Способ предварительной дистилляции мисцеллы и установка для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 11958482 Союз СоветскнкСоцналнстнческняРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24. 11. 80 (2 ) 3243428/28-13 И М. Кп. С 11 В 1/10 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 1509.82, Бюллетень Но 34 Дата опубликования описания 15.09.82 1531 УДК 665.1.09(54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ МИСЦЕЛЛЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к масло-жировой промьпаленности и предназначено для использования в маслоэкстракционном производстве при дистилляции масляных мисцелл.Известен способ дистнлляции мисфцеллы, заключающийся в подогреве ее и обработке греющим паром в две ступени, на первой из которых процесс ведут при избыточном давлении с ис" пользованием на второй ступени, тепла соковых паров растворителя (1),Однако данный способ не предусматривает рециркуляции мисцеллы, что обуславливает низкое значение коэффициента теплопередачи. Поэтому для ведения процесса используют греющий пар с повышенными технологическими параметрами, давлением 2,5-3 кГс/см (245,25-294,3 кПа).Уровень мисцеллы в сепараторах регулируют вручную, что, усложняет способ.Целью изобретения является упрощение способа путем обеспечения саморегулирования уровня мисцеллы, а также снижение энергетических затрат.Эта цель достигается тем, что согласно способу. предварительной дистилляции мисцеллы, заключающемуся в подогреве ее и обработке греющим паромв две ступени, на первой из которыхпроцесс ведут при избыточном давлении, с использованием на второй ступени тепла соковых паров растворителя, на первую ступень греющей пар подают Лод давлением 68,7-98,1 кПа при120-200 С,а соковые пары со второйступени используют для подогрева исходной мисцеллы при этом на обеихступенях. осуществляют рециркуляциюмисцеллы.Параметры греющего пара - температура 180-200 С обеспечивает оптимальный процесс дистилляции при избыточном давлении паров растворителяна первой ступени и относительнонизкого давления греющего пара.Как правило, в экстракционныхцехах применяют -греющий пар именнотаких температурных параметров.Более высокая температура ограни-чивается нормами техники безопас"ности.25 меньшие температурные параметрыпара не позволяют поддерживать процесс дистилляции на первой тупени при соблюдении избыточного давле"ния .паров бензина и дальнейшего ис- ЗО пользования соковых паров бензина сизбыточным давлением для процессадистилляции на второй ступени приатмосферном давлении паров бензина.Если не соблюдены температурныепараметры греющего пара, то по ступеням не создается температурный 5напор, что не позволяет поддерживатьпроцесс дистилляции.Существующая дистилляционная установка Олье (1) не пригодна дляосуществления предложенного способапо вышеприведенным причинам.Наиболее близкой к предлагаемойявляется установка для предварительной дистилляции мисцеллы, содержащаятеплообменник-экономайэер и цилиндри ческие сепара"оры первой и второй ступеней, снабженные подводящим и отводящим патрубками и сообщенные посредством верхних и нижних циркуляцион-ных труб 21. 20В этой установке осуществляетсярециркуляция мисцеллы, но так как установка работает под атмосферным давлением паров растворителя, то соковые пары только от первой ступени час 25тично используют для подогрева исходной мисцеллы, а греющий .пар подают как на первую, так и на вторуюступени дистилляции. Тепло соковыхпаров первой ступени утилизируетсянезначительно, а второй - совсем неутилизируется.Д 3 я передачи мисцеллы по ступенямиспользуют насосы, а уровень мисцеллы в сепараторах также регулируютвручную.Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение энергетических затрат.Поставленная цель достигается тем,что в установке для предварительной 40дистилляции мисцеллы, содержащей теплообменник-экономайзер и цилиндрические сепараторы первой и второй ступеней, снабженные подводящим и отводящим патрубками и сообщенные посредст вом верхних и нижних циркуляционныхтруб, отводящий патрубок для соковыхпаров сепаратора первой ступени соединен трубопроводом с межтрубнымпространством сепаРатоРа втоРой ступени, а отводящий патрубок для соко-,вых паров сепаратора второй ступенис теплообменником-экономайзером, приэтом отводящий патрубок для упаренной мисцеллы каждого сепаратора расположен под входом верхней циркуляционной трубы по касательной к егокорпусу, под углом 25-30 к образующей цилиндра и смещен по окружностив сторону, противоположную направлению движения струи