Способ дегазации и охлаждения углеводородной жидкости

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОЙ(57) Изобретение относитсятехнологии и может быть ис Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при дегазации (обезвоживании) и охлаждении углеводородных жидкостей, например авиационных топлив.Целью изобретения является увеличение производительности.Сущность способа состоит в том, что при подготовке жидкости, включающей распыление в ее объеме легкокипящей (криогенной) жидкости, на объем охлаждаемой жидкости воздействуют пульсациями давления, генерируемыми, например, путем сброса дренажного газа через газоструйные излучатели ультразвука и ввода полученных акустичес-. ких колебаний в слой жидкости.На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - установка для подготовки охлажденного обезвоженного авиационного топлива.Воздействие пульсаций давления на смесь охлаждаемой жидкости с испаряющимися в пленочном режиме каплями жидкого азота (фиг. ) позволяет обеспечить регулярный принудительный контакт (о,=0) нижней части капель К с охлаждаемой жидкостью П. В момент контакта капли (Т - 196 С) с продуктом (Тпр - 30 - +30 С) происходит резкий перегрев локального участдегазации (обезвоживания) и охлаждения жидкостей, например жидких углеводородов (трансформаторных масел, авиационных топлив и др.). Целью изобретения является увеличение производительности. Спо. соб включает распыление в объеме продукта жидкого азота одновременно с воздействием на этот объем пульсациями давления, генерируемым путем сброса дренажного газа через газоструйные ультразвуковые излучатели. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. ка поверхности капли. Это приводит в фазе падения давления пульсаций к увеличению 6, до б 0-0,5 мм и интенсивному обдуву поверхности под каплей сухим испаренным азотом Г. Периодическая импульсная обработка продукта высокоскоростными струями азота значительно, в -10 раз, увеличивает скорость массопередачи, сокращает длительность процесса, необходимую для дегезации.Периодический принудительный прерывистый контакт кипящей капли с продук. том соответствует наибольшему значению коэффициента теплоотдачи, что сокращает в -10 раз длительность охлаждения до заданных параметров.В целом предлагаемая новая совокупность признаков - распыление в объеме продукта капель жидкого азота и одновременное воздействие на полученную гетерогенную смесь пульсациями позволяет использовать качественно новый эффект - принудительное периодическое нарушение пленочного режима испарения капель на нагретых поверхностях,Создание пульсаций возможно различными путями, например подачей азота в топливо через пульсаторы. Однако генерирование пульсаций путем подачи испаренного от530206 40 формула изобретения 45 50 55 13ходящего азота (дренажных газов) через газоструйный излучатель ультразвука является наиболее целесообразным с точки зрения эффективього использования энергетики процессов в целом. При таком генерирова. нии пульсаций энергия, отобранная у жидкого продукта, переводится сначала в энергию давления и скорости дренажных. газов, а затем в энергик пульсаций, направляемых, например, с помощью волновода в жидкий продукт.Такая схема процесса не требует допол. нительных источников энергии, обладает простотой и надежностью.Установка (фиг. 2) содержит емкость 1 лля авиационного топлива, коллектор 2 наддува - лренажа с клапанами 3 и 4 и коллектор 5 заправки - слива с клапанами 6 и 7.В емкостиустановлены сигнализатор 8 уровня, латчики температуры 9 и 10 и лавления 11 н 12.Здправочно.сливной коллектор 5 соелинен трубопроволом с системой 13 химического анализа продукта нд соответствие ТУ, в том числе на содержание кислорода и волы.