RU2115694C1

RU2115694C1 - Apparatus for destroying alkaline waste produced when cleaning oil fractions with aqua-ammonia solution

Info

Publication number: RU2115694C1
Application number: RU97107526A
Authority: RU
Inventors: Чингиз Джафар оглы Муршудли
Original assignee: Чингиз Джафар оглы Муршудли
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: petroleum processing. SUBSTANCE: alkaline waste is destroyed in horizontal cylindrical apparatus with heat-exchange elements welded to the casing from outside. Liquid product inside apparatus is completely sectioned by means of transverse partitions with branches. EFFECT: essentially simplified structure of apparatus and increased its reliability allowing virtually complete destruction of alkaline waste. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве нефтепродуктов. The invention relates to the refining industry and can be used in the production of petroleum products.

В работе разложение щелочных отходов, полученных при очистке топливных фракций нефти аммиачной водой, осуществляется в пустотелом сосуде с продувкой воздухом или водяным паром при 100^oC в течение 17 ч. Длительность процесса разложения щелочных отходов и значительный расход тепла для полной отгонки воды делает невозможным использование данного устройства в промышленности. (Маркин А.А., Герман А.Л., Тер-Ионесян А.Н., Круговой процесс выщелачивания нефтяных дистиллятов, АНХ, 1940, N 9, с. 29 - 32).In the work, the decomposition of alkaline waste obtained by cleaning the fuel oil fractions with ammonia water is carried out in a hollow vessel with air or steam purging at 100 ^o C for 17 hours. The duration of the process of decomposition of alkaline waste and a significant heat consumption for complete water distillation makes it impossible to use this device in the industry. (Markin A.A., German A.L., Ter-Ionesyan A.N., Circular process of leaching of oil distillates, ANH, 1940, N 9, p. 29 - 32).

В работах предлагают разложить щелочной отход в горизонтальном цилиндрическом испарителе с трубным пучком, установленным внутри аппарата, который является прототипом предлагаемого аппарата. Этот аппарат имеет ряд недостатков: во-первых, его конструкция и изготовление сложны; во-вторых, жидкий поток полностью не секционирован из-за наличия трубного пучка, в результате чего время пребывания отдельных порций потока в зоне разложения будет различным, что приведет к неполному разложению щелочного отхода; в-третьих, надежность аппарата недостаточно высока (Нефть и газ, 1983, N 4, с. 25 - 27; Кастильо Хакес Хосе Дель Кармен. Автореферат диссертационной работы "Разработка процессов выщелачивания дизельного топлива с регенерацией реагента". Баку, 1989, с. 28). In the works, it is proposed to decompose the alkaline waste in a horizontal cylindrical evaporator with a tube bundle installed inside the apparatus, which is a prototype of the proposed apparatus. This apparatus has several disadvantages: firstly, its design and manufacture are complex; secondly, the liquid stream is not completely partitioned due to the presence of a tube bundle, as a result of which the residence time of individual portions of the stream in the decomposition zone will be different, which will lead to incomplete decomposition of alkaline waste; thirdly, the reliability of the apparatus is not high enough (Oil and Gas, 1983, N 4, pp. 25–27; Castillo Hakes José Del Carmen. Abstract of the dissertation "Development of diesel leaching processes with reagent regeneration." Baku, 1989, p. 28).

Задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции и изготовление аппарата, повышение его надежности и обеспечение практически полного разложения щелочного отхода. The objective of the proposed device is to simplify the design and manufacture of the apparatus, increase its reliability and ensure almost complete decomposition of alkaline waste.

Поставленная задача достигается тем, что разложение щелочного отхода проводится в горизонтальном цилиндрическом аппарате с теплообменными элементами, при котором теплообменные элементы приварены к корпусу с наружной стороны, жидкий поток секционирован полностью с помощью поперечных перегородок с отводами, причем высоты перегородок уменьшаются по ходу движения потока. The task is achieved in that the decomposition of alkaline waste is carried out in a horizontal cylindrical apparatus with heat exchange elements, in which the heat exchange elements are welded to the housing from the outside, the liquid flow is completely partitioned by means of transverse partitions with outlets, and the heights of the partitions decrease in the direction of flow.

Новизна изобретения состоит в использовании наружных теплообменных элементов и в установлении внутри аппарата поперечных перегородок с отводами, высоты которых уменьшаются по ходу движения потока. The novelty of the invention consists in the use of external heat exchange elements and in the installation inside the apparatus of transverse partitions with bends, the heights of which decrease along the flow.

Использование наружных теплообменных элементов позволяет значительно упростить конструкцию и полностью секционировать жидкий поток, чего нельзя добиться при размещении внутри аппарата трубного пучка. Надежность предлагаемого аппарата несравненно выше чем у прототипа, так как наружные теплообменные элементы приварены к корпусу, взамен разъемного трубного пучка, состоящего из многочисленных труб с возможными нарушениями герметичности в фланцевых соединениях, креплениях труб к решетке, а также появлениями течи в самых трубах. К тому же предлагаемый аппарат прост в изготовлении. The use of external heat exchange elements can significantly simplify the design and completely section the liquid flow, which cannot be achieved when a tube bundle is placed inside the apparatus. The reliability of the proposed device is incomparably higher than that of the prototype, since the external heat exchange elements are welded to the body, instead of a detachable tube bundle consisting of numerous pipes with possible leakages in the flange joints, pipe fastenings to the grate, as well as leakages in the pipes themselves. In addition, the proposed device is easy to manufacture.

Эскиз аппарата показан на чертеже. A sketch of the apparatus is shown in the drawing.

Аппарат состоит из корпуса 1, горловины 2, крышки 3, теплообменных элементов 5, поперечных перегородок 4 с отводами 6, штуцеров различного назначения: вход щелочного отхода 7, выход парогазовой смеси 8, выход жидкой смеси 9, вход теплоносителя 10, выход теплоносителя 11, дренажи 12, труб 13. The apparatus consists of a housing 1, a neck 2, a cover 3, heat exchange elements 5, transverse partitions 4 with outlets 6, fittings for various purposes: alkaline waste inlet 7, steam-gas mixture outlet 8, liquid mixture outlet 9, heat carrier inlet 10, heat carrier outlet 11, drains 12, pipes 13.

Поток с одной секции в другую переходит с помощью отводов, приваренных к перегородкам. В качестве отводов могут быть использованы трубы, полутрубы, различные профильные прокаты. Верхние концы отводов расположены горизонтально по перифериям перегородки чуть ниже уровня ее верхнего края, а нижние концы, объединяясь, сообщаются с отверстием в перегородке, через которое поток поступает в нижнюю часть следующей секции. Таким образом поток в каждой секции разложения движется снизу вверх, что позволяет обеспечить примерно одинаковое время пребывания отдельных порций щелочного отхода в рабочей зоне и практически полное разложение его. The flow from one section to another is transferred using bends welded to the partitions. As bends can be used pipes, half pipes, various profile rolled products. The upper ends of the branches are located horizontally on the periphery of the partition slightly below the level of its upper edge, and the lower ends, combining, communicate with the hole in the partition through which the flow enters the lower part of the next section. Thus, the flow in each decomposition section moves from bottom to top, which ensures approximately the same residence time of individual portions of alkaline waste in the working area and its almost complete decomposition.

Сбор жидкости с краев поверхности и подача ее в нижнюю часть следующей секции исключает наличие мертвых зон и удлиняет путь потока. The collection of fluid from the edges of the surface and its supply to the lower part of the next section eliminates the presence of dead zones and lengthens the flow path.

Разность высот соседних перегородок (или разность уровней жидкости в соседних секциях) определяется расчетом в зависимости от физических свойств потока и его составляющих и должна обеспечить движение жидкости по отводам. Кроме того, уменьшение высот перегородок по ходу движения потока исключает обратное перемешивание в рабочей зоне. The difference in the heights of neighboring partitions (or the difference in liquid levels in neighboring sections) is determined by calculation, depending on the physical properties of the flow and its components, and should ensure the movement of fluid along the branches. In addition, a decrease in the height of the partitions in the direction of flow eliminates back mixing in the working area.

Наружные приварные теплообменные элементы могут иметь различные конструкции. Показанные на чертеже приварные элементы имеют формы неполных поясов и охватывают больше половины наружной поверхности аппарата. Теплоноситель подается в среднюю часть теплообменного элемента с одной стороны и переходит в соседний теплообменный элемент с середины другой стороны с помощью труб. Соединение нагревательных элементов, расположенных на днищах и на цилиндрической поверхности, осуществляется трубами, чтобы не покрыть сварной шов, соединяющий цилиндр с днищами. В качестве теплоносителя могут быть использованы различные чистые потоки. External welded heat exchange elements can have various designs. The welded elements shown in the drawing are in the form of incomplete belts and cover more than half of the outer surface of the apparatus. The heat carrier is supplied to the middle part of the heat exchange element from one side and passes into the adjacent heat exchange element from the middle of the other side using pipes. The connection of heating elements located on the bottoms and on the cylindrical surface is carried out by pipes so as not to cover the weld connecting the cylinder with the bottoms. As a coolant, various pure streams can be used.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Нагретый до заданной температуры щелочной отход в газопарожидкостном состоянии поступает в аппарат снизу по штуцеру 7. Парогазовая смесь, полученная в результате разложения водного раствора аммонийных солей нефтяных кислот, пройдя через горловину, выходит из аппарата по штуцеру 8, а двухфазная жидкая смесь вода - нефтяная кислота отводится по штуцеру 9. Определенный уровень в зоне удаления жидкой смеси поддерживается с помощью выступающей во внутрь части трубы. Условие разложения щелочного отхода в аппарате обеспечивается регулированием расхода теплоносителя, подаваемого в теплообменные элементы по штуцеру 11. На каждой секции предусмотрены дренажные штуцеры 12. The alkaline waste heated to a predetermined temperature in a gas-liquid state enters the apparatus from below from the nozzle 7. The vapor-gas mixture obtained by decomposition of an aqueous solution of ammonium salts of petroleum acids, passing through the mouth, leaves the apparatus through the nozzle 8, and the two-phase liquid mixture water-petroleum acid discharged through the fitting 9. A certain level in the zone of removal of the liquid mixture is supported by the protruding inward part of the pipe. The condition for the decomposition of alkaline waste in the apparatus is provided by controlling the flow rate of the coolant supplied to the heat exchange elements via a fitting 11. On each section, drainage fittings 12 are provided.

Преимущество предложенного аппарата по сравнению с прототипом очевидно: во-первых, использование наружных теплообменных элементов позволяет значительно упростить конструкцию и изготовление аппарата и повысить его надежность; во-вторых, жидкий поток полностью секционирован, в результате чего обеспечивается оптимальное время пребывания потока в зоне разложения, т.е. практически полное разложение щелочного отхода. The advantage of the proposed apparatus compared to the prototype is obvious: firstly, the use of external heat exchange elements can significantly simplify the design and manufacture of the apparatus and increase its reliability; secondly, the liquid stream is completely sectioned, as a result of which the optimal residence time of the stream in the decomposition zone is provided, i.e. almost complete decomposition of alkaline waste.

Пример: Регенератор имеет диаметр D = 300 мм и длину L = 500 мм и снабжен наружным обогревом. Жидкий поток с помощь перегородок разделен на три секции. В аппарат непрерывно подается щелочной отход, полученный при очистке дизельного топлива аммиачной водой, нагретый до 120^oC с потенциальным содержанием нефтяных кислот 24,85 мас.%. Полученные в результате разложения щелочного отхода парогазовая смесь конденсируется в холодильнике и собирается в сборнике, а двухфазную жидкость разделяют на водную фазу и нефтяные кислоты в отдельном разделителе. При разложении происходит частичное обезмасливание кислот, т. е. неомыляемые отгоняются вместе с парогазовой смесью и отделяются в сборнике, и водная фаза, полученная в разделителе, вместе составляют водную фазу.Example: The regenerator has a diameter of D = 300 mm and a length of L = 500 mm and is equipped with external heating. The liquid flow with the help of partitions is divided into three sections. The apparatus is continuously supplied with alkaline waste obtained by cleaning diesel fuel with ammonia water, heated to 120 ^o C with a potential content of petroleum acids of 24.85 wt.%. The vapor-gas mixture resulting from the decomposition of alkaline waste is condensed in a refrigerator and collected in a collector, and the two-phase liquid is separated into the aqueous phase and petroleum acids in a separate separator. During decomposition, partial deoxidation of acids occurs, i.e., unsaponifiables are distilled off together with the gas-vapor mixture and separated in the collector, and the aqueous phase obtained in the separator together forms the aqueous phase.

В таблице представлены результаты разложения щелочного отхода в секционированном регенераторе с наружным обогревом. The table shows the results of the decomposition of alkaline waste in a partitioned regenerator with external heating.

Эти данные показывают, что предложенное устройство аппарата обеспечивает высокую степень разложения водного раствора аммонийных солей нефтяных кислот. These data show that the proposed device apparatus provides a high degree of decomposition of an aqueous solution of ammonium salts of petroleum acids.

Claims

An apparatus for decomposing alkaline waste obtained during the cleaning of oil fractions with ammonia water, consisting of a horizontal cylindrical body and heat-exchange elements, characterized in that the heat-exchange elements are located on the outside of the body, and transverse partitions with outlets are installed in the working volume, and the heights of the partitions are reduced by in the direction of flow.