Ректификационная лабораторная установка

1925363 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.05.82(088,8) по делам изобретений и открытийИзобретение относится к устройству лабораторных и пилотных ректификационных установок непрерывного действия и может найти применение в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, иоксохимической и химической отраслях промышленности. Известно устройство лабораторных ректификационных колонн непрерывного дей О ствия, у которых натреватель сырья выполнен в виде 1.1-образной трубки с пере- точным патрубком для рециркуляции сырья и электрообогревом снаружи трубок, Нагреватель, соединен трубкой с кра ном-регулятором и с питательной секцией ректификациокной колонны 11.Недостатком такого устройства является то, что для нагрева сырья до 300 С и выше требуется многократная рециркуля ция сырья в нагревателе, достигаемая поворотом крана-регулятора на горячем потоке. Последнее существенно осложняет работу установки, а рециркуляция ухудшает качество нагреваемого сырья. Кроме то го, трубка, соединяющая нагреватель с колонной (при расположении их рядом), получается удлиненной, и, несмотря на тщательную ее изоляцию, поток сырья теряет в ней значительную долю тепла, так з 0 как расход сырья в лабораторных колоннах очень мал,Извества лабораторная . ректификационная установка, имеющая устройство для дозированной подачи сырья, отдельно стоящий нагреватель сырья, выполненный в виде змеевика, соединенный с колонной питательной трубкой, которая для снижения теплопотерь навита на ректификационную колонну, и устройство для отвода и сбора продуктов ректификации 121.Однако в этой установке не удается достичь компактности высокотемпературной части (нагреватель - питательная трубка - колонна), что усложняет эксплуатацию установки и повышает ее инерционностьь. Целью изобретения вляется повышение компактности установки в ее высокотемпературной части, понижение теплопотерь от потока нагретого сырья, сокращение общего времени перегонки и повышение выхода целевых продуктов.Цель достигается тем, что змеевиковый нагреватель сырья расположен соосно с колонной непосредственно у точки ввода в нее сырья, снабжен на внешней поверхности электронагревателем и камерой, залитой алюминием.На чертеже изображена предлагаемая установка,Ректификационная лабораторная установка состоит из колоны 1, кубовой секции 2 колонны, нагревателя 3 сырья, конденсационной головки 4, изоляционного кожуха 5, изоляционной перлитовой засыпки 6, муфты 7 из бензотермостойкой резины, соединяющей конденоационную головку 4 с колонной 1, камеры 8 с алюминиевой заливкой нагревателя 3 сырья, электронагревателя 9, насадки 10, змеевика 11 нагревателя 3 сырья, напорной емкости 12, регулировочного вентиля 13, доватора 14 сырья, термопары 15, приемников 16 дистиллятов.Ректификационная лабораторная установка работает следующим образом.Сырье (жидкость), подлежащее разделению на четыре фракции, из напорной емкости 12 через дозатор 14 и регулировочный вентиль 13 подается в нагреватель 3 сырья. Затем включаются электронагреватель 9 .на нагревателе 3 сырья кубовой секции 2 колонны и на изоляционном кожухе 5, Сырье, проходя по змеевику 11, нагревается до заданной температуры и в парожидком состоянии поступает на фракционирование в колонну .1, изолированную перлитовой засыпкой 6.Стекая по насадке 10, жидкость встречает пары, поднимающиеся из кубовой секции 2 колонны, частично испаряется и лишенная основной части легких фракций попадает в кубовую секцию 2 колонны. Пары, поднимающиеся по колонне 1 вверх, встречают поток жидкости (флегмы), обогащаются легкими.фракциями и поступают в конденсационную половку 4, соединенную с колонной 1 муфтой 7 из бензотермостойкой резинь 1, из которой часть коНденсата возвращается в колонну 1 в качестве орошения, а часть отбирается в приемник 16.В течеййе опыта производится также отбор двух боковых дистиллятов и кубового остатка в приемники 16.Температура ввода сырья в колонну кон. тролируется с помощью термопары 15, Залитая алюминием камера 8 нагревателя 3 сырья обеспечивает равномерный нагрев сырья по сечению трубки змеевика 11, предотвращая местные перегревы сырья, Соосное расположение нагревателя 3 сырья и колонны 1 у точки ввода сырья обеспечивает минимум. потерь тепла на участке от выхода сырья из нагревателя 3 сырья до входа в колонну 1.