В нижней части емкостиустановлен коллектор 14 лля распыления жидкого дзота, соединенный через регулятор 15 с источником жилкого азота. Дренажный клапан 4 соелинен трубопроволом с газоструйным излучателем 16 ультразвука, установленным внутри с мкол иВыброс отработанного гдзд излучателя 16 осугцествляется с помогцьк герметичного трубопровода 17. Корпусс излучателя 16 солерж ит пластин ыволноволы 18, рдзмещенные в слое пролукта внутри емкости 1. Здправочно-сливной коллектор 5 трубопроволом 19 через клапаны 7 и 20 и насос 21 соединен с верхней частьк емкости 1. Между клапаном 20 и насо. сом 21 и емкостью 1 к трубопроводу9 через клапаны 22 и 23 полстыкованы топливополакщие патрубки 24 и 25.Установка работает следующим образом.11 осле заправки емкости 1 топливом через клапан 6 (или клапан 22) заправочный клапан закрывают, открывают клапаны 7 и 20 циркуляции, включают насос 21, контролируют ио лдтчикам 912 параметры в емкости. С помощью системы 13 химического анализа определяют исходный состав (обволненность) топлива.От источника жидкого азота через регулятор 15 и коллектор 14 в слое топлива распыляют жидкий азот. Капли жидкого азота интенсивно испаряются за счет теплообмена с топливом в режиме пленочного кипения.При этом в емкости 1 при открытом дренажном клапане 3 (за счет сопротивления дренажной системы) образуется избыточное давление 2- 3 кгс/см-. 4Дренажный газ (его температура приблизительно равна температуре топлива), проходя через газоструйный излучатель6 звука, генерирует пульсации давления и выбрасывается через трубопровод 17 в атмосферу. Пульсации давления через пластиныволноводы 18 передаются в слой топлива с кипящими каплями жидкого азота.За счет воздействия пульсаций кипящиев пленочном режиме капли принудительно 10 периодически контактируют с жидким топливом, что на порядок увеличивает коэффициенты тепло- и массопередачи, интенсифицирует перемешивание на границе раздела фаз. Происходит интенсивное охлаждение 15топлива и опережающее по скорости обезвоживание (обескислороживание) топлива.При достижении заданных уровней температуры топлива и обводненности по по.казаниям системы 13 и датчиков 9 и 0 от.крывают клапан-регулятор 6 или 23 вылачи 20 продукта, закрывают циркуляционный клапан 20, открывают клапан 22 подачи. Осу, шествлякт вылачу топлива потребителю.При этом работои регулятора 15 и клапанов 6 и 22 поддерживают соотношение расходов жидкого азота и топлива, достаточное для обеспечения заданной температуры и степени обезвоживания (К,=0,2 - 0,3).Для прекращения выдачи продукта закрывают клапан 22, выключают насос 21, закрывают регулятор 15 и клапан 6 (23).Для слива топлива из реакционной ем.костиоткрывают заправочно-сливной кла.пан 6 или клапан 22 выдачи, закрывакт дренажный клапан 4, открывают клапан 3 ндллува. После опорожнения и продувки систем наддув прекращают, давление сбрасы.ва ют. Использование предлагаемого изобретения позволит повысить производительность систем подготовки дегазированных охлади. денных пролуктов, обеспечит высокую интенсивность процессов тепломассообмена при высокой надежности оборудования и просто. те эксплуатации.. Способ легазации и охлажления угле. волоролной жидкости, включающий распыление в ее объеме криогенной жидкости и сброс образующихся дренажных газов. отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, на объем охлажлаемой жидкости воздействуют пульсациями лав. ления,2. Способ по п. 1, отличающиигя тем, что пульсации давления создают путем сброса дренажных газов через газоструйный излучатель ультразвука, соединенный волновода. ми с объемом охлажлаемой жилкости.(.оставитс.ть 0 Каа Текрел И. Верее Тираж 600 Релактор И. ГгЗаказ 7799(6 ная НИИПИ Государственного комитета по изобретениям1 3035, Москва, Ж - 35, Рву шская Производственно-издательский комбинат Патент, г.кинаКорректор 1 ЧерниПолниносоткрытиям при ГКНТ Од:Раб л. 45жгорол, ул. Гагарина, 01