SU1074555A1

SU1074555A1 - Method of heat mass-exchange between liquids with different boiling points

Info

Publication number: SU1074555A1
Application number: SU823472657A
Authority: SU
Inventors: Феликс Борисович Петлюк; Леонид Антонович Серафимов; Владимир Савельевич Тимофеев; Владимир Ильич Майский; Евгений Николаевич Юдин; Михаил Гарникович Аветьян
Original assignee: Предприятие П/Я В-8620
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1984-02-23

Abstract

СПОСОБ ТЕПЛОМАССООБМЕНА МЕЖДУ ЖИДКОСТЯМИ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ КИПЕНИЯ С использованием ректификационной колонны, включающий отбор нижнего потока из колонны и возврат его в ее нижнюю часть через кубовой теплообменник с подводом низкотемпературного тепла и вывод верхнего потока через головной теплообменник и возврат его в виде флегмы в верхнюю часть колонны, о тл и ч а ю щ и и с тем, что, с целью утилизации низкотемпературного тепла за счет перевода его в высокотемпературное тепло, отводимое в головном теплообменнике, в поток, выводимый из нижней части колонны, ввод т жидкую фазу низкокип щего компонента, а в поток, выводимый из верхней части колонны, ввод т жидкую , фазу высококип щего компонента и смешивае ие потоки отбирают из средней части колонны.i (Л с vl 4 :л :л СПMETHOD OF HEAT AND MASS TRANSFER BETWEEN LIQUIDS WITH DIFFERENT BOILING TEMPERS , about t and h and y and n with the fact that, for the purpose of utilization of low-temperature heat due to its transfer to the high-temperature heat which is removed in the head heat exchanger, in sweat The liquid phase of the low boiling component is introduced into the bottom of the column, and the liquid, high boiling phase is introduced into the stream output from the top of the column, and the flows are mixed from the middle part of the column. : l: l sp

Description

Изобретение относится к способам массопередачи и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.The invention relates to methods of mass transfer and can be used in the chemical, oil refining and petrochemical industries.

Известен способ массопередачи, 5 проводимый в многоступенчатом контактном устройстве (МКУ) и осуществляемый с затратой тепла высокого потенциала, необходимого для получения пара, подводимого в нижнюю часть 10 МКУ (1).The known method of mass transfer, 5 carried out in a multistage contact device (MCU) and carried out with the consumption of high potential heat required to produce steam supplied to the lower part 10 MCU (1).

Известен способ тепломассообмена с использованием ректификационной колонны, включающий отбор нижнего потока из колонны и возврат его в ее 15 нижнюю часть через кубовой теплообменник с подводом низкотемпературного тепла и вывод верхнего потока через головной теплообменник и возврат его в виде флегмы в верхнюю часть колонны [2J.A known method of heat and mass transfer using a rectification column, including the selection of the bottom stream from the column and returning it to its 15 bottom through the bottom heat exchanger with low-temperature heat supply and the withdrawal of the top stream through the head heat exchanger and returning it in the form of reflux to the top of the column [2J.

. Однако в известном решении при теплообмене температура подогреваемого потока всегда ниже температуры теплоносителя что ведет к возраста- -,ς нию энтропии и уменьшению ценности передаваемого тепла.... However, in the known solution during heat exchange, the temperature of the heated flow is always lower than the temperature of the coolant, which leads to an increase in entropy and a decrease in the value of the transferred heat.

Целью изобретения является утилизация низкотемпературного тепла за счет перевода.его в высокотемпера- . турное тепло. 40The aim of the invention is the utilization of low-temperature heat by transferring it to high-temperature. warm warmth. 40

Цель изобретения достигается тем, что в поток, выводимый из нижней части колонны, вводят жидкую фару низкокипящего компонента, а в по1ток, выводимый из зёрхней части ко- 35 лонны, вводят жидкую фазу высококипящего компонента и смешиваемые потоки отбирают из средней части колонны . ¹ The purpose of the invention is achieved by the fact that a liquid headlamp of a low-boiling component is introduced into the stream discharged from the bottom of the column, and a liquid phase of a high-boiling component is introduced into the stream discharged from the bottom of the column, and the mixed streams are taken from the middle part of the column. ¹

На чертеже изображена схема про- 40 ведения процесса.The drawing shows a flow diagram 40 of the process.

Способ осуществляют в устройстве,, содержащем ректификационную колонну 1 , головной 2 и кубовой 3 теплообменники .The method is carried out in a device containing a rectification column 1, head 2 and bottom 3 heat exchangers.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Поток а (низкокипящий компонент) смешивают с потоком 3 жидкости, стекающей с нижней ступени ректификаци-. онной колонны, и подают в кубовой теплообменник 3., где производится подвод низкотемпературного тепла, иджего на испарение низкокипящего компонента. Полученный пар направляют, в ректификационную колонну 1. Пар, выходящий с верхней ступени ректификационной колонны, конденсируют в головном теплообменнике·2, при этом происходит выделение высокотемпературного тепла. КонденсатStream a (low boiling point component) is mixed with a stream 3 of liquid flowing down from the lower rectification stage. on the column, and is fed to the bottom heat exchanger 3. where low-temperature heat is supplied, and it is used to evaporate the low-boiling component. The resulting steam is sent to the distillation column 1. The steam leaving the upper stage of the distillation column is condensed in the head heat exchanger · 2, and high-temperature heat is released. Condensate

ВНИИПИ Заказ 423/7 смешивают с потоком В подаваемого тяжелокипящего компонента и суммарный пото:: 2 возвращают в ректификационную колонну 1, Смешиваемые потоки g отбирают из средней части ректификационной колонны 1.VNIIPI Order 423/7 is mixed with the flow B of the supplied heavy boiling component and the total flow :: 2 is returned to the distillation column 1, Mixed flows g are taken from the middle part of the distillation column 1.

Пример 1. Процесс осуществляют в односекционной ректификационной колонне, состоящей из пяти царг. Диаметр колонны 25 мм, высота 1,5 м. В качестве насадки используют кольца Фенске. Высота слоя насадки эквивалентна 25 теоретическим тарелкам. Колонна работает как чисто абсорбционная секция , т.е. флегмовое лчисло равно нулю. Для. устранения теплопотёрь колонна имеет электрообогрев.Example 1. The process is carried out in a single-section rectification column, consisting of five tsarg. Column diameter 25 mm, height 1.5 m. Fenske rings are used as packing. Packing bed height is equivalent to 25 theoretical trays. The column operates as a pure absorption section, i.e. the phlegm number is zero. For. to eliminate heat loss, the column is electrically heated.

Тепло-'подводится из расчета, чтобы. количество подаваемого пара в нижнюю часть колонны было равно количеству пара, отводимого сверху колонны. В куб колонны подают 27 мл/ч метанола после его испарения, т.е. в виде насыщенного пара при б4,7°C. Пары метанола смешиваются в колонне с водой, которая вводится вверх колонны с температурой 100°С в количестве 125 мл/ч.Heat is' supplied on the basis that. the amount of steam supplied to the bottom of the column was equal to the amount of steam removed from the top of the column. 27 ml / h of methanol is fed to the bottom of the column after its evaporation, i.e. in the form of saturated steam at b4.7 ° C. Methanol vapors are mixed in a column with water, which is introduced up the column at a temperature of 100 ° C in an amount of 125 ml / h.

Выходящая снизу колонны жидкость содержит 7.3 мае.% метанола и 27 мас.% вода. Количество этой жидкой смеси равно 12 3 мл/ч, ее температура 72°C.The liquid leaving the bottom of the column contains 7.3 wt% methanol and 27 wt% water. The amount of this liquid mixture is 12 3 ml / h, its temperature is 72 ° C.

Отводимый сверху колонны пар имеет температуру 9 5°С и состоит из 24 мас.% метанола и 76 мас.% воды. Расход пара 30 мл/ч.The steam discharged from the top of the column has a temperature of 9 5 ° C and consists of 24 wt.% Methanol and 76 wt.% Water. Steam consumption 30 ml / h.

Полученные в ходе эксперимента данные по составам выходящих из колонны потоков полностью совпадают с результатами расчетов и подтверждают практическую возможность осуществления предлагаемого процесса массопередачи .The data obtained in the course of the experiment on the compositions of the streams leaving the column completely coincide with the calculation results and confirm the practical possibility of implementing the proposed mass transfer process.

При мер 2. В куб ректификационной колонны, снабженной 10 кла45 панными тарелками, подают 50 кмоль/ч изогексановой фракции с температурой кипения 63,3°С, смешивают с 10 кмоль/ч жидкости, стекающей с нижней ступени колонны, и испаряют в 5θ кубовом теплообменнике. В верхнюю часть колонны подают 50 кмоль/ч то-, луольной фракции с температурой кипения 110°С, 10 кмоль/ч пара, выходящего с верхней ступени колонны, 5 конденсируют в головном теплообмен-³° нике и смешивают с 50 кмоль/ч исходной толуольной фракции. Смесь фракции отбирают с шестой тарелки в количестве 100 кмоль/ч. Количество трансформированного тепла составляло ет 82 М Гкал/ч.Example 2. 50 kmol / h of an isohexane fraction with a boiling point of 63.3 ° C is fed into the cube of a distillation column equipped with 10 valve trays, mixed with 10 kmol / h of liquid flowing down from the lower stage of the column, and evaporated in a 5θ still heat exchanger. In the upper part of the column, 50 kmol / h of toluene fraction with a boiling point of 110 ° C is fed, 10 kmol / h of steam leaving the upper stage of the column is condensed in the head heat exchange ³ ° and mixed with 50 kmol / h of the initial toluene fraction. The mixture of fractions is taken from the sixth plate in the amount of 100 kmol / h. The amount of heat transformed was 82 M Gcal / h.

Тираж 682 ПодписноеCirculation 682 Subscription

Филиал ППП Патент, . Ужгород, ул.Проектная, 4Branch of PPP Patent,. Uzhgorod, Proektnaya st., 4

Claims

METHOD OF HEAT AND MASS TRANSFER BETWEEN LIQUIDS WITH VARIOUS BOILING TEMPERATURES using a distillation column, which includes the selection of the lower stream from the column and returning it to its lower part through a still heat exchanger with low-temperature heat input and outputting the upper stream through the head heat exchanger and returning it to the upper part of the column, characterized in that, in order to utilize the low-temperature heat by converting it into the high-temperature heat removed in the head heat exchanger, into the stream, from the column bottom, a liquid phase is introduced into a low boiling component and a stream outputted from the column top is introduced into the liquid. The phase of the high boiling component and the mixed streams are taken from _{β of the} middle part of the column. $

SU. „1074555>

♦