RU2755176C1 - Contact stage of thermal rectification column - Google Patents

Contact stage of thermal rectification column Download PDF

Info

Publication number
RU2755176C1
RU2755176C1 RU2020137862A RU2020137862A RU2755176C1 RU 2755176 C1 RU2755176 C1 RU 2755176C1 RU 2020137862 A RU2020137862 A RU 2020137862A RU 2020137862 A RU2020137862 A RU 2020137862A RU 2755176 C1 RU2755176 C1 RU 2755176C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plates
flanged
height
additional
plate
Prior art date
Application number
RU2020137862A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Войнов
Денис Андреевич Земцов
Ольга Петровна Жукова
Нина Владимировна Дерягина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
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 "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority to RU2020137862A priority Critical patent/RU2755176C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2755176C1 publication Critical patent/RU2755176C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/26Fractionating columns in which vapour and liquid flow past each other, or in which the fluid is sprayed into the vapour, or in which a two-phase mixture is passed in one direction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: heat-mass exchange devices.
SUBSTANCE: invention relates to contact stages of heat-mass exchange devices for carrying out the rectification process in the petrochemical, chemical, food and other industries. The contact stage of the thermal rectification column consists of a cylindrical housing 1, in which a deflector consisting of a pipe 2 with condensate distributors 3 is vertically installed. The flanged upper plates 4 and lower plates 5, resting on cylindrical bushings 6, are alternately horizontally installed along the height of the housing. On each upper plate 4 there is a central flanged hole 7, and on the lower plate 5 there is a flanged central hole 8, and flanged holes 9 designed for the passage of steam. On the upper plates 4, a collar 10 is made, forming an annular channel 11 for moving the phlegm, with a drain hole 12. Additional flanged holes 13 are made on the upper plates 4, and flanged holes 14 are placed coaxially together on the lower plates. The last lower plate of stage 15 is made without flanging from the end and without an additional flanged hole. At the same time, the ratio of the flanging height of the ends of the plate h to the flanging height of the holes 7, 8, 9 on it h1, equal to h/h1=0.8-0.9, is observed. The ratio of the flanging height h2 of the additional holes on the upper plates to the flanging height of the ends of the plates h is equal to h2/h=0.7-0.9. The ratio of the height of the collar h3 to the height of the flanging of the ends of the plate h is equal to h3/h=1.1-1.5. The ratio of the diameter of the additional hole on the upper plate d1 to the diameter of the additional hole on the lower plate d2 is equal to d1/d2=0.4-0.8.
EFFECT: increase in the efficiency of the stage and the apparatus.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к контактным ступеням тепломассообменных аппаратов для проведения процесса ректификации в нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to contact stages of heat and mass transfer apparatus for carrying out the rectification process in the petrochemical, chemical, food and other industries.

Известна контактная ступень колонны, состоящая из куба и колонны, в которой размещена насадка, состоящая из дисков и колец, закрепленных между собой штангами. (Рейхсфельд В.О., Шейн B.C., Ермаков В.И., Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1985. - 264 с., ил., стр. 137, рис. 7.3, 7.4.)Known contact stage of the column, consisting of a cube and a column, which contains a packing, consisting of discs and rings, fixed to each other by rods. (Reichsfeld V.O., Shane BC, Ermakov V.I., Reaction apparatus and machines of plants of basic organic synthesis and synthetic rubber: Textbook for universities. - 2nd ed., Revised. - L .: Chemistry, 1985. - 264 p., Ill., P. 137, fig. 7.3, 7.4.)

Такая контактная ступень колонны имеет низкое сопротивление, образовавшиеся отложения легко удаляются, однако имеет невысокую эффективность из-за низких массообменных характеристик.Such a contact stage of the column has low resistance, the formed deposits are easily removed, however, it has low efficiency due to low mass transfer characteristics.