Предлагаемое устройство ректификационной лабораторной установки проверено экспериментально в лабораторных условиях.П р и м е р 1 (работа в предлагаемой установке). Берут ставропольскую нефть и перегоняют ее в предлагаемой ректификационной лабораторной установке с одно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 временным получением из нефти бензина, уайт-спирита, дизельного топлива и мазута. Перегонку осуществляют под атмосферным давлением, Температура нагрева нефти в нагревателе составляет 346 С. Прй этом температура нефти на входе в колонну равна 345 С, так иак длина участка трубопровода от нагревателя до колонны практически не превышает 10 - 20 мм ва счет соосного расположения нагревателя н колонны. В результате перегонки нефти при этих условиях отбирают 14,5 масбензина, 8,8 мас. О/, уайт-спирита и 31,5 мас. Юо дизельного топлива. Время перегонки 2,5 л нефти одним лаборантом составляет 4 ч, Габариты колонны вместе с нагревателем следующие: диаметр 200 мм, высота 1600 мм,П р и м е р 2 (работа в известной установке). Берут ту же самую ставропольскую нефть и перегоняют ее в известной ректификационной лабораторной установке по авт. св. Мо 306386 с выносным нагревателем. Перегонку осуществляют также под атмосферным давлением с отбором фракции до 350 С с последующим ее разделением на бензин, уайт-спирит и дизельное топливо. Температура нагрева нефти в нагревателе при этом составляет 364 С, а на входе в колонну 345 С при длине участка трубопровода от нагревателя до колонны, равной 1000 мм. В результате перегонки 2,5 л нефти одним лаборантом сначала отбирают 54,1фракции до 350 С, которую затем последовательно разделяют на бензин, уайт-спирит и дизельное топливо. В результате получают 14,1 мас. % бензина, 5,6 мас, Я. уайт-спирита и 29,.1 мас. /о дизельного топлива, Общее время перегонки нефти с получением заданных нефтепродуктов составляет 18 ч. Габариты колонны с выносным нагревателем следующие: длина 400 мм, ширина 280 мм, высота 1600 мм.Таким образом, преимуществами предлагаемого устройства лабораторной ректификационной установки являются большая компактность установки ва счет соосного расположения змеевикового нагревателя с колонной непосредственно у точки ввода в нее сырья; понижение теплопотерь от потока нагретого сырья за счет сокращения длины питательной трубки и понижение за счет этого инерционности установки в целом; сокращение общего времени проведения опыта от 18 до 4 ч; повышение выхода целевых нефтепродуктов на 6,0 мас. % от нефти.Для методов аналитического контроля выявить экономический эффект, проявляющийся в дальнейших стадиях (проектирование, эксплуатация установок) затруднительно, Технико-экономический эффект предлагаемого устройства проявляется в повышении точности оценки сырья по содержанию в нем нефтепродуктов и их компонентов, кроме этого, значительно сокращается общее время проведения пере.гонки.Формула изобретенияРектификационная лабораторная установка непрерывного действия, состоящая из устройства для дозированной подачи сырья, змеевикового нагревателя сырья, ректификационной колонны и устройств для отвода и сбора продуктов ректификации, отличающаяся тем, что, с целью повышения компактности установки в ее высокотемпературной, части, понижения теплопотерь от потока нагретого сырья, со-, кращения общего времени перегонки, повышения выхода целевых продуктов, змеевиковый нагреватель сырья расположен соосно с колонной непосредственно у точки ввода в нее сырья, снабжен на внешней поверхности электронагревателем и камерой, залитой алюминием. 10 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Крэль Э, Руководство по лабораторной ректификации, М., 1960, с. 263, р. 169,с. 238, рис. 1 Ы.15 2, Авторское свидетельство СССР306386, кл, В 01 0 3/00, 1969.925363 Составитель А. Сондорагирова Техред И, Заболотнова Корректор С, файн едакто ред. Патен ип. Хар Заказ 406/329 Изд.137 Тираж 733 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий