SU1623683A1 - Жидкостной экстрактор - Google Patents

Abstract

Жидкостный экстрактор относитс  к тепломассообменным аппаратам пленочного типа и может быть использован в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности . Цель изобретени  - повышение производительности жидкостного эк- стракторл по сырью и снижение соотношени  р стнорител  и сырь  путем ин- тенси Ъиклцин тепломассообменпых процессов . Жидкостный экстрактор вклю

Description

3

Изобретение относитс  к химической технологии, в частности к нефтепере- 1 рабатывающей, нефтехимической и химической отрасл м народного хоз йства, и может быть использовано, например, на установках очистки нефт ных масл ных фракций такими селективными ворител мн как фенол, фурфурол и др. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса массообмена за счет снижени  кратности растворител  и повышение производительности экстрактора.2

На фиг, 1 показан экстрактор, общий вид; на фиг. 2 - вид А-А на фиг.1; на фиг. 3 - вид Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 - вид В-В на фиг. 3; на фиг.5 вид Г-Г на фиг. 3; на фиг. 6 - кон- 3 тактное устройство пленочного типа; на фиг, 7 - то же, вид сверху; на фиг. 8 -- то же, вид сбоку; на йнг, 9 - разрез Д-Д на фиг. 6.

Экстрактор содержит распределитель 1 растворитеп , установленный в верхней части, экстоак1цюнной колонны, распределители 2 сырь , установленные в средней части экстрактора, распределители 3 гштирастворител  3, один из которых расположен ниже нижней мас- сообменной тарелки (в данном случае - ниже нижнего насадочного контактного устройства),   другой может быть установлен над распределителем раство- 4 рител , контактные устройства пленочного типа 4 и насадочные 5, а также перераспределитепи 6 потока сплошной фазы, установленные между наса- дочнмми контактными устройствами,

Распределитель растворител  состоит из транспортной трубы 7 и приваренных перпендикул рно к ней лучевых трубок 8 с просверленными по их нижней част  отверсти ми дл  истечени  растворител . Иод р дами отверстий лучапых трубок укреплены пластинчатые полуэагнутые рассекатели 9, перфорированные отверсти ми по вершинам за5

5 0 5

0

Q 45 Q

гиба с целью исключени  образовани  застойных зон рафинатной (сплошной) фазы под рассекател ми. Оси отверстий в лучевых трубках и рассекател х смещены относительно друг друга на половину шага межцентрового рассто ни  с целью устранени  образовани  капель- но-струйного режима истечени  растворител  вследствие его пропала.

Контактные устройства пленочного типа 4 установлены в зоне между вводами сырь  и растворител  (дл  процесса селективной очистки нефт ного масл ного сырь  фенолом - выше ввода сырь ) и разделены по высоте экстрактора свободным пространством. Установка контактных устройств пленочного типа в зоне над вводом объ сн етс  тем, что в промьшшеиной практике граница раздела фаз, как правило, поддерживаетс  в средней части экстрактора, и реализовать пленочный или гшеночно- перекрестный режим тепломассообмена ниже этой храницы не представл етс  возможным, так как растворитель (фенол ) , хорошо смачивающий перегородку сетку контактного устройства пленочного типа, выше раздела фаз представл ет собой дисперсную фазу и способствует формированию тепломассообмена в пленочном или гшеночно-перекрест- ном режиме, а ниже раздела фаз становитс  сплошной фазой, что исключает возможность реализации пленочного или гшеночни-перекрестного режима тепломассообмена . Поэтому установка контактных устройств пленочного типа ниже границы раздела фаз (в нашем примере - ниже РВОДЗ сырь ) нецелесообразна , и здесь использованы контактные устройства из нерегул рной насадки.

Контактное устройство пленочного типа представл ет собой совокупность вертикально расположенных блоков. Каждый такой бпок-выполнен в виде пр моугольного параллелепипеда с основанием мм и высотой 700 мм (данные размеры как пример конкретного технического решени  были выбраны дл  удобства монтажа блоков и с учетом диаметра смотровых люков в экстракционной колонне) .

На двух противолежащих сторонах каждого блока укреплены по три гребенки 10, служащие дл  фиксации в вертикальном положении перегородок 11, выполненных из сеток. На равном удалении от двух соседних сеток и через каждые 100-200 мм по высоте блока установлены турбулизируюцие элементы 12 с симметричной двускатной формой поверхности. Примен   различное расположение турбулизующих элементов (р дное, шахматное, групповое) и измен   их диаметр и рассто ние между ними по высоте блока, можно обеспечить требуемое свободное сечение каждого блока и добитьс  реализации тепломассообмена в пленочном или пленочно-перекрестном режиме. Так, например, применив р дное расположение турбулиэирующих элементов с диаметром 3-5 мм, можно добитьс  тепломассообмена в пленочном режиме, а использу  расположение в шахматном пор дке турбулизирующне элементы с диаметром около 10 мм, можно реализовать пленочно-перекрестный режим тепломассообмена .

По двум сторонам, перпендикул рным торцам турбулиэирующнх элементов, каждый блок контактного устройства пленочного типа перекрыт сплошными металлическими перегородками 13, и блоки состыкованы между собой таким образом, что металлические перегородки одного блока перекрывают открытую поверхность сеток двух соседних блоков .

Свободное сечение блоков, составл ющих конкретное устройство пленочного типа (т.е. каждую отдельную тег;- ломассообменную тарелку), должно быть величиной посто нной. Но, использу  блоки с различным свободным сечением, можно добитьс  того, чтобы каждое контактное устройство имело величину свободного сечени , отличную от других. Например, при монтаже одного контактного устройства можно использовать блоки со свободным сечением 75Z, другого - 60%, третьего - 50% и т.д. Изменением свободного сечени  контактных устройств пленочно

5

0

5

го типа можно достичь выравнивани  линейных скоростей внутренних жидкостных потоков и, соответственно,обеспечить по высоте экстрактора равномерную его наг- руженность по суммарным жидкостным потокам .

Каждый блок контактного устройства пленочного типа, помимо перечисленных конструктивных элементов, имеет торцовые 14 и боковые 15 пластины, а также уголки 16, служащие дл  придани  конструкции блоков необходимой жесткости.

Между контактными устройствами из нерегул рной насадки установлены перераспределители 6 потока сплошной фазы, которых может быть один, два н более в зависимости от высоты нижней части экстрактора. Основное предназначение перераспределителей - устранение растекани  сплошной фазы от центра к периферии, т.е. более равномерное распределение жидкостных потоков по сечению экстрактора в его нижней члсти.

Процесс селективной очистки нефт ных масл ных фракций (сырь ) фенолом в предлагаемом жидкостном экстракторе протекает следующем образом,

В верхнюю часть экстрактора подаетс  растиоритель-фенол, который заполн ет сначала транспортную трубу 7, затем лучевые трубки 8 и через отверсти  в последних истекает на вершины загиба рассекателей 9, после чего делитс  на днл ранных потоков и в виде пленки стекает с боковых поверхностей рассекателей (фиг. 2). Таким образом, применение перфорированных пластинчатых пплузагнутых рассекателей позвол ет распределить растворитель в пленочном режиме и более равномерно за счет увеличе ги  площади распределе- 5 ни  растворител , так как под каждой лучевой трубкой вместо одного струй- но-капельного потока создаютс  два пленочных.

Далее растворитель попадает на верхнее контактное устройство пленочного типа и в виде пленки движетс  вниз по перегородкам-сеткам, вступа  во взаимодействи  с сырьем, подаваемым в среднюю часть экстрактора. Компоненты сырь  перераспредел ютс  в феноле в процессе тепломассообмена , протекающего в пленочном или пленочно-перекрестном режиме. При этом хорошо растворимые в феноле (не0

5

0

0

5

71623683

желательные) компоненты сырь  унос тс  в виде экстрактного раствора по перегородкам-сеткам вниз, а плохо растворимые в феноле (желательные) компоненты сырь  в виде рафинатного раствора поднимаютс  вследствие разности плотностей вверх по межсеточному пространству. На фиг. 3 движение рафинатной (сплоюной) фазы показана стрелками в нижней части блока контактного устройства пленочного типа, в котором применено шахматное расположение турбулиэиругащих элементов большого диаметра, что обусловливает формирование тепломассообмена в пле- ночно-пере фестном режиме.

Попада  в свободное пространство между двум  близкорасположенными контактными устройствами пленочного типа, экстрактный раствор (т.е. фенол с растворенными в нем нежелательными компонентами сырь ) в виде струй и капель движетс  вниз, взаимодейству  с рафинатным раствором (т.е. желательными компонентами сырь  с растворенным в них фенолом), поднимающимс  в виде сплошной фазы с нижерасположенного контактного устройства пленочного тина. Попав на последнее, экстрактный раствор вновь образует пленку на перегородках-сетках, и процесс возобновл етс .

Ниже ввода сырь  (точнее, границы раздела фаз) экстрактный раствор становитс  сплошной фазой и контактирует в сло х из нерегул рной насадки с фе- нольной водой (антирастворителем), в результате чего из экстрактного раст- дд вора выдел ютс  цапевые (желательные) компоненты сырь , унесенные вниз ввиду недостаточной селективности растворител . Эти целевые компоненты в виде рафинатного раствора поднимаютс д$

вверх, проход  через слои нерегул рной насадки и сквозь отверсти  в перфорированных KOirycHbix выступах пере- распределителе.Ч потока сплошной фазы , после чего соедин ютс  с потоком сырь  и уже в контактных устройствах пленочного типа поднимаютс  по межсеточному пространству, взаимодейству  с растворителем (экстрактным раствором ) и перераспредел  сь в нем.

Возможна подача антирастворител  (фенольной воды) и в верхнюю часть экстрактора, т.е. выше распределител  растворител  (фиг. l).

35

50

55

8

0

5

0

5

0

д д$

5

0

5

В конечном итоге процесса феноль- ной очистки масл ного сырь  с верха экстрактора выводитс  рафинатный раствор, после удалени  из которого Фенола получают целевой рафинат, служащий дл  производства базовых масел. С низа экстрактора выводитс  экстрактный раствор, после удалени  из которого фенола получают экстракт. Выделенный из экстрактного и рафннат- ного растворов фенол вновь используетс  в процессе селективной очистки, т.е. направл етс  в верхнюю часть экстрактора,

Claims (1)

1. Использование данного жидкостного экстрактора только в процессе селективной очистки масл ных фракций фенолом позвол ет более равномерно распределить растворитель по поперечному сечению экстрактора и сформировать пленочный режим его истечени  за счет перфорированных пластинчатых полузагнутых рассекателей и, соответственно , за счет увеличени  площади распределени  растворител ; упор дочить движение встречных жидкостных потоков и обеспечить взаимодействие фаз в пленочно-перекрестном режиме; значительно уменьшить радиальное перемешивание фаз за счет секционировани  поперечного сечени  экстрактора блочными контактными устройствами пленочного типа; устранить пристеночный эффект и повысить равномерность распределени  сплошной фазы по сечению экстрактора; обеспечить более равномерную загруженность жидкостными потоками по высоте экстрактора за счет контактных устройств пленочного типа с различной по высоте величиной свободного сечени . Формула изобретени 

   Жидкостный экстрактор, включающий контактные устройства в виде нерегул рной насадки, распределители растворител , сырь  и антирастворител , перераспределители потока сплошной фазы, устрокртиа дл  ввода и вывода взаимодействующих фаз, отличающий- с   тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет снижени  кратности растворител  и повышени  производительности экстрактора, он дополнительно снабжен вертикально установленным в зоне между входными устройствами растворител  и сырь  секционными контактными устройствами

   А-А

   jCT

   IM

   III

   III

   III

   III

   Hi

   III

   ill

   III

   III

   III

   III

   Ill

   III

   Mi

   III

   III

   V

   Л

   III

   Ш

   ill

   Фиг 2

   Фиг.З

   в-в

   Фиг.4

   r-r

   /

   в

   Фиг.5

   Ю

   Фаг. 6

   T

   11 11 П 11 74 Фиг 7

   16

   /

   15

   s X

   Фиг. 8

   /

   13

   11

   .75

   ю

   ю