Известна ректификационная колонна включающая куб, дефлегматор, конденсатор, корпус с технологическими патрубками, состоящий из царг, между которыми размещены горизонтальные перегородки с отверстиями и снабженных теплообменными устройствами, выполненными в виде змеевиков из витков труб, соединенными с трубопроводами системы теплоносителя, в нижней части колонны горизонтальные перегородки снабжены контактными патрубками, включающими тангенциальный завихритель, отбойное устройство, патрубок для отвода жидкости, внешний цилиндр и гидрозатворную полость, выполненную из цилиндрического гидрозатворного стакана, причем теплообменные устройства размещены в паровом пространстве царг под горизонтальными перегородками и снабжены хотя бы одной пластиной, отбортованной с торца имеющие отбортованные отверстия для прохода пара, которые выполнены при соблюдении отношения высоты отбортовки торцов пластины к высоте отбортовки отверстий для прохода пара на ней равном 0,8-0,99. (RU №2445996 С1, МПК B01D 3/14, опубл. 27.03.2012, Бюл. №9. - 6 с.)Known rectification column including a cube, a reflux condenser, a condenser, a housing with process pipes, consisting of tsars, between which horizontal partitions with holes are placed and equipped with heat exchange devices made in the form of coils of pipe coils connected to the pipelines of the coolant system, in the lower part of the column there are horizontal the partitions are equipped with contact nozzles, including a tangential swirler, a baffle device, a nozzle for liquid withdrawal, an external cylinder and a hydraulic seal cavity made of a cylindrical hydraulic seal cup, and the heat exchange devices are located in the steam space of the sidewall under horizontal partitions and are equipped with at least one plate flanged from the end having flanged holes for the passage of steam, which are made while observing the ratio of the height of the flanging of the ends of the plate to the height of the flanging of the holes for the passage of steam on it equal to 0.8-0.99. (RU No. 2445996 C1, IPC B01D 3/14, publ. 03/27/2012, bull. No. 9. - 6 p.)

Указанная колонна имеет не достаточно высокую эффективность разделения смеси вследствие попадания конденсата, образованного при частичной конденсации поднимающихся паров на поверхности пластины, на ниже лежащую пластину, снижая тем самым концентрацию легколетучего компонента в жидкости размещенной на поверхности этой пластины.The specified column does not have a sufficiently high efficiency of separation of the mixture due to the ingress of condensate formed during partial condensation of rising vapors on the surface of the plate onto the underlying plate, thereby reducing the concentration of the highly volatile component in the liquid placed on the surface of this plate.

Наиболее близкой по технической сущности является контактная ступень колонны термической ректификации, состоящая из корпуса, горизонтально установленных верхних, средних и нижних пластин, дефлегматора представляющего собой трубу на которой установлены распределители конденсата. (Статья «Исследование термической ректификации в колонне с низким массообменом на ступенях» Н.А. Войнов, Д.А. Земцов, О.П. Жукова. Размещенная в журнале Теоретические основы химической технологии, 2017, том 51, №2, с. 174-181, рис. 1.)The closest in technical essence is the contact stage of the thermal rectification column, consisting of a body, horizontally installed upper, middle and lower plates, a dephlegmator, which is a pipe on which condensate distributors are installed. (The article "Investigation of thermal rectification in a column with low mass transfer at the steps" by NA Voinov, DA Zemtsov, OP Zhukova. Published in the journal Theoretical Foundations of Chemical Technology, 2017, volume 51, No. 174-181, Fig. 1.)

Указанная контактная ступень также не достаточно эффективна, имеет узкий диапазон варьирования нагрузок по пару и жидкости.The specified contact stage is also not efficient enough, it has a narrow range of variation of the vapor and liquid loads.

На рассматриваемой контактной ступени ректификационной колонны согласно способа (RU 2437698, МПК B01D 3/14 С1. Способ ректификации [Текст] / Войнов Н.А., Паньков В.А., Войнов А.Н.; заявитель - №2010118012/05; заявл. 04.05.2010; опубл. 27.12.2011, Бюл. №36. - 7 с.) осуществляется частичная конденсация поднимающихся паров смеси на поверхности дефлегматора, сброс полученного конденсата на поверхность верхних пластин и дальнейшее воздействие на этот конденсат (флегму) тепловым потоком поднимающихся паров на ступени. Вследствие этого осуществляется испарение жидкости на поверхности пластин и одновременно - частичная конденсация на поверхности этих пластин. То есть реализуются процессы испарения и парциальной конденсации, при которой из поднимающихся паров в конденсат уходит в большем количестве высококипящий компонент, при этом в поднимающихся парах больше остается легколетучего компонента, что приводит к укреплению смеси.At the considered contact stage of the rectification column according to the method (RU 2437698, IPC B01D 3/14 C1. Method of rectification [Text] / Voinov NA, Pankov VA, Voinov AN; applicant - No. 2010118012/05; Appl. 04.05.2010; publ. 27.12.2011, Bul. No. 36. - 7 p.) partial condensation of the rising vapors of the mixture on the surface of the reflux condenser is carried out, the resulting condensate is discharged onto the surface of the upper plates and further action on this condensate (phlegm) by heat flow rising vapors on the steps. As a result, the liquid evaporates on the surface of the plates and, at the same time, partial condensation occurs on the surface of these plates. That is, the processes of evaporation and partial condensation are implemented, in which the high-boiling component leaves the rising vapors in the condensate in a large amount, while the rising vapors more of the volatile component remains, which leads to the strengthening of the mixture.

