed from the sieve tray 13 of the column 1. The steam generated in the heat exchange tubes 8 rises upward in a countercurrent flowing liquid film, enters the strengthening part 9 of the column 1, refluxed with the distillate of component A. Vapors from the top of the column 1 pass through the condenser 10, some of them are returned as reflux, the rest part is discharged in the form of component A distillate. From the bottom of the column 1 and the shell side of the evaporator 4 of the column 1 by pump 22, the bottoms with high-boiling components B, C and D are fed to the distributor 16 of the column 2, where they are distributed through the pipes 8 using the distributor grid 19 and nozzles with diaphragm 17 and distributed I on the surface of the pipes in the form of a thin, flowing down film of liquid. The tubes 8 of the film evaporator 5 of the column 2 are heated by the vapor of the upper product of the column 3, which condenses on the outer surface of the finned heat exchange tubes 8. The condensate flows in countercurrent to rising vapors and is enriched with the high-boiling component D, and the vapor - with the low-boiling component C, which is removed from the sieve tray 13 of the column 2. The steam generated in the heat exchange tubes 8 rises upward in a countercurrent flowing liquid film, enters the shell side of the boiler 4 of the column 1, which serves as a reinforcing part of the column 2. From the bottom of the column 2 and the shell side of the evaporator 5 of the column 2, the pump 23 is still bottoms with high-boiling components C and D is fed to the distributor 16 of the column 3, where it is distributed through the pipes 8 using the distributor grid 19 and nozzles with the diaphragm 17 and is distributed over the surface of the pipes in the form of a thin liquid film flowing downward. The pipes 8 of the film evaporator 6 of the column 3 are heated by an external heat carrier, for example, water vapor, which condenses on the outer surface of the pipes and is discharged from the bottom of the annular space in the form of condensate. The vapor generated in the heat exchange tubes 8 rises upward in a countercurrent flowing down liquid film, enriched with component C, enters the shell side of the film evaporator of column 2, which serves as a reinforcing part of the column 3. The liquid film of the film evaporator 6 flowing down through the pipes 8 is enriched in the high-boiling component D and is removed from the bottom of the column 3 of the film evaporator 6. The distributor 16 (Fig. 2) operates as follows. If more liquid enters any pipe 8 than any other evaporator pipes, more steam is generated in this pipe and the hydraulic resistance of the branch pipe with diaphragm 17 increases, which leads to a decrease in the liquid level at the overflow into this pipe 8 and, consequently, the flow rate liquid into it. With a decrease in the flow rate of liquid into any pipe, in comparison with the flow rate into other pipes, the amount of vapor formed in it decreases, the hydraulic resistance of the branch pipe with a diaphragm 17 decreases, the level of liquid at the overflow into the pipe 8 increases and the flow rate into it increases. Thus, regulation of the liquid flow rate through the pipes in the film evaporators is carried out. In the upper part of the heat exchange tubes 8, there is a relatively large flow rate and a large liquid film thickness, and the steam flow rate increases. For this purpose, the upper parts of the heat exchange tubes 8 have an increased diameter, and below the diameter of the tubes is reduced in order to prevent rupture of the liquid film while decreasing its flow rate. Clamps 21, covering the fins of the pipes, prevent the pipes 8 from bending relative to each other.

Изобретение позволяет снизить гидравлическое сопротивление колонн, увеличить поверхность теплообмена в кипятильниках первой и второй и третьей колоннах и конденсаторах второй и третьей колоннах без увеличения металлоемкости устройства за счет совмещения процессов тепло- и массообмена, тем самым уменьшить разность температур между греющим потоком пара и кипящей в кипятильниках жидкости, которые в тоже время выполняют функции укрепляющей и отгонной частей колонн. Все это уменьшает разность давлений между колоннами и снижает температуру кубовой части второй и третьей колонны. Оребрение теплообменных труб позволяет увеличить поверхность теплообмена и массообмена в межтрубном пространстве. Это позволяет использовать устройство для ректификации многокомпонентных смесей с более широкой разностью температур кипения компонентов.The invention allows to reduce the hydraulic resistance of the columns, to increase the heat exchange surface in the boilers of the first and second and third columns and the condensers of the second and third columns without increasing the metal consumption of the device due to the combination of heat and mass transfer processes, thereby reducing the temperature difference between the heating steam flow and boiling in boilers liquids, which at the same time perform the functions of strengthening and stripping parts of the columns. All this reduces the pressure difference between the columns and lowers the temperature of the bottoms of the second and third columns. The ribbing of the heat exchange tubes allows to increase the surface of heat and mass transfer in the annular space. This allows the device to be used for rectification of multicomponent mixtures with a wider boiling point difference between the components.

Claims

A device for rectification, made in the form of three series-connected rectification columns with boilers, characterized in that the boilers are made in the form of film evaporators, in which heat exchange tubes are made of variable diameter with ribbing of the outer surface in the form of longitudinal ribs, the intertubular space of the film evaporator is the first along the feed the column is a condenser and at the same time the reinforcing part of the second column, operating at a pressure higher than the pressure in the first column, the tube space of the film evaporator of the first column is simultaneously the stripping part of the first column, the reinforcing part of the first column is located above the evaporator of the first column and can be made in a packed or tray section, the first column is connected to the condenser, the shell side of the film evaporator of the second column is the condenser and the reinforcing part of the third column, operating at a pressure higher than the pressure of the second column, and the pipe space is simple The thickness of the film evaporator of the second column is the stripping part of the second column, the shell side of the film evaporator of the third column is heated by an external heat source, and the tube space is the stripping part of the third column, in the upper part of the shell space of the film evaporators of the first and second columns there is a sieve tray separating the reinforcing section from capacitor; in this case, the switchgear above the pipes of the film evaporators is represented by branch pipes with a diaphragm installed above the upper ends of the heat exchange pipes and forming a water seal with them.