[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2562482C1 - Fractionator - Google Patents

Fractionator Download PDF

Info

Publication number
RU2562482C1
RU2562482C1 RU2014136819/05A RU2014136819A RU2562482C1 RU 2562482 C1 RU2562482 C1 RU 2562482C1 RU 2014136819/05 A RU2014136819/05 A RU 2014136819/05A RU 2014136819 A RU2014136819 A RU 2014136819A RU 2562482 C1 RU2562482 C1 RU 2562482C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reflux
section
contact devices
phlegm
fractionating apparatus
Prior art date
Application number
RU2014136819/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Анатольевич Мнушкин
Original Assignee
Игорь Анатольевич Мнушкин
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 Игорь Анатольевич Мнушкин filed Critical Игорь Анатольевич Мнушкин
Priority to RU2014136819/05A priority Critical patent/RU2562482C1/en
Priority to PCT/RU2015/000521 priority patent/WO2016039665A2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2562482C1 publication Critical patent/RU2562482C1/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
    • B01D3/008Liquid distribution

Landscapes

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

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: fractionator comprises housing with sprinkling, stock feed union and steam from boiler or hot jet from furnace, with unions for discharge of stillage bottoms, top and side products, systems of temperature, pressure, flow rate and quality metering systems, manways and heat exchange sections accommodating contact device of adapter- and/or plate crossed-flow type with drain webs, pockets and overflow pipes. In the case of multiflow contact devices with different number of flows, contact devices accommodate the condensate collector communicated with overflow pipes of underlying contact device and communicated with condensate distributor at underlying contact device.
EFFECT: higher efficiency.
14 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к массообменному оборудованию для систем жидкость - газ (пар) и может быть использовано для реализации процессов ректификации, перегонки и абсорбционного разделения в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, химической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to mass transfer equipment for liquid-gas (steam) systems and can be used to implement rectification, distillation and absorption separation processes in the oil refining, gas processing, chemical, food and other industries.

Известны многочисленные конструкции фракционирующих аппаратов, включающих корпус, оснащенный штуцерами ввода сырья, орошения, паров из кипятильника или горячей струи из печи, вывода кубового, верхнего и боковых продуктов, системами замера температуры, давления, расхода и качества, люками-лазами и массообменными секциями, в которых размещены контактные устройства насадочного и/или тарельчатого перекрестно-точного типа со сливными перегородками, карманами и переточными трубами (Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. М.: Химия, 1965. 308 с.). Общим недостатком этих конструкций является отсутствие универсальности, так как для конкретных производственных ситуаций необходимо разрабатывать новые конструкции фракционирующих аппаратов, например, когда во фракционирующем аппарате высоки или резко изменяются по высоте фракционирующего аппарата нагрузки контактных устройств по жидкой фазе.Numerous designs of fractionation apparatuses are known, including a housing equipped with fittings for introducing raw materials, irrigation, vapors from a boiler or a hot stream from the furnace, output of still, top and side products, temperature, pressure, flow and quality measuring systems, manholes and mass transfer sections, in which contact devices of a packed and / or cross-type disk type with drain partitions, pockets and transfer pipes are placed (Alexandrov I.A. Rectification and absorption apparatus . Methods of analysis and design of foundations. M .: Chemistry, 1965. 308 pp.). A common drawback of these designs is the lack of versatility, since for specific production situations it is necessary to develop new designs of fractionating apparatuses, for example, when the loads of contact devices in the liquid phase are high or change sharply in height of the fractionating apparatus in the fractionating apparatus.

Известна, например, ректификационная колонна, содержащая набор фракционирующих тарелок, выполненная в виде замкнутой цилиндрической наружной колонны, имеющей a) верхнюю и нижнюю концевые части и цилиндрическую внутреннюю поверхность, b) верхнюю первую и нижнюю вторую фракционирующие тарелки одинаковой конструкции, причем фракционирующие тарелки имеют сливной канал, который имеет боковую стенку, проходящую наружу из площади контактирования пар - жидкость, образованной перекрытием, причем верхняя первая тарелка поддерживается на месте внутри колонны нижней второй тарелкой, а нижняя вторая тарелка при этом поддерживается опорой, прикрепленной к наружной колонне. (Ректификационная колонна, содержащая набор фракционирующих тарелок, комплект фракционирующих тарелок для установки в колонне фракционной перегонки и способ установки тарелок в колонну для фракционной перегонки: заявка 2000119917 РФ; заявл. 25.07.2000; опубл. 27.06.2002.) Недостатком этого изобретения является формирование комплекта тарелок из двух тарелок, в котором только нижняя тарелка герметично сопрягается с корпусом колонны, а перфорированное перекрытие верхней первой тарелки имеет по существу круглую периферию, которая отделена от внутренней поверхности колонны неуплотненным кольцевым зазором, который обеспечивает прохождение вниз жидкости от перекрытия верхней первой тарелки на нижнюю вторую тарелку, при этом возможен байпасный проскок части парового потока со второй тарелки в паровое пространство над первой тарелкой, что снизит эффективность массообмена и коэффициент полезного действия первой тарелки комплекта. Кроме того, при увеличении потока жидкой фазы (флегмы) на второй тарелке в силу интенсивной конденсации паров на первой тарелке резко возрастет скорость течения жидкой фазы на первой тарелке, что приведет к снижению времени контакта между паровой и жидкой фазами на второй тарелке и опосредовано к снижению коэффициента полезного действия второй тарелки комплекта.A distillation column is known, for example, containing a set of fractionation plates made in the form of a closed cylindrical outer column having a) upper and lower end parts and a cylindrical inner surface, b) upper first and lower second fractionation plates of the same design, and the fractionation plates have a drain a channel that has a side wall extending outward from the contact area of the vapor — liquid formed by the overlap, the upper first plate being supported in place Inside the column a second bottom plate and the bottom plate with the second support pillar attached to the outer column. (A distillation column containing a set of fractionation plates, a set of fractionation plates for installation in a fractional distillation column, and a method for installing plates in a fractional distillation column: RF application 2000119917; July 25, 2000; publ. June 27, 2002.) The disadvantage of this invention is the formation of a set of plates of two plates, in which only the lower plate is hermetically mating with the column body, and the perforated overlap of the upper first plate has a substantially circular periphery that is separated from the inner the surface of the column with an unsealed annular gap that allows liquid to pass downward from overlapping the upper first plate to the lower second plate, while a bypass slip of part of the steam flow from the second plate to the vapor space above the first plate is possible, which will reduce the mass transfer efficiency and the efficiency of the first set plate . In addition, with an increase in the flow of the liquid phase (reflux) on the second plate due to the intense condensation of vapors on the first plate, the flow rate of the liquid phase on the first plate will increase sharply, which will lead to a decrease in the contact time between the vapor and liquid phases on the second plate and indirectly decrease the efficiency of the second plate of the kit.

Известна ректификационная колонна, которая имеет внутреннюю стенку и содержит множество горизонтально расположенных одна над другой перфорированных фракционирующих тарелок, в том числе включает в себя первую перфорированную фракционирующую тарелку, по меньшей мере, с одним сливным стаканом, примыкающим к периферии тарелки, для канализирования выходного потока от первой тарелки через, по меньшей мере, один радиально расположенный выпускной канал ко второй перфорированной фракционирующей тарелке, расположенной непосредственно под первой тарелкой, причем указанная вторая тарелка содержит зону под сливным стаканом, расположенную непосредственно под сливным стаканом от первой фракционирующей тарелки, отличающаяся тем, что выпускной канал каждого сливного стакана размещен таким образом, что выходной поток из него первоначально протекает исключительно в направлении внутренней стенки колонны, смежной со сливным стаканом, причем, по меньшей мере, один участок зоны под сливным стаканом имеет множество перфораций, при этом имеется перфорированный барьер между перфорированной зоной второй перфорированной тарелкой и зоной первоначального контакта жидкости, вытекающей из сливного стакана. (Ректификационная колонна: пат. 2172203 РФ. №99117147/12; заявл. 27.01.97; опубл. 20.08.01.) Недостатком этого изобретения является существенный перепад уровней жидкой фазы по пути прохождения потока жидкой фазы вдоль полотна тарелки, при этом под сливным стаканом уровень жидкой фазы значительно выше, чем на противоположной стороне полотна тарелки, где будет формироваться минимальный перепад давления для прохождения паровой фазы и возможно образование каналов в жидкости, через которые паровая фаза будет проходить без контакта с жидкой фазой, а под сливным стаканом будет максимальный уровень жидкой фазы и будет формироваться максимальный перепад давления для прохождения паровой фазы и, как результат, возможность снижения расхода пара до нуля, что приведет к уменьшению эффективности массопереноса в этих зонах тарелки и к снижению коэффициента полезного действия тарелки в целом.Known distillation column, which has an inner wall and contains many horizontally located one above the other perforated fractionation plates, including the first perforated fractionation plate with at least one drain cup adjacent to the periphery of the plate, for channeling the output stream from the first plate through at least one radially located outlet channel to the second perforated fractioning plate located directly underneath a ditch plate, wherein said second plate contains a zone under the drain cup located immediately below the drain cup from the first fractionation plate, characterized in that the outlet channel of each drain cup is arranged so that the outlet stream from it initially flows exclusively in the direction of the inner wall of the column, adjacent to the drain cup, and at least one portion of the zone under the drain cup has many perforations, while there is a perforated barrier between the perforated Anna zone and a second perforated plate of the initial contact zone the liquid flowing from the downcomer. (Distillation column: Pat. 2172203 of the Russian Federation. No. 99117147/12; claimed. 01/27/97; publ. 08/20/01.) The disadvantage of this invention is a significant difference in the levels of the liquid phase along the flow path of the liquid phase along the plate cloth, while under the drain With a glass, the level of the liquid phase is much higher than on the opposite side of the plate cloth, where a minimum pressure drop will be formed for the vapor phase to pass and channels can be formed in the liquid through which the vapor phase will pass without contact with the liquid phase, and under the drain glass is the maximum level of the liquid phase will be formed and the maximum pressure drop for the passage of the vapor phase and as a result, the possibility of reducing the steam consumption to zero, which would reduce the mass transfer efficiency in these areas plates and reduce the efficiency of the dish as a whole.

Известен также аппарат, в котором контактные устройства представляют собой мелкожалюзийную тарелку с отбойниками для осуществления тепломассообменных процессов, включающую приемный карман, горизонтальные просечные полотна основания тарелки, сливной карман, отбойники над полотнами основания тарелки, при этом в качестве материала полотен основания тарелки и отбойников применяется перфорированное полотно и дополнительно содержится отбойник в сливном кармане. (Мелкожалюзийная тарелка с отбойниками: свидетельство №128831 РФ. №2012147144/05; заявл. 06.11.2012; опубл. 10.06.2013.) Недостатком этого изобретения является то, что применение отбойников из перфорированного полотна, направленных гладкой стороной навстречу движению жидкости, расположенных над полотнами основания тарелки и в сливном кармане, способствуя интенсивной сепарации парожидкостного потока, образующегося в процессе работы тарелки, одновременно сокращают время контакта пузырьков пара и жидкой фазы парожидкостного потока, что приведет к уменьшению эффективности массопереноса в системе пар - жидкость и к снижению коэффициента полезного действия тарелки в целом. Кроме того, отбойники представляют собой дополнительное гидравлическое сопротивление при движении потока жидкой фазы (флегмы) вдоль тарелки, что приводит к постепенному возрастанию расхода пара сквозь перфорированную тарелку от начала к концу полотна тарелки вдоль движении потока, что приводит к параболическому закону изменения локальных коэффициентов полезного действия фрагментов перфорированной тарелки со снижением коэффициента полезного действия в начале и конце тарелки и к снижению коэффициента полезного действия тарелки в целом. Еще одним недостатком аппарата с мелкожалюзийными тарелками является постоянство числа потоков на смежных тарелках, что не позволяет оптимизировать процесс массопереноса при существенном изменении количества потока жидкой фазы (флегмы) по высоте колонны.There is also known an apparatus in which contact devices are a small-louvered plate with chippers for heat and mass transfer processes, including a receiving pocket, horizontal pro-thinned cloths of the base of the dish, a drain pocket, chippers above the cloths of the dish base, with perforated material being used as the materials of the dish base and chippers the canvas and additionally contains a chipper in the drain pocket. (Small-louvre plate with chippers: certificate No. 1288831 of the Russian Federation. No. 2012147144/05; filed November 6, 2012; published on June 10, 2013.) The disadvantage of this invention is that the use of chippers from a perforated sheet, directed smooth side towards the movement of the liquid, located above the plates of the base of the plate and in the drain pocket, contributing to the intensive separation of the vapor-liquid flow generated during the operation of the plate, at the same time reduce the contact time of the vapor bubbles and the liquid phase of the vapor-liquid flow, which will lead to a decrease iju mass transfer efficiency in the vapor - liquid system and reduce the efficiency of the dish as a whole. In addition, chippers represent additional hydraulic resistance during the movement of the liquid phase flow (phlegmy) along the plate, which leads to a gradual increase in steam flow through the perforated plate from the beginning to the end of the plate blade along the flow movement, which leads to a parabolic law of the change in the local efficiency fragments of a perforated plate with a decrease in the efficiency at the beginning and end of the plate and to reduce the efficiency of the plate in th. Another disadvantage of the apparatus with small-louvered plates is the constancy of the number of flows on adjacent plates, which does not allow to optimize the mass transfer process with a significant change in the amount of flow of the liquid phase (reflux) along the height of the column.

При создании изобретения ставилась задача разработки высокоэффективного фракционирующего аппарата, используемого в том случае, когда во фракционирующем аппарате высоки или резко изменяются по высоте нагрузки контактных устройств по жидкой фазе и/или паровой фазе. К подобным аппаратам относятся следующие:When creating the invention, the task was to develop a highly efficient fractionating apparatus used in the case when the load of the contact devices in the fractionating apparatus is high or dramatically changes in height in the liquid phase and / or vapor phase. Such devices include the following:

- колонны стабилизации бензинов и нефтей при существенном изменении количества паровой и жидкой фаз в верхней и нижней частях колонны;- columns stabilizing gasolines and oils with a significant change in the amount of vapor and liquid phases in the upper and lower parts of the column;

- ректификационные колонны с циркуляционными орошениями, существенно увеличивающими нагрузку контактных устройств по жидкой фазе в зоне циркуляционных орошений;- distillation columns with circulating irrigation, significantly increasing the load of the contact devices in the liquid phase in the zone of circulating irrigation;

- ректификационные колонны для разделения многокомпонентных смесей с существенной разницей концентраций компонентов в исходном сырье, например, при разделении трехкомпонентной смеси с низким содержанием низкокипящего и высококипящего компонентов, при выделении в качестве дистиллята низкокипящего компонента контактные устройства в низу фракционирующего аппарата будут перегружены по потоку флегмы, а при выделении в качестве остатка высококипящего компонента контактные устройства в верху фракционирующего аппарата будут перегружены по потоку флегмы;- distillation columns for separating multicomponent mixtures with a significant difference in the concentrations of the components in the feedstock, for example, when separating a three-component mixture with a low content of low boiling and high boiling components, when the low boiling component is separated as distillate, the contact devices at the bottom of the fractionating apparatus will be overloaded under reflux, and when high-boiling component is selected as the remainder, the contact devices at the top of the fractionating apparatus will be overloaded downstream of the reflux;

- абсорбционные колонны для очистки газового потока с высокой концентрацией абсорбируемой примеси, например аммиака, небольшим количеством эффективного абсорбента, когда по высоте колонны снизу вверх резко уменьшается расход газа и возрастает расход насыщаемого абсорбента.- absorption columns for cleaning a gas stream with a high concentration of absorbable impurities, such as ammonia, with a small amount of effective absorbent, when the gas flow sharply decreases from bottom to top and the flow rate of saturated absorbent increases.

Конструкции фракционирующих аппаратов, в которых по условиям их работы необходимо использовать многопоточные контактные устройства с различной поточностью смежных контактных устройств (например, двух- и трехпоточные, четырех- и трехпоточные), отсутствуют.The designs of fractionation apparatuses, in which, according to their working conditions, it is necessary to use multi-threaded contact devices with different flow rates of adjacent contact devices (for example, two- and three-flow, four- and three-flow).

Поставленная задача решается за счет того, что во фракционирующем аппарате, включающем корпус, оснащенный штуцерами ввода сырья, орошения, паров из кипятильника или горячей струи из печи, вывода кубового, верхнего и боковых продуктов, системами замера температуры, давления, расхода и качества, люками-лазами и массообменными секциями, в которых размещены контактные устройства насадочного и/или тарельчатого перекрестно-точного типа со сливными перегородками, карманами и переточными трубами, при многопоточном исполнении контактных устройств с различным числом потоков на смежных контактных устройствах в пространстве между контактными устройствами с разнопоточным (четное и нечетное) исполнением контактных устройств размещен сборник флегмы, сообщающийся с переточными трубами вышележащего контактного устройства и сообщающийся переливными трубами с распределителем флегмы на нижележащее контактное устройство, при этом в случае наличия циркуляционного орошения во фракционирующем аппарате штуцера ввода и вывода циркуляционного орошения сообщаются с соответствующими сборниками флегмы. В этом случае, за счет варьирования числа и площади сечения переточных труб в сборник флегмы можно собрать поток жидкой фазы, стекающий с вышележащего контактного устройства независимо от числа потоков на этом контактном устройстве, а из сборника флегмы собранную жидкость можно направить в распределитель флегмы на нижележащее контактное устройство уже вне зависимости от числа потоков на этом контактном устройстве. При этом для создания гидравлического затвора при перетоке флегмы с вышележащего контактного устройства на нижележащее контактное устройство сборник флегмы имеет секцию сбора флегмы и секцию стока флегмы, разделенные сливной перегородкой, секция стока флегмы сборника флегмы соединена с переточными трубами вышележащего контактного устройства, а секция сбора флегмы сообщается с распределителем флегмы на нижележащее контактное устройство при помощи переливных труб.The problem is solved due to the fact that in the fractionating apparatus, which includes a housing equipped with fittings for introducing raw materials, irrigation, vapors from a boiler or hot stream from the furnace, withdrawal of bottoms, top and side products, measuring systems for temperature, pressure, flow and quality, hatches - manholes and mass transfer sections, in which contact devices of a nozzle and / or plate cross-type type with drain partitions, pockets and transfer pipes are placed, with multi-threaded design of contact devices In a space with a different number of flows on adjacent contact devices in the space between contact devices with multi-threaded (even and odd) versions of contact devices, a phlegm collector is placed that communicates with transfer pipes of the overlying contact device and communicates with overflow pipes with a reflux distributor to the underlying contact device, while in the case of the presence of circulating irrigation in the fractionating apparatus of the nozzle of input and output of circulating irrigation are communicated with the corresponding sat Orniki phlegm. In this case, by varying the number and cross-sectional area of the transfer pipes into the phlegm collector, it is possible to collect a liquid phase stream flowing down from the overlying contact device regardless of the number of flows on this contact device, and from the phlegm collector, the collected liquid can be sent to the phlegm distributor on the underlying contact the device is already independent of the number of threads on this contact device. At the same time, to create a hydraulic shutter when the phlegm flows from the overlying contact device to the underlying contact device, the phlegm collector has a phlegm collection section and a phlegm drain section separated by a drain wall, the phlegm reflux drain section is connected to the overflow pipes of the overlying contact device, and the phlegm collection section is communicated with a phlegm distributor on the underlying contact device using overflow pipes.

Системы замера температуры, давления, расхода и качества отбираемых продуктов представляют собой соответственно датчики измерения температур (термопары), установленные в определяющих температурный режим работы фракционирующего аппарата позициях корпуса аппарата, датчик измерения давления (манометр), установленный в верхней части корпуса аппарата, датчики измерения расхода вводимых и отбираемых продуктов (диафрагмы), устанавливаемые на трубопроводах, подсоединенных к соответствующим штуцерам ввода и вывода этих продуктов из корпуса аппарата, датчики измерения качества отбираемых продуктов (пробоотборники поточного типа или периодического действия, подключенные к анализаторам качества), устанавливаемые на соответствующих штуцерах корпуса аппарата; аналоговые показатели температуры, давления, расхода и качества отбираемых продуктов через контроллер поступают на аналого-цифровой преобразователь и далее в компьютер, фиксирующий соответствующие показатели, и на регистрирующие и регулирующие технологический процесс контрольно-измерительные приборы.The systems for measuring temperature, pressure, flow rate and quality of the selected products are respectively temperature measurement sensors (thermocouples) installed in the positions of the apparatus body that determine the temperature regime of the fractionating apparatus, a pressure measurement sensor (manometer) installed in the upper part of the apparatus body, flow measurement sensors introduced and selected products (diaphragms) installed on pipelines connected to the corresponding fittings for input and output of these products from the housing apparatus, sensors for measuring the quality of selected products (flow-type or periodic samplers connected to quality analyzers) installed on the appropriate fittings of the apparatus body; analog indicators of temperature, pressure, flow rate and quality of the selected products are sent through the controller to an analog-to-digital converter and then to a computer that records the corresponding indicators and to instrumentation that registers and regulates the technological process.

Целесообразно, чтобы распределитель флегмы в виде гребенчатого или кольцевого коллектора был выполнен низконапорным для уменьшения необходимого свободного пространства между смежными контактными устройствами. Коллекторная форма распределителя флегмы обеспечивает подвод флегмы в нужные места расположения карманов нижележащего многопоточного контактного устройства, независимо от числа потоков нижележащего контактного устройства. Наиболее рациональное выполнение распределителя флегмы в виде гребенчатого или кольцевого коллектора позволяет подводить потоки флегмы в необходимые места нижележащего контактного устройства, особенно это важно для насадочных контактных устройств.It is advisable that the phlegm distributor in the form of a comb or ring collector be low-pressure to reduce the necessary free space between adjacent contact devices. The collector form of the reflux distributor provides reflux to the desired locations of the pockets of the underlying multi-threaded contact device, regardless of the number of flows of the underlying contact device. The most rational implementation of the phlegm dispenser in the form of a comb or ring collector allows the phlegm flows to be supplied to the necessary places of the underlying contact device, this is especially important for packed contact devices.

В тех случаях, когда по технологическим условиям число потоков на двух смежных контактных устройствах различно, а потоки пара и флегмы по высоте фрагмента фракционирующего аппарата незначительно изменяются, целесообразно, чтобы для двух смежных контактных устройств совокупное поперечное сечение переливных труб было равно совокупному поперечному сечению переточных труб, что соответствует постоянству расхода флегмы на двух смежных контактных устройствах по высоте аппарата при переходе от вышележащего контактного устройства к нижележащему контактному устройству.In cases where, according to the technological conditions, the number of flows at two adjacent contact devices is different, and the steam and reflux streams vary slightly along the height of a fragment of the fractionating apparatus, it is advisable that for two adjacent contact devices the combined cross section of overflow pipes was equal to the combined cross section of transfer pipes , which corresponds to the constancy of the reflux rate on two adjacent contact devices along the height of the apparatus during the transition from the overlying contact device to the bottom aschemu contact device.

В тех случаях, когда по технологическим условиям число потоков на двух смежных контактных устройствах различно, например для значительно изменяющихся потоков флегмы по высоте фрагмента фракционирующего аппарата, целесообразно, чтобы для двух смежных контактных устройств отношение произведения совокупного поперечного сечения переливных труб на скорость потока флегмы в переливных трубах к произведению совокупного поперечного сечения переточных труб на скорость потока флегмы в переточных трубах было равно отношению расходов флегмы двух смежных контактных устройствах.In cases where, according to the technological conditions, the number of flows on two adjacent contact devices is different, for example, for significantly varying reflux flows along the height of a fragment of a fractionating apparatus, it is advisable that for two adjacent contact devices the ratio of the product of the total cross section of overflow pipes by the reflux flow rate in overflow pipes to the product of the total cross-section of the transfer pipes by the reflux flow rate in the transfer pipes was equal to the ratio of the reflux costs d vuh adjacent contact devices.

Целесообразно, в случае наличия циркуляционного орошения во фракционирующем аппарате, чтобы штуцер ввода циркуляционного орошения сообщался с соответствующим сборником флегмы дополнительной трубой для обеспечения единой системы стока флегмы на нижележащее многопоточное контактное устройство, при этом для двух смежных контактных устройств произведение совокупного поперечного сечения переливных труб на скорость потока флегмы в переливных трубах равно сумме произведения совокупного поперечного сечения переточных труб на скорость потока флегмы в переточных трубах и произведения поперечного сечения дополнительной трубы на скорость потока флегмы в дополнительной трубе, что учитывает возрастание расхода флегмы между двумя смежными контактными устройствами за счет ввода циркуляционного орошения, а штуцер вывода циркуляционного орошения сообщался с соответствующим сборником флегмы дополнительной трубой для формирования системы стока флегмы на нижележащее многопоточное контактное устройство с учетом вывода циркуляционного орошения, при этом для двух смежных контактных устройств произведение совокупного поперечного сечения переливных труб на скорость потока флегмы в переливных трубах равно разности произведения совокупного поперечного сечения переточных труб на скорость потока флегмы в переточных трубах и произведения поперечного сечения дополнительной трубы на скорость потока флегмы в дополнительной трубе, что учитывает снижение расхода флегмы между двумя смежными контактными устройствами за счет вывода циркуляционного орошения.It is advisable, in the case of circulating irrigation in the fractionating apparatus, that the inlet of the circulating irrigation inlet communicates with the corresponding reflux collector with an additional pipe to provide a single reflux drain system to the underlying multi-threaded contact device, while for two adjacent contact devices the product of the total cross-section of the overflow pipes at a speed reflux flow in overflow pipes is equal to the sum of the product of the total cross-section of the transfer pipes by the speed outflow of phlegm in transfer pipes and the product of the cross section of the additional pipe by the reflux flow rate in the additional pipe, which takes into account the increase in phlegm flow between two adjacent contact devices due to the introduction of circulating irrigation, and the outlet connector for circulating irrigation communicated with the corresponding phlegm collector with an additional pipe to form the system phlegm flow to the underlying multi-threaded contact device taking into account the output of circulating irrigation, while for two adjacent of stroke devices, the product of the total cross section of the overflow pipes by the reflux flow rate in the overflow pipes is equal to the difference between the product of the total cross section of the transfer pipes and the reflux flow rate in the transfer pipes and the product of the cross section of the additional pipe and the reflux flow rate in the additional pipe, which takes into account the decrease in reflux flow between two adjacent contact devices due to the withdrawal of circulating irrigation.

Целесообразно также, чтобы контактные устройства с различным числом потоков на смежных контактных устройствах были выполнены, смещенными с поворотом на 90 градусов, что позволяет конструктивно упростить обвязку верхнего из смежных контактных устройств со сборником флегмы при помощи переточных труб, а также сборника флегмы с распределителем флегмы на нижележащее контактное устройство при помощи переливных труб, располагая систему переточных и сливных труб в одной плоскости.It is also advisable that contact devices with a different number of flows on adjacent contact devices be made rotated 90 degrees, which makes it possible to constructively simplify the strapping of the upper adjacent contact devices with a phlegm collector using transfer pipes, as well as a phlegm collector with a phlegm distributor on the underlying contact device using overflow pipes, positioning the overflow and drain pipes in the same plane.

Во фракционирующем аппарате формируется массообмен при условии перекрестного тока жидкой и паровой (газовой) фаз, при этом при использовании тарельчатых контактных устройств жидкая фаза объемно перемещается по полотну тарелок горизонтально несколькими потоками, а паровая (газовая) фаза перемещается вертикально и барботирует в слой жидкой фазы через клапаны, колпачки или иные устройства, установленные в полотне тарелок, а при использовании перекрестно-точных насадочных контактных устройств в виде пакетов регулярной насадки из сетки или просечно-вытяжного листа жидкая фаза пленочно перемещается по объему пакетов вертикально несколькими потоками по числу пакетов, а паровая (газовая) фаза перемещается горизонтально, проходя сквозь пленки жидкой фазы.Mass transfer is formed in the fractionating apparatus under the condition of a cross current of the liquid and vapor (gas) phases, while using plate contact devices, the liquid phase moves horizontally along the plate web in several streams, and the vapor (gas) phase moves vertically and sparges into the liquid phase through valves, caps or other devices installed in the plate plate, and when using cross-precision nozzle contact devices in the form of packets of regular nozzles from the grid and and lathing liquid phase pellicular moves vertically package volume multiple streams according to the number of packets and the vapor (gas) phase moves horizontally, passing through a liquid phase film.

На фигуре 1 представлена схема фрагмента фракционирующего аппарата с двух- и трехпоточными смежными контактными устройствам в разрезе, на фигурах 2 и 3 представлено взаимное пространственное расположение в корпусе (на фигурах 2 и 3 не показан) трех- и четырехпоточных смежных контактных устройств, смещенных с поворотом на 90 градусов.The figure 1 presents a diagram of a fragment of a fractionating apparatus with two and three-threaded adjacent contact devices in the context, in figures 2 and 3 shows the mutual spatial arrangement in the body (in figures 2 and 3 is not shown) of three and four-flow adjacent contact devices, shifted with rotation 90 degrees.

Фигуры 1 и 2 включают следующие секции и элементы:Figures 1 and 2 include the following sections and elements:

1 - корпус;1 - housing;

2 - карман;2 - pocket;

3 - сливная перегородка;3 - drain partition;

4 - переточная труба;4 - transfer pipe;

5 - сборник флегмы;5 - a collection of phlegm;

6 - секция стока флегмы сборника флегмы;6 - section phlegmy drain phlegmy;

7 - сливная перегородка;7 - drain partition;

8 - секция сбора флегмы сборника флегмы;8 - reflux collection section of the reflux collection;

9 - распределитель флегмы;9 - phlegm dispenser;

10 - переливная труба;10 - overflow pipe;

11 - двухпоточная тарелка;11 - two-line plate;

12 - трехпоточная тарелка;12 - three-line plate;

13- четырехпотоная тарелка.13- four-potted plate.

Фракционирующий аппарат работает следующим образом.The fractionating apparatus operates as follows.

В корпусе аппарата 1 в верхней его части последовательно установлены двухпоточные тарелки 11, а в нижней его части последовательно установлены трехпоточные тарелки 12 в силу того, что на последней двухпоточной тарелке 11 происходит интенсивная конденсация паровой фазы и, соответственно, возрастание расхода жидкой фазы, требующее дальнейшего трехпоточного исполнения контактного устройства. Перемещение и преобразование потока жидкой фазы (флегмы) с последней двухпоточной тарелки 11 на первую трехпоточную тарелку 12 обеспечивается тем, что флегма каждого потока двухпоточной тарелки 11 переливается через сливную перегородку 3 и выводится с полотна тарелки переточными трубами 4 в сборник флегмы 5. В секции стока флегмы сборника флегмы 6 обеспечивается смешение всех потоков флегмы, стекающих с вышележащей тарелки, обеспечивая усреднение состава флегмы, поступающей на нижележащую тарелку, поскольку в отдельных потоках флегмы, стекающих с вышележащей тарелки, возможны флуктуации составов флегмы из-за неоднородности гидродинамических факторов массообмена в отдельных потоках многопоточных тарелок (колебания расходов потоков, времени контакта фаз и т.д.). Усредненная по составу флегма вышележащей многопоточной (двухпоточной) тарелки через сливную перегородку 7 перетекает в секцию сбора флегмы сборника флегмы 8, откуда она распределяется при помощи переливных труб 10 по числу потоков нижележащей многопоточной (трехпоточной) тарелки в распределитель флегмы 9, откуда флегма поступает в карманы 2 нижележащей тарелки.In the upper part of the apparatus 1, double-flow trays 11 are sequentially installed, and three-stream trays 12 are sequentially installed in the lower part of the apparatus, due to the intensive condensation of the vapor phase and, consequently, an increase in the flow rate of the liquid phase, which requires further three-stream execution of the contact device. Moving and converting the liquid phase stream (reflux) from the last two-line plate 11 to the first three-line plate 12 is ensured by the fact that the phlegm of each stream of the two-line plate 11 is poured through the drain wall 3 and removed from the plate web by transfer pipes 4 to the reflux collector 5. In the drain section phlegm phlegmy collection 6 provides a mixture of all the phlegm flows flowing down from the overlying plate, providing averaging of the composition of the phlegm entering the underlying plate, since in separate reflux streams, constituents from the overlying trays, the reflux formulations are possible fluctuations due to inhomogeneity factors hydrodynamic mass transfer in separate threads threaded plates (fluctuations in flow rates, contact times, phases, etc.). The phlegm of the overlying multi-threaded (two-threaded) plate averaged over the drainage wall 7 flows into the phlegmy collection section of the phlegm collector 8, from where it is distributed using overflow pipes 10 according to the number of flows of the underlying multi-threaded (three-threaded) plate into the phlegm distributor 9, from where the phlegm enters the pocket 2 underlying plates.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет решить задачу разработки высокоэффективного фракционирующего аппарата, когда в фракционирующем аппарате высоки или резко изменяются по высоте нагрузки контактных устройств по жидкой фазе и/или паровой фазе и необходимо в одном аппарате использовать контактные устройства с различным числом потоков.Thus, the claimed invention allows to solve the problem of developing a highly efficient fractionating apparatus, when the load of contact devices in the liquid phase and / or vapor phase is high or sharply changes in the fractionating apparatus and it is necessary to use contact devices with a different number of flows in one apparatus.

Claims (14)

1. Фракционирующий аппарат, включающий корпус, оснащенный штуцерами ввода сырья, орошения, паров из кипятильника или горячей струи из печи, вывода кубового, верхнего и боковых продуктов, системами замера температуры, давления, расхода и качества, люками-лазами и массообменными секциями, в которых размещены контактные устройства насадочного и/или тарельчатого перекрестно-точного типа со сливными перегородками, карманами и переточными трубами, отличающийся тем, что при многопоточном исполнении контактных устройств с различным числом потоков на смежных контактных устройствах в пространстве между контактными устройствами с разнопоточным (четное и нечетное) исполнением контактных устройств размещен сборник флегмы, сообщающийся с переточными трубами вышележащего контактного устройства и сообщающийся переливными трубами с распределителем флегмы на нижележащее контактное устройство, при этом в случае циркуляционного орошения во фракционирующем аппарате штуцера ввода и вывода циркуляционного орошения сообщаются с соответствующими сборниками флегмы.1. A fractionating apparatus, comprising a housing equipped with fittings for introducing raw materials, irrigation, vapors from a boiler or a hot stream from a furnace, withdrawing bottoms, top and side products, temperature, pressure, flow and quality measuring systems, manholes and mass transfer sections, in which are mounted contact device nozzle and / or plate cross-type with drain partitions, pockets and transfer pipes, characterized in that when multi-threaded design of contact devices with different number of flow For adjacent contact devices in the space between contact devices with multi-threaded (even and odd) versions of the contact devices, a phlegm collector is placed that communicates with the transfer pipes of the overlying contact device and communicates with overflow pipes with a reflux distributor to the underlying contact device, in this case in case of circulation irrigation during fractionating apparatus choke input and output of circulating irrigation are communicated with the corresponding collections of phlegm. 2. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сборник флегмы имеет секцию сбора флегмы и секцию стока флегмы, разделенные сливной перегородкой.2. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that the phlegm collector has a phlegm collection section and a phlegm drain section separated by a drain wall. 3. Фракционирующий аппарат по п. 2, отличающийся тем, что секция стока флегмы сборника флегмы соединена с переточными трубами вышележащего контактного устройства.3. The fractionating apparatus according to claim 2, characterized in that the reflux section of the reflux collector is connected to the transfer pipes of the overlying contact device. 4. Фракционирующий аппарат по п. 2, отличающийся тем, что секция сбора флегмы сообщается с распределителем флегмы на нижележащее контактное устройство при помощи переливных труб.4. The fractionating apparatus according to claim 2, characterized in that the reflux collection section communicates with the reflux distributor to the underlying contact device using overflow pipes. 5. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что распределитель флегмы выполнен низконапорным.5. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that the phlegm distributor is low-pressure. 6. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что распределитель флегмы выполнен в виде гребенчатого коллектора.6. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that the phlegm distributor is made in the form of a comb collector. 7. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что распределитель флегмы выполнен в виде кольцевого коллектора.7. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that the reflux dispenser is made in the form of an annular collector. 8. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для двух смежных контактных устройств совокупное поперечное сечение переливных труб равно совокупному поперечному сечению переточных труб при условии постоянства расхода флегмы на двух смежных контактных устройствах.8. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that for two adjacent contact devices, the total cross-section of the overflow pipes is equal to the total cross-section of the transfer pipes, provided that the reflux rate at the two adjacent contact devices is constant. 9. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для двух смежных контактных устройств отношение произведения совокупного поперечного сечения переливных труб на скорость потока флегмы в переливных трубах к произведению совокупного поперечного сечения переточных труб на скорость потока флегмы в переточных трубах равно отношению расходов флегмы двух смежных контактных устройств.9. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that for two adjacent contact devices, the ratio of the product of the total cross section of the overflow pipe to the reflux flow rate in the overflow pipe to the product of the total cross section of the overflow pipe to the reflux flow rate in the overflow pipe is equal to the ratio of the reflux rate two adjacent contact devices. 10. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что штуцер ввода циркуляционного орошения сообщается со сборником флегмы дополнительной трубой.10. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzle of the input of the circulating irrigation communicates with the phlegm collector with an additional pipe. 11. Фракционирующий аппарат по п. 10, отличающийся тем, что для двух смежных контактных устройств произведение совокупного поперечного сечения переливных труб на скорость потока флегмы в переливных трубах равно сумме произведения совокупного поперечного сечения переточных труб на скорость потока флегмы в переточных трубах и произведения поперечного сечения дополнительной трубы на скорость потока флегмы в дополнительной трубе.11. The fractionating apparatus according to claim 10, characterized in that for two adjacent contact devices, the product of the total cross section of the overflow pipes by the reflux flow rate in the overflow pipes is equal to the sum of the product of the total cross section of the transfer pipes and the reflux flow rate in the transfer pipes and the product of the cross section additional pipe at the reflux flow rate in the additional pipe. 12. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что штуцер вывода циркуляционного орошения сообщается со сборником флегмы дополнительной трубой.12. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that the outlet fitting of the circulating irrigation communicates with the phlegm collector with an additional pipe. 13. Фракционирующий аппарат по п. 12, отличающийся тем, что для двух смежных контактных устройств произведение совокупного поперечного сечения переливных труб на скорость потока флегмы в переливных трубах равно разности произведения совокупного поперечного сечения переточных труб на скорость потока флегмы в переточных трубах и произведения поперечного сечения дополнительной трубы на скорость потока флегмы в дополнительной трубе.13. The fractionating apparatus according to claim 12, characterized in that for two adjacent contact devices, the product of the total cross section of the overflow pipes by the reflux flow rate in the overflow pipes is equal to the difference between the product of the total cross section of the transfer pipes and the reflux flow rate in the transfer pipes and the cross section product additional pipe at the reflux flow rate in the additional pipe. 14. Фракционирующий аппарат по п. 1, отличающийся тем, что контактные устройства с различным числом потоков на смежных контактных устройствах выполнены смещенными с поворотом на 90 градусов. 14. The fractionating apparatus according to claim 1, characterized in that the contact devices with a different number of flows on adjacent contact devices are made offset with a rotation of 90 degrees.
RU2014136819/05A 2014-09-10 2014-09-10 Fractionator RU2562482C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136819/05A RU2562482C1 (en) 2014-09-10 2014-09-10 Fractionator
PCT/RU2015/000521 WO2016039665A2 (en) 2014-09-10 2015-08-18 Fractionation unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136819/05A RU2562482C1 (en) 2014-09-10 2014-09-10 Fractionator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2562482C1 true RU2562482C1 (en) 2015-09-10

Family

ID=54073675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136819/05A RU2562482C1 (en) 2014-09-10 2014-09-10 Fractionator

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2562482C1 (en)
WO (1) WO2016039665A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726531C1 (en) * 2016-12-28 2020-07-14 Кох-Глич, Лп Contact plate comprising barrier walls for liquid flow, and method of operation thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113082752B (en) * 2021-04-09 2022-10-14 云南国润香料制造有限公司 Sectional type filler rectification device capable of improving eucalyptol extraction efficiency and control system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5547617A (en) * 1995-03-31 1996-08-20 Glitsch, Inc. Apparatus for increasing effective active area
RU2134138C1 (en) * 1994-09-15 1999-08-10 Коч (Сайпрэс) Лимитед Unit with plate and drain sleeve of gas and liquid contact column (versions) and method of steam escape through column zone (versions)
RU2230593C2 (en) * 2000-07-25 2004-06-20 Юоп Ллк Rectifying column containing a panel of fractionating trays, a complete set of fractionating trays for installation in a column of fractional distillation and a method of installation of the fractionating trays in the column of fractional distillation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1803172C (en) * 1989-09-05 1993-03-23 Мажейкский Нефтеперерабатывающий Завод Contact device for rectification and absorption columns
RU2148069C1 (en) * 1999-06-01 2000-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Лукойл-Пермнефтеоргсинтез" Method of automatically controlling primary petroleum processing
RU2412228C1 (en) * 2009-08-05 2011-02-20 Общество с ограниченной ответственностью Проектно-технологический институт НХП Procedure for refinement of oil from hydrogen sulphide
RU104859U1 (en) * 2010-10-04 2011-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ VALVE PLATE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134138C1 (en) * 1994-09-15 1999-08-10 Коч (Сайпрэс) Лимитед Unit with plate and drain sleeve of gas and liquid contact column (versions) and method of steam escape through column zone (versions)
US5547617A (en) * 1995-03-31 1996-08-20 Glitsch, Inc. Apparatus for increasing effective active area
RU2230593C2 (en) * 2000-07-25 2004-06-20 Юоп Ллк Rectifying column containing a panel of fractionating trays, a complete set of fractionating trays for installation in a column of fractional distillation and a method of installation of the fractionating trays in the column of fractional distillation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726531C1 (en) * 2016-12-28 2020-07-14 Кох-Глич, Лп Contact plate comprising barrier walls for liquid flow, and method of operation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016039665A3 (en) 2016-05-19
WO2016039665A2 (en) 2016-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4472325A (en) Liquid distributor apparatus for a vapor-liquid contact column
US8047509B2 (en) Vapor-liquid contacting apparatuses with vortex contacting stages
US9956500B2 (en) Liquid mixing collector and a method for its use
JP2004512924A (en) Efficiency enhanced fractionation trays and processes
RU2562482C1 (en) Fractionator
CN202185162U (en) Short range distiller
RU2500462C2 (en) Perfected feed of fluid to parallel-flow trays for vapour-fluid contact
US8833742B2 (en) Co-current vapor-liquid contacting apparatuses for offshore processes
US2809820A (en) Low pressure drop liquid-vapor contacting tray
US3083148A (en) Fractionation column
CN112638487B (en) Fractionation tray with downcomers oriented at 45 degrees
US2874798A (en) Vapor liquid disengager and distributor
US10350510B2 (en) Mass transfer column of cross flow of liquid and gas (vapour) phases
EP3773962B1 (en) Vapor-liquid contacting apparatus and process with cross contacting
CN203899191U (en) Rectifying tower
RU2580727C1 (en) Vortex evaporator-condenser
RU2017114727A (en) New gas and liquid distribution device in catalytic distillation columns
KR20040101453A (en) Method for extracting argon by low-temperature air separation
CN208500870U (en) A kind of improvement type fractionating column
US8167281B2 (en) Liquid distribution in a distillation apparatus
TWI356727B (en) Apparatus and method for isolating highly pure pro
RU2234356C2 (en) Rectifying tower for separation of three-component mixture
RU2640235C1 (en) Device for fractioning of multicomponent mixtures
US2384424A (en) Contact apparatus
SU1620474A2 (en) Contact arrangement for fractionating columns

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20190711