Перечисленные контактные ступени колонн термической ректификации работают эффективно только в определенном диапазоне расхода пара, так как с увеличением нагрузки по пару, увеличивается расход конденсата (флегмы) и, следовательно, снижается эффективность (легко летучий компонент не успевает испариться на верхних пластинах). Установка на ступени большого количества верхних пластин (для увеличения времени пребывания конденсата на них) приводит при малых нагрузках по пару к низкой плотности орошения (расход конденсата отнесенный к поверхности пластины на которой он размещен, кг/(м2с)), что вследствие уменьшения интенсивности перемешивания конденсата на верхних пластинах (режима течения) также приводит к снижению эффективности ступени. Поэтому ступень эффективно работает только в узком интервале нагрузок по пару, что не позволяет изменять ее производительность в широком диапазоне.The listed contact stages of thermal rectification columns operate effectively only in a certain range of steam consumption, since with an increase in the steam load, the condensate (reflux) consumption increases and, therefore, efficiency decreases (the easily volatile component does not have time to evaporate on the upper plates). Installing a large number of upper plates on the steps (to increase the residence time of condensate on them) leads at low steam loads to a low irrigation density (the condensate flow rate referred to the surface of the plate on which it is located, kg / (m 2 s)), which, due to a decrease in the intensity of mixing of the condensate on the upper plates (flow regime) also leads to a decrease in the efficiency of the stage. Therefore, the stage works effectively only in a narrow range of steam loads, which does not allow changing its performance in a wide range.

Низкая эффективность обусловлена тем, что в случае установки двух и более верхних пластин, часть паров испарившихся с поверхности конденсата размещенного на верхней пластине, конденсируется на поверхности выше лежащей верхней пластины, и в виде капель вновь падает в тот же конденсат на пластине, откуда он и вышел в виде паров, что естественно снижает эффективность, то есть исчерпывание легколетучего компонента из конденсата протекает не эффективно.Low efficiency is due to the fact that in the case of installing two or more upper plates, part of the vapors evaporated from the surface of the condensate placed on the upper plate condenses on the surface of the upper plate lying above, and in the form of drops again falls into the same condensate on the plate, from where it and came out in the form of vapors, which naturally reduces the efficiency, that is, the depletion of the volatile component from the condensate does not proceed efficiently.

Изобретение решает задачу повышения эффективности массообмена (по Мерфри) путем устранения попадания конденсата образованного под верхними пластинами в конденсат, размещенный на верхних пластинах, что увеличивает исчерпывание легколетучего компонента из жидкости и соответственно повышает эффективность.The invention solves the problem of increasing the efficiency of mass transfer (according to Murphrey) by eliminating the ingress of condensate formed under the upper plates into the condensate located on the upper plates, which increases the depletion of the volatile component from the liquid and, accordingly, increases the efficiency.

Технический результат повышения эффективности массообмена достигается за счет конструктивного выполнения пластин ступени, которое обеспечивает последовательное перетекание конденсата, образованного на поверхности дефлегматора, по верхним пластинам ступени и предотвращает попадание конденсата, образованного под пластинами в жидкость, размещенную на верхних пластинах за счет выполнения дополнительных отбортованных и соосно установленных отверстий, размещенных на верхних и нижних пластинах.The technical result of increasing the efficiency of mass transfer is achieved due to the design of the stage plates, which ensures a consistent overflow of condensate formed on the surface of the reflux condenser over the upper plates of the stage and prevents the ingress of condensate formed under the plates into the liquid placed on the upper plates by performing additional flanged and coaxial installed holes located on the top and bottom plates.

Контактная ступень колонны термической ректификации, включающая цилиндрический корпус, в котором вертикально установлен дефлегматор, выполненный из трубы снабженный распределителями конденсата между которыми размещены чередующиеся между собой верхние и нижние пластины, отбортованные с торца, согласно изобретению, на верхних пластинах выполнен буртик, образующий кольцевой канал для перемещения флегмы со сливным отверстием, на верхних и нижних пластинах хотя бы по одному выполнены дополнительные отбортованные отверстия, соосные между собой, при этом отношение высоты отбортовки h2 дополнительных отверстий на верхних пластинах к высоте отбортовки торцов пластин h выполняется равным h2/h=0,7-0,9, а отношение диаметра дополнительного отверстия на верхней пластине d1 к диаметру дополнительного отверстия на нижней пластине d2 равно d1/d2=0,4-0,8, причем последняя на ступени нижняя пластина выполнена без отбортовки с торца и дополнительного отбортованного отверстия. Контактная ступень от известной отличающаяся тем, что отношение высоты буртика h3 к высоте отбортовки пластины h выполняется равным h3/h=1,1-1,5.The contact stage of the thermal rectification column, including a cylindrical body, in which a dephlegmator is vertically installed, made of a pipe equipped with condensate distributors between which alternating upper and lower plates are placed, flanged from the end, according to the invention, a shoulder is made on the upper plates forming an annular channel for displacement of phlegm with a drain hole, on the upper and lower plates, at least one by one, additional flanged holes are made, coaxial with each other, while the ratio of the flange height h 2 of additional holes on the upper plates to the flange height h of the ends of the plates is equal to h 2 / h = 0 , 7-0.9, and the ratio of the diameter of the additional hole on the upper plate d 1 to the diameter of the additional hole on the lower plate d 2 is equal to d 1 / d 2 = 0.4-0.8, and the last bottom plate on the step is made without flanging from the end and an additional flanged hole. The contact step differs from the known one in that the ratio of the height of the bead h 3 to the height of the flange of the plate h is equal to h 3 / h = 1.1-1.5.

Выполнение буртика, образующего кольцевой канал для перемещения флегмы со сливным отверстием, а также выполнение на верхних и нижних пластинах хотя бы по одному дополнительному отбортованному отверстию соосно установленными между собой, при отношении высоты отбортовки h2 дополнительных отверстий на верхних пластинах к высоте отбортовки торцов пластин h равном h2/h=0,7-0,9, а также выполнение отношения диаметра дополнительного отверстия на верхней пластине d1 к диаметру дополнительного отверстия на нижней пластине d2, равного d1/d2=0,4-0,8, и выполнение последней на ступени нижней пластины без отбортовки и без дополнительного отбортованного отверстия позволяет увеличить эффективность ступени и аппарата в целом.Execution of a collar forming an annular channel for moving reflux with a drain hole, as well as execution on the upper and lower plates at least one additional flanged hole coaxially installed with each other, with the ratio of the flange height h 2 additional holes on the upper plates to the flange height h of the ends of the plates equal to h 2 / h = 0.7-0.9, as well as the implementation of the ratio of the diameter of the additional hole on the upper plate d 1 to the diameter of the additional hole on the bottom plate d 2 , equal to d 1 / d 2 = 0.4-0.8 , and the execution of the latter on the stage of the bottom plate without flanging and without an additional flanged hole allows to increase the efficiency of the stage and the apparatus as a whole.

Выполнение буртика на верхних пластинах с образованием кольцевого канала для перемещения флегмы и сливного отверстия для ее перетекания с одной верхней пластины на другую, позволяет не смешивать отработанный конденсат (флегму стекающую по ступеням аппарата) с конденсатом размещенным на пластинах, что обеспечивает эффективность ступени.The execution of a shoulder on the upper plates with the formation of an annular channel for moving the reflux and a drain hole for its overflow from one upper plate to another, allows not to mix the spent condensate (reflux flowing down the steps of the apparatus) with the condensate placed on the plates, which ensures the efficiency of the stage.

Выполнение на верхних и нижних пластинах хотя бы по одному дополнительному отбортованному отверстию, соосно установленных между собой, обеспечивает последовательное перемещение конденсата по верхним пластинам ступени, не смешиваясь с жидкостью стекающей по нижним пластинам и ее полное исчерпывание в широком диапазоне нагрузок по пару, что также позволяет увеличить эффективность ступени.Execution of at least one additional flanged hole on the upper and lower plates, coaxially installed with each other, ensures the sequential movement of condensate along the upper plates of the stage, without mixing with the liquid flowing down the lower plates and its complete exhaustion in a wide range of steam loads, which also allows increase the efficiency of the step.

Выполнение отношения высоты отбортовки h2 дополнительных отверстий на верхних пластинах к высоте отбортовки торцов пластин h равным h2/h=0,7-0,9 обеспечивает перетекание конденсата с верхних пластин и не допускает его слива через отбортованные торцы пластин в стекающую по ступеням флегму, что обеспечивает высокую эффективность ступени.The implementation of the ratio of the height of the flanging h 2 additional holes on the upper plates to the height of the flanging of the ends of the plates h equal to h 2 / h = 0.7-0.9 ensures the overflow of condensate from the upper plates and prevents it from draining through the flanged ends of the plates into the phlegm flowing down the steps , which ensures high efficiency of the stage.

При h2/h<0,7 - не обеспечивается смачиваемость пластин, а при h2/h>0,9 приводит к потере работоспособности устройства и его захлебыванию.When h 2 / h <0.7, the wettability of the plates is not ensured, and when h 2 / h> 0.9, it leads to a loss of operability of the device and its flooding.

Выполнение отношения диаметра дополнительного отверстия на верхней пластине d1 к диаметру дополнительного отверстия на нижней пластине d2, равного d1/d2=0,4-0,8, обеспечивает перетекание конденсата по верхним пластинам и предотвращает его смешение с жидкостью размещенной на нижних пластинах.The fulfillment of the ratio of the diameter of the additional hole on the upper plate d 1 to the diameter of the additional hole on the lower plate d 2 , equal to d 1 / d 2 = 0.4-0.8, ensures the overflow of condensate over the upper plates and prevents it from mixing with the liquid placed on the lower plates.

При d1/d2<0,4 - значительно уменьшается площадь отверстий, что мешает проходу пара и возникает подвисание перетекающей жидкости, что приводит к снижению эффективности.When d 1 / d 2 <0.4, the area of the holes is significantly reduced, which interferes with the passage of steam and a suspension of the overflowing liquid occurs, which leads to a decrease in efficiency.

При d1/d2>0,8 - конденсат с верхних пластин частично попадает на нижние пластины, что не допустимо.When d 1 / d 2 > 0.8 - condensate from the upper plates partially falls on the lower plates, which is unacceptable.

Выполнение отношения высоты буртика h3 к высоте отбортовки центрального отверстия h равным h3/h=1,1-1,5 обеспечивает заданную производительность ступени и предотвращает смешение флегмы и конденсата. При h3/h<1,1 - будет происходить смешение конденсата на верхней пластине с потоком флегмы. При h3/h>1,5 не позволяет сохранить необходимую рабочую поверхность пластин при изготовлении и значительно увеличивает расстояние между пластинами, что снижает скорость пара над пластиной и соответственно снижает эффективность.Making the ratio of the height of the collar h 3 to the height of the flanging of the central hole h equal to h 3 / h = 1.1-1.5 provides the specified performance of the stage and prevents mixing of reflux and condensate. At h 3 / h <1.1, the condensate on the upper plate will mix with the reflux flow. When h 3 / h> 1.5, it does not allow maintaining the required working surface of the plates during manufacture and significantly increases the distance between the plates, which reduces the steam velocity above the plate and, accordingly, reduces the efficiency.

На фиг. 1 изображен общий вид контактной ступени колонны термической ректификации.FIG. 1 shows a general view of the contact stage of the thermal rectification column.

На фиг. 2 представлен вид сверху контактной ступени колонны термической ректификации.FIG. 2 is a top view of a contact stage of a thermal rectification column.

На фиг. 3 представлена верхняя пластина.FIG. 3 shows the top plate.

На фиг. 4 представлена нижняя пластина.FIG. 4 shows the bottom plate.

На фиг. 5 представлена последняя на ступени нижняя пластина.FIG. 5 shows the bottom plate last on the step.

На фиг. 6 показана схема потоков флегмы и конденсата.FIG. 6 shows a diagram of the flows of reflux and condensate.

Контактная ступень колонны термической ректификации состоит из цилиндрического корпуса 1 в котором вертикально установлен дефлегматор состоящий из трубы 2 с распределителями конденсата 3. По высоте корпуса поочередно горизонтально установлены отбортованные верхние пластины 4 и нижние пластины 5 опирающиеся на цилиндрические втулки 6. На каждой верхней пластине 4 выполнено центральное отбортованное отверстие 7, а на нижней пластине 5 отбортованное центральное отверстие 8, и отбортованные отверстия 9 предназначенные для прохода пара. На верхних пластинах 4 выполнен буртик 10 образующий кольцевой канал 11 для перемещения флегмы, со сливным отверстием 12. На верхних пластинах 4 выполнены дополнительные отбортованные отверстия 13, а на нижних пластинах отбортованные отверстия 14 размещенные соосно между собой. Последняя нижняя пластина ступени 15 выполнена без отбортовки с торца и без дополнительного отбортованного отверстия.The contact stage of the thermal rectification column consists of a cylindrical body 1 in which a dephlegmator is vertically installed, consisting of a pipe 2 with condensate distributors 3. Along the height of the body, flanged upper plates 4 and lower plates 5 resting on cylindrical bushings 6 are horizontally installed in turn. central flanged hole 7, and on the bottom plate 5 flanged central hole 8, and flanged holes 9 intended for steam passage. On the upper plates 4 there is a bead 10 forming an annular channel 11 for moving reflux, with a drain hole 12. On the upper plates 4 additional flanged holes 13 are made, and on the lower plates flanged holes 14 are arranged coaxially with each other. The last bottom plate of step 15 is made without flanging from the end and without an additional flanged hole.

При этом соблюдены отношения высоты отбортовки торцов пластины h к высоте отбортовки отверстий 7, 8, 9 на ней hi равным h/h1=0,8-0,9.At the same time, the ratio of the height of the flanging of the ends of the plate h to the height of the flanging of holes 7, 8, 9 on it hi equal to h / h 1 = 0.8-0.9.

Отношение высоты отбортовки h2 дополнительных отверстий на верхних пластинах к высоте отбортовки торцов пластин h выполняется равным h2/h=0,7-0,9.The ratio of the height of the flanging h 2 of the additional holes on the upper plates to the height of the flanging of the ends of the plates h is equal to h 2 / h = 0.7-0.9.

Отношение диаметра дополнительного отверстия на верхней пластине d1 к диаметру дополнительного отверстия на нижней пластине d2 равно d1/d2=0,4-0,8.The ratio of the diameter of the additional hole on the upper plate d 1 to the diameter of the additional hole on the bottom plate d 2 is equal to d 1 / d 2 = 0.4-0.8.

Ступенью считается все, что размещено в корпусе между двумя соседними распределителями конденсата 3.A step is everything that is located in the housing between two adjacent condensate distributors 3.

