Тепло-массообменный аппарат

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК рдд В 01 О 3 Я 2 РЕ ВТОРСНОМУ СВ ЕЛЬСТВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ(21) 3331772/23-26(56) 1, Сб, ЭФФективные и техноло-. .гичные конструкции тарелок для .рек,тификационных колонн, М изд-воЦНИИТЭнефтехим, 1968, с. 21.2, Патент франции М 2079454,кл. В 01 О 3/00, опублик. 1971. (54)(57) 1, ТЕПЛО-МАССООБМЕННЫй дП- ПАРАТ, содержащий вертикальный корпус, насадочные элементы, выполненные в виде вертикально расположенныхромбов из мелкоячеистой сетки, и опорно-распределительные устройства,размец 1 енные в вершинах и средних частях ромбов, о т л и ч а ю ц и й с ятем, что; с целью интенсификации процесса за счет улучшения распределения жидкости по насадочным элементам и снижения их гидравлического сопротивления, он снабжен установленными в корпусе между ромбами горизонтальными распределительными тарелками с окнами, выполненными в них соосно средним частям ромбов, сборными стаканами, закрепленными на распределительных тарелках под нижними вершинами ромбов и соединенными с их опорно-распределительными устройствами, и уравнительными трубами, соединяюцими стаканы между собой, а опорно-распределительные устройства верхних вершин ромбов, расположенных ниже распре- ЕР делительной тарелки помещены внутрь сборных стаканов.2, Аппарат по и. .1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что боковые стороны ромбов выполнены в виде пакетов.Изобретение относится к внутренним контактным устройствам вакуумныхректификационных колонн и может найти применение в нефтеперерабатываю",щей, нефтехимической, коксохимической и химической промышленности.Известны вакуумные колонны с та-,рельчатыми контактными устройствами,в которых контакт паров и жидкости.осуществляется в барботажном слоепо схеме перекрестного тока (пардвижется вверх, жидкость - горизон"тально), причем на каждом таком устройстве пар преодолевает гидравлическое сопротивление слоя жидкости и/самого устройства 1 .Недостатком таких вакуумных колонн является то, что барботажные.устройства имеют большое гидравли.,ческое сопротивление 0,4-0,6 кПакаждая) и создают большой (1015 кПа) перепад давлений между зо ной ввода сырья и верхом колонны.Это заметно снижает эффективностьколонны по отбору дистиллятных про"дуктов. Другим недостатком (для .всехперекрестно"поточных контактных устройств) является трудность, а дляколонн диаметром свыше 4 м - невозможность равномерного распределенияпотоков пара и жидкости по площадибарботажа, и, как следствие, ухудшение разделительной способности колонны,Наиболее близким к предлагаемому 35по конструкции и достигаемому эффекту является тепло-массообменный аппарат содержащий вертикальный кор"пус, насадачные элементы, выполненные в виде вертикально расположенных 40ромбов из мелкоячеистой сетки, иопорно"распределительные устройства,размещенные в вершинах и средних час"тях ромбов 21.Недостатками известного аппарата 45являются низкая разделительная способность вследствие отсутствия противоточного контакта массообмениваю"щихся фаз, имеющего место в ректифи.кационных контактных устройствах, и 5 Оневозможность его использования приразделении нефтепродуктов в однойколонне с выводом нескольких боковыхпогонов.Цель изобретения - интенсификация процесса за счет улучшения рас пределения жидкости по насадочнымэлементам и снижения их гидравлического сопротивления,Поставленная цель достигается тем, что известный. тепло-массообменный аппарат, содержащий вертикальный корпус; насадочные элементы, выполненные Ь Виде вертикально расположенных ромбов из мелкоячеистой сетки, и опорно- распределительные устройства, размещенные в вершинах и средних. частях ромбов, снабжен установленными в корпусе между ромбами горизонтальными распределительными тарелками с окнами, выполненными в них соосно среднйм частям ромбов, сборными стаканами, закрепленными на распределительных тарелках под нижними вершинами ромбов и соединенными с их опорно-распределительными устройствами, и уравнительными трубами, соединяющими стаканы между собой, а опорно- распределительные устройства верхних вершин ромбов, расположенных ниже распределительной тарелки, помещены7внутрь сборных стаканов.Кроме того, боковые стороны ромбов выполнены в виде пакетов.На чертеже изображен тепло-массо- обменный аппарат, продольный разрез,Тепло-массообменный аппарат состоит из вертикального корпуса 1, наса- дочных элементов 2, выполненных в виде вертикально расположенных ромбов из мелкоячеистой сетки, опорно- распределительных устройств 3, размещенных в вершинах и средних частях ромбов 2, установленных в корпусе между ромбами 2 горизонтальных распределительных тарелок 4 с окнами 5, выполненными соосно средним частям ромбов 2, сборных стаканов б, закрепленных на распределительных тарелках 4 под нижними вершинами ромбов 2, и соединенных с их опорно-распределительными устройствами 3, и уравнительных труб 7, соединяющих стаканы б между собой.Опорно-распределительные устройства 3 верхних вершин ромбов помещены внутрь сборных стаканов б.Боковые стороны ромбов 2 выполнены в виде пакетов. Апппрат. работает следующим образом,Жидкая фаза, стекая по насадочным элементам 2, лишается легкокипящих фракций и в виде остатка выводится из корпуса 1. Паровая фаза, поднимаясь вверх, проходит сквозь наклонно установленные сетчатые пакеты ром3 101114бов 2. Пакеты вязаной сетки из проволоки диаметром 0,3-0,5 мм имеют толщи, ну 80-120 мм и служат капиллярнопленочным контактным устройством,где паровая фаза контактирует со стекающим по ним потоком орошающей жидкости,Верхний ряд пакетов каждой секцииимеет устройства .3 для струйного распределенйя орошающей жидкости. Нижний 1 вряд пакетов каждой секции опираетсяна стаканы 6 распределительной тарел. ки, имеющей окна 5 для прохода пара.Паровая фаза, подвергаясь ректи.Фикации, конденсируется на насадочных элементах 2 за счет циркуляциина них охлажденного потока жидкойфазы, избыток которой отводится каклегкий погон.Для того, чтобы по сечению колонны поток пара распределялся равномерно снизу до верха колонны направле"ния укладки пакетов в смежных секциях (нижней, средней,. верхней и кон.денсационной) повернуты на.90 ф.один 25относительно другого;Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет получить, следующиепреимущества. сократить до 2-2,5 кПперепад давлений между зоной ввода Звсырья и верхом колонны,.что приводит к углублению испарения сырья иповышеыию отбора и качества погонов,Расширить диапазон нормальной работыколонны при колебаниях нагрузок по. пару и жидкости, так как предлагаемыеконтактные устройства практически неимеют ограничений поминимальной,на 1 2 . 4грузке,. а максимально допустимую имеют выше в 1,3-1,5 раза по сравнению с барботажными устройствами. При проектировании это дает воэможность . до 30 уменьшить сечение вакуумной колонны и .сократить ее металлоемкость, Повысить надежность работы конденсационной секции колонны (зоны верхнего циркуляционного орошения), где паро-. вая нагрузка изменяется от значенийблизких к нулю (верх колонны) до мак"- симума (нижний ряд этой секции), Для барботажных устройствприходится дифференциально перекрывать сечение тарелок этой секции, чтобы обеспечить нормальную их работу. За счет наклонного расположения пакетов и иэ взаимного примыкания верхними створами упорядочить движение орошающей жидкости в пленочно-капиллярном режиме и колоннах диаметром до 8-9 и и до" стичь равномерного ее распределения по сечению колонны. Обеспечить-сво- . бодный доступ в любую точку колонны при ее ревизии в период эксплуатации.Эти преимущества позволяют по ориентировочным оценкам получить существенный экономический эффектУг" лубление отбора дистиллятов на 1,2- 1,54 от мазута за счет сокращения перепада давлений и углубления испа" рения сырья при себестоимости дистиллятов как минимум 25 руб./т дает годовой эффект около 370 тыс. руб. За,счет уменьшения металлоемкости колонны и улучшения ее .эксплуатационной надежности годовой эффект составляет не менее 70 тыс. руб./г.Составитель А. ТарасовТ. Митрович Техред И.Гайду Корректор В. БутягУ т Ре акаэ 2617/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 686 НИИПИ Государственн по делам изобретен 35, Москва, Ж"35, РПодписноео комитета СССРи открытийшская наб., д.