Ректификационная колонна для нефтяных дестиллатов

Ректификационная колонна для нефтяных дестиллатов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

з

ОПИСАНИЕ ректификационной колонны для нефтяных дестиллатов.

К авторскому свидетельству В. Л. Гурвича, Л. Д. Нерсесова, М. М. Кацнельсона и М. A. Панга, заявленному

9 мар.а 1934 года (спр. о перв. Мв 143558).

О выдаче авторского свидетельства оиублаковано ЗО аиреля 1935 года. (31) При глубокой перегонке смесей углеводородов на трубчатых установках, т. е. при такой перегонке, когда входящие в состав смеси компоненты имеют высокую температуру кипения, либо когда в виде дестиллата требуется получить значительный процент от исходного сырья, встречаются с необходимостью нагревать последнее до высокой температуры. Неооходимость эта вполне очевидна для перегонки высококипящих смесеи, однако в не-, иеньШей сгевенв нагрев до высоких температур нужен и для перегонки смесей, содержащих углеводороды с более низкими температурами кипения, если от таких смесей требуется отогнать значительный процент. Объясняется это тем, что жидкости необходимо перегреть для того, чтобы придать им достаточную для испарения скрытую теплоту. Нагревание до слишком высоких температур невозможно вследствие происходящего в этих условиях разложения. Для того, чтобы избегнуть слишком высоких перегревов, температуру перегонки снижают применением вакуума или водяного пара, или того и другого вместе. Затрата на

Все-AS " "

1,„,. вн,.ОКЙЙ теотим-т"= " "" ц вкввв гй создание вакуума и расход водяного пара тем выше, чем болыпе понижается температура кипения. Температура является наиболее эффективным средством для перегонки, т. е. небольшое понижение температуры значительно увеличивает расход на водяной пар и создание вакуума. Поэтому экономически более выгодно вести испарение при возможно высоком нагреве. Применение высокой температуры при испарении выгодно еще в смысле уменьшения размеров аппаратуры.

Температура испарения всегда ниже температуры сьарья в печи, так как на испарение затрачивается теплота, а нагрев ограничен возможностью разложения. Для того, чтобы уменьшить снижение температуры от испарения, необходимо вводить извне дополнительное количество тепла, которое компенсировало бы затрату тепла на испарение.

Введение тепла в колонну возможно при помощи рибойлеров. При этом могут быть использованы два способа:

1. Когда телом для переноса тепла является самое сырье.

2. Когда этим телом является посто- . роннее вещество (водяной пар, дивинил, и т. д.)

Первый вариапт заключается в том,, что нагретое до предельной, в смысле; безопасности разложения, температуры, в печи сырье проходит по проложенным в колонне змеевикам, после которых снова поступает в:ечь и нагревается до той же температуры.

В обоих случаях, кроме значительной поверхности теплообмена в колонне,, требуется еще дополнительная поверх- I ность в печи. Помимо необхо,пмости больших поверхностей и значитель- ного конструктивного осложнения з колонне, применение рибойлеров еще нерационально тем, что паровой рибойлер требует большого расхода пара, превышающего иногда в несколько раз потребность его па технологические I нужды. Другой способ переноса тепла,, путем прибавления к сырью не перего. I няющ-йся в данных условиях жидкости, I невыгоден в тепловом отношении, а в некоторых случаях — из-за порчй остатков. Эти недостатки устраняются, если в качестве не пере гоняющейся жидкости брать остаток от данной перегонки, однако многократная цирку-, ляция этого осгатка через печь влечет I за собой разложение его, а в некоторых случаях, при перегонке с каким-либудь реагентом (кальцинированная сода, едкий катр, известь и т. д.) вызовет и черезмерное загрязнение печи.

В большинстве современных колонн трубчатых нефтеперегонных установок, помимо эвапоратора имеется егце лю- терная часть, в которой остаток от происшедшего в эвапораторе однократного испарения подвергается отпариванию перегретым паром. Для этой цели в ко- I лонне, ниже ввода в нее сырья из печи, устанавливают одну или несколько та-! релок, по которым остаток стек:.IQT на дно колонны, куда вводят перегретый водяной пар. При этом осущ:ствляется j противоточное движение отпариваем;го

I остатка и пара, которое должно способ-

cTBoB3Tb лучшей ректификации остатка, т. е. удалению из него более легких фракций.

Основным недостатком указанного выше способа;отпаривания является то, обстоятельство, что благодаря происходящему на каждой тарелке испарению температура остатка уменьшается по мере движения его к низу колонны.

Другими словами, как раз наиоолее высококипящие части подлежащих удалению фракций, приходится испарять при наиболее низкой температу ре. Применение в лютерной части колонны р»бойлеров, т. е. теплообменных аппаратов, служащих для сообщечия дополнительного количества тепла остатку, в большинстве случаев, в особенности для установок большого масштаба, оказывается слишком сложным.

Предла-aewoe авторами устройство дает возможность вводить дополнительное тепло, к:.мпе сиру ощее всю или значительную часть скрытой теплоты испарения в лютерной или эвапорационной части, благодаря чему весь процесс .:ерегонки может быть осуществлен при более высоких температурах.

На схематическом чертеже фиг. 1 и 2 изображают вертикальный разрез предлагаемого устройства лютерно i и эзапорационной частей колонны. Над местом ввода нагретого в печи исходного сырья (нефти, .дазуra, дестиллатов и т. п.) имеется колвачковая тарелка 1.

Ниже ввода рабочее сечение колонны суживается и в этой суже ной части устанавливается одна или несколько тарелок (или один или несколько слоев насадки из колец, прлзм или иного насадочного материала). Стенка суженной лютерной части колонны выступает над нижним днищ -м колонны 2, или особой перегородки, з случае, если днище расположено ниже лютерной части (см. фиг. 1 для первого случая и фиг. 2 — для второго).

Ме чду этол выступающей стенкой и днищем (или перегородкой) создается таким образом некоторая емкость, от которой имеется отводная линия 3 к насосу 4, Сверху суженная часть колонны перекры а защитным колпаком 5, предотвращающим попадание жидкости, поступающей по линии 6 на тарелку (или насад;у) 7. Внизу л:отерной части имеется подвод 16 перегретого пара, а также спускная линия 8.

Насос 4 мож:. т под:вать жидкость, собирающуюся в емкости между стенкой фиг.! ф

Г= -1

У

1 / (J

1 лютерной части и днищем (или перегородкой), через трубчатый нагреватель 9 обратно в колонну, либо по, линии 1О на тарелку 1 или по линии 11 на тарелку 7. Тарелка 1 имеет один, „-и или несколько сливных патрх бков по !

I которым жидкость может стекать с нее, на тарелку 7 и т. д. 1

Способ перегонки заключается ". сле- дующем. Нагретое в печи сырье но-: ступает по линии 6 в пространство . между тарелкой 1 и щитом 5 и под-:, вергается здесь однократному испарению. О;-.таток от этого испарения (ост".-: ток I) собираегся на днище (или пере-; городку) 2, забирается оттуда по . линии 3 насосом 4 и прокачивается им через отдельный змеевик той же труб-

1 чатои печи, где происходит нагрев; исходного сырья, или через самостоя-1 тельчую трубчатую печь. Будучи по- догрет таким образом до нужной тем- 1, пературы, этот остаток снова возвращается в колонну. При этом дальнейще испарение всех подлежащих отделению фракций может быть осуществлено двояким путем: 1) Первый вариант заключается в том, что остаток 1 вводится по линии 11 на тарелку 7, отсюда он стекает на тарелку 13, 14, 15 и т. д., встречая при этом поднимающийся снизу

gacaepx !t 1 ехй хор Б. Л. Глезвн водяной пар, который вводится в низ лютерной части колонны. Окончательнь1й остаток (остаток Ц) удаляется со дна колонны по линии 8 самотеком или прп помощи насоса. 2) Второй вариант заключается в том, что остаток I возвращается после дополнительного нагрева на тарелку 1 по линии 10.

Чере.-> эту тарелку проходит сумма водяього пара и паров, выделившихся в нижней части колонны. Остаток, получающийся прн испарении на тарелке 1, стекает Во одной или нескольким линиям на тарелку 7 и далее, для окончательного удаления легких частей

Э путем протнвоточного отпаривания (опять-таки при повышенных против обычных способов перегонки температурах). Окончательный остаток удаляется так же, как и в первом варианте.

Предмет изобретения.

Ректификационная колонна для неф; яных дестиллатов, отличающаяся тем, что ниже ввода дестнллата рабочее сечение колонны сужена и стенки этой суженной части выступа1от над дном колонны с целью обр; зования полости для вмещения остатка, возвращаемого обратно в кол,;íó.