Контактная ступень колонны термической ректификации работает следующим образом. Пары, поднимаясь по колонне, частично конденсируется на поверхности дефлегматора 2 с образованием конденсата, который затем по распределителю конденсата 3 стекает на верхнюю пластину 4. Распределяясь по пластине в виде жидкостного слоя толщина которого равна высоте отбортовки дополнительных отверстий 13. Слой жидкости на пластинах подогревается до температуры его кипения тепловым потоком поднимающегося по ступени пара при его частичной конденсации под пластинами и на их поверхности. Подогретый на пластине 4 конденсат частично испаряется, объединяясь легколетучим компонентом, что обеспечивает укрепление паров, а затем перетекает через отбортованные дополнительные отверстия 13 и отверстия 14 выполненные на пластинах 4 и 5 на следующую верхнюю пластину, где происходит дальнейшее испарение из него легколетучего компонента, что повышает концентрацию легколетучего компонента в парах. Конденсат образованный на оголенной поверхности верхних пластин 4 стекает на поверхность нижних пластин 5, накапливается там в виде жидкостного слоя, толщиной равной высоте отбортовки пластины h, а затем стекает через нее в кольцевые каналы верхних пластин 11 и через сливные отверстия 12 стекает в кольцевой канал следующей верхней пластины. При этом высота буртика 10 больше высоты дополнительных отверстий 13 и отбортовки торцов пластин, за счет чего не происходит смешения конденсата полученного на поверхности дефлегматора и отработанного конденсата (флегмы) стекающего по каналам. Перетекая с пластины на пластину, конденсат поступает на нижнюю пластину ступени 15. Вследствие отсутствия там отбортовки и дополнительного отбортованного отверстия конденсат свободно стекает в кольцевой канал верхней пластины нижележащей ступени и уходит в поток флегмы.The contact stage of the thermal rectification column operates as follows. The vapor, rising along the column, partially condenses on the surface of the reflux condenser 2 with the formation of condensate, which then flows down the condensate distributor 3 to the upper plate 4. Distributed over the plate in the form of a liquid layer, the thickness of which is equal to the height of the flanging of additional holes 13. The liquid layer on the plates is heated to the temperature of its boiling by the heat flow of rising steam during its partial condensation under the plates and on their surface. The condensate heated on plate 4 partially evaporates, being combined with a highly volatile component, which ensures the strengthening of vapors, and then flows through flanged additional holes 13 and holes 14 made on plates 4 and 5 to the next upper plate, where further evaporation of the volatile component occurs, which increases concentration of a highly volatile component in vapors. The condensate formed on the bare surface of the upper plates 4 flows down to the surface of the lower plates 5, accumulates there in the form of a liquid layer, with a thickness equal to the height of the flange of the plate h, and then flows through it into the annular channels of the upper plates 11 and flows through the drain holes 12 into the annular channel of the next top plate. In this case, the height of the collar 10 is greater than the height of the additional holes 13 and the flanging of the ends of the plates, due to which there is no mixing of the condensate obtained on the surface of the reflux condenser and the spent condensate (reflux) flowing down through the channels. Flowing from plate to plate, condensate enters the lower plate of stage 15. Due to the absence of a flange and an additional flanged hole, condensate flows freely into the annular channel of the upper plate of the lower stage and goes into the reflux stream.

Предлагаемая контактная ступень колонны термической ректификации по сравнению с известными, позволяет увеличить эффективность ступени и аппарата в целом, что уменьшает себестоимость выпускаемого продукта.The proposed contact stage of the thermal rectification column, in comparison with the known ones, makes it possible to increase the efficiency of the stage and the apparatus as a whole, which reduces the cost of the produced product.

Claims (1)

Контактная ступень колонны термической ректификации, включающая цилиндрический корпус, в котором вертикально установлен дефлегматор, выполненный из трубы, снабженный распределителями конденсата, между которыми размещены чередующиеся между собой верхние и нижние пластины, отбортованные с торца, отличающаяся тем, что на верхних пластинах выполнен буртик, образующий кольцевой канал для перемещения флегмы со сливным отверстием, на верхних и нижних пластинах, хотя бы по одному, выполнены дополнительные отбортованные отверстия, соосные между собой, при этом отношение высоты отбортовки h2 дополнительных отверстий на верхних пластинах к высоте отбортовки торцов пластин h выполняется равным h2/h=0,7-0,9, а также отношение высоты буртика h3 к высоте отбортовки торцов пластины h выполняется равным h3/h=1,1-1,5, а отношение диаметра дополнительного отверстия на верхней пластине d1 к диаметру дополнительного отверстия на нижней пластине d2 равно d1/d2=0,4-0,8, причем последняя нижняя пластина на ступени выполнена без отбортовки с торца и без дополнительного отбортованного отверстия.The contact stage of the thermal rectification column, including a cylindrical body, in which a dephlegmator is vertically installed, made of a pipe, equipped with condensate distributors, between which there are alternating upper and lower plates flanged from the end, characterized in that the upper plates have a shoulder forming an annular channel for moving reflux with a drain hole, on the upper and lower plates, at least one at a time, additional flanged holes are made, coaxial with each other, while the ratio of the flange height h 2 additional holes on the upper plates to the flange height h of the ends of the plates h is equal to h 2 / h = 0.7-0.9, as well as the ratio of the height of the shoulder h 3 to the height of the flanging of the ends of the plate h is equal to h 3 / h = 1.1-1.5, and the ratio of the diameter of the additional hole on the upper plate d 1 to the diameter of the additional hole on the bottom plate d 2 is equal to d 1 / d 2 = 0.4-0.8, and the last lower pl The step is made without flanging from the end and without an additional flanged hole.
RU2020137862A 2020-11-17 2020-11-17 Contact stage of thermal rectification column RU2755176C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137862A RU2755176C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Contact stage of thermal rectification column

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137862A RU2755176C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Contact stage of thermal rectification column

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755176C1 true RU2755176C1 (en) 2021-09-13

Family

ID=77745538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020137862A RU2755176C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Contact stage of thermal rectification column

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755176C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803963C1 (en) * 2022-12-14 2023-09-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Contact stage of the thermal distillation column

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0343260A1 (en) * 1988-05-02 1989-11-29 Firma Arnold Holstein Process and device for the treatment of fruit spirits
SU1648526A1 (en) * 1989-05-10 1991-05-15 Предприятие П/Я В-8469 Fractionating tower
US20060090995A1 (en) * 2002-09-07 2006-05-04 Cognis Ip Management Gmbh System and method for carrying out a discontinuous rectification or reaction
RU2437698C1 (en) * 2010-05-04 2011-12-27 Николай Александрович Войнов Method rectification
RU2445996C2 (en) * 2010-05-04 2012-03-27 Николай Александрович Войнов Rectification column

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0343260A1 (en) * 1988-05-02 1989-11-29 Firma Arnold Holstein Process and device for the treatment of fruit spirits
SU1648526A1 (en) * 1989-05-10 1991-05-15 Предприятие П/Я В-8469 Fractionating tower
US20060090995A1 (en) * 2002-09-07 2006-05-04 Cognis Ip Management Gmbh System and method for carrying out a discontinuous rectification or reaction
RU2437698C1 (en) * 2010-05-04 2011-12-27 Николай Александрович Войнов Method rectification
RU2445996C2 (en) * 2010-05-04 2012-03-27 Николай Александрович Войнов Rectification column

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803963C1 (en) * 2022-12-14 2023-09-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Contact stage of the thermal distillation column
RU2817641C1 (en) * 2023-05-03 2024-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва" (СибГУ им. М.Ф. Решетнёва) Thermal rectification column contact stage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3247486B1 (en) Heat exchange and/or mass transfer column comprising a gas distributor and method for distributing gas
JP6355722B2 (en) A tower equipped with a mass transfer tray composed of prismatic bodies and a liquid distributor
CN102065995A (en) Improved column installed condenser
US2678199A (en) Gas-liquid contact apparatus
KR20180022952A (en) A distillation apparatus comprising a column having three or more sequential cells through which a fluid flows and a distillation or extractive distillation method using said distillation apparatus
RU2755176C1 (en) Contact stage of thermal rectification column
RU2741428C1 (en) Contact plate, having partition for liquid concentration at low flow rate, and method of its action
US5419814A (en) Thin layer liquid film type evaporator
EP3067101A1 (en) An evaporator and process for use thereof
RU2666381C2 (en) Vertical straight-tube countercurrent condenser
RU2437698C1 (en) Method rectification
US3445343A (en) Apparatus for evaporating-condensing separation of mixtures
RU2445996C2 (en) Rectification column
CA2894199C (en) An evaporator and process for use thereof
KR102427560B1 (en) Cascade trays, rectification columns carrying the cascade trays, methods of operating such rectification columns, and uses thereof
RU2803963C1 (en) Contact stage of the thermal distillation column
CN102288051B (en) Vertical double-tube plate shell-and-tube heat exchanger for evaporating liquid with minimum constant boiling component
RU2394064C2 (en) Procedure for oil refining
CN105602607B (en) A kind of composite gasoline fractionating column of ethylene unit
CN215387634U (en) Analytic tower for rolling oil mist recovery processing
CN219239585U (en) Oil washing tower and oil recovery system
RU2288020C1 (en) Heat-mas-exchange apparatus
RU2802468C2 (en) Internal combined product heater of the upper part of the heavy oil deasphalting column
DE102008017525B3 (en) Device for precipitation of process condensate during steam reforming, has column surrounded with pressure shell and has two different chambers, where former chamber lying downwards is closed by outlet
EP3856382B1 (en) A perforated-tray column and a method of revamping the same