мисцеллы на расстояние, равное диаметру верхнейциркуляционной трубы,На чертеже изображена установкадля предварительной дистилляции мисцеллы, общий вид, б 5 Установка включает теплообменникэкономайзер 1, испаритель 2 первойступени, соединенный посредствомверхней циркуляционной трубы 3 с сепаратором 4, имеющим нижнюю. циркуляционную трубу 5 и отводящий патрубокб, поплавковый отводчик 7 мисцеллы,испаритель 8 второй ступени, соединенный верхней циркуляционной трубой9 с сепаратором 10 второй ступени,имеющим нижнюю циркуляционную трубу11 и отводящий патрубок 12, поплавковый отводчик мисцеллы 13, конденсатоотводчик 14 бензина, сепаратор15 конденсата бензина и конденсаторы 1 б и 17.Сепаратор первой ступени рассчитанна.работу под избыточным давлениемпаров растворителя и имеет сферическое днище и крышку.Диаметры отводящих патрубков выбраны в соответствии с количеством передаваемой упаренной мисцеллы по ступеням и обеспечивают свободный отводс мисцеллы. Установка отводящих патрубков на 50-100 мм ниже верхнихциркуляционных труб обеспечивает поддержание максимального уровня мисцеллы в сепараторе, что позволяет интенсифицировать рециркуляцию, т.е.улучшить отгонку бензина из мисцеллыи повысить коэффициент использованиятепла.Смещение выхода отводящих патрубков на диаметр верхней циркуляционной трубы в сторону, противоположнуюдвижению струи мисцеллы, сделано длятого, чтобы при выходе мисцеллы изверхней циркуляционной трубы в сепа-.ратор она не могла сразу же попастьв отводящий патрубок, т.е. в негоможет попасть только упаренная мисцелла по достижении ею соответствующего уровня,Смещение отводящих патрубков поокружности на диаметр верхней циркуляционной трубы в сторону, противоположную движению струи мисцеллы,вызвано тем,что при поступлении мисцеллыпо касательной в сепаратор она движется по спирали сепаратора до образовавшегося уровня,а поэтому никак не сможет сразу же попасть в отводящий патрубок,так как спираль движения мисцеллы за счет действия силы тяжести находится значительно ниже ее уровня.В то же время за счет расположения отводящего патрубка по касательной к цилиндру корпуса сепаратора ипротив движения струи мисцеллы, патрубок лучше заполняется вращающейсямисцеллой,Установка патрубков под углом25-30 к образующей цилиндра корпуса сепаратора делается для того,чтобы в верхней части не образоваласьпаровая подушка, препятствующая движению мисцеллы по отводящей трубе.При уменьшении данного угла отвод мисцеллы ухудшается, так как возможны завихрения на входе в патрубки.При ув еличении же угла возможно образование паровых подушек,При этом отпадает необходимость в установке насосов для передачи мисцеллы с первой ступени на вторую и со второй не третью, а за счет наличия перепад давления по ступеням осуществляется процесс саморегулирования оптимального уровня мисцеллы по ступеням.Избыточное давление бензина на первой ступени позволяет использовать 15 их для работы второй ступени дистилляции, соковые пары второй ступени - для подогрева исходной мисцеллы.Кроме того, избыточное давление паров бензина первой ступени исполь эуют для подогрева бензина, подаваемого на экстракцию, а также для подачи в нижнюю часть загрузочной колонны экстрактора для интенсификации процесса экстракции. (Так как в нас тоящее время для наращивания мощности экстракторов НДиспользуют вместо загрузочной колонны конструкцию экстракционной колонны Олье, а в технологической схеме НДнет избы О точных паров бензина, то на заводах вынуждены создавать специальные уст.ройства для получения избыточного давления паров бензина для подачи их в загрузочную колонну. В предложенной установке первая ступень дистилляции обеспечивает получение достаточного количества таких паров.Таким образом, в предлагаемой установке осуществляют одновременно рециркуляцию мисцеллы и используют тепло соковых паров, т.е. достигается цель снижения энергетических затрат.Кроме того, перепад давления по ступеням позволяет осуществить саморегулирование оптимального уровня мисцеллы по ступеням, за счет чего достигается и вторая цель - упрощение способа,дистилляции.П р и м е р 1. Исходную мисцеллу, 50 подогретую в теплообменнике - экономайзере 1 подают в нижнюю часть трубного пространства испарителя 2 первой ступени, где она подогревается греющим паром, подаваемым в меж трубное пространство, и интенсивно вскипает. Греющий пар имеет давлЕние 68,7 кПа и тЕмпературу, 180 фС. В испарителе мисцелла интенсивно вскипает и через верхнюю 66 цнркуляционную трубу 3 по касательной выбрасывается в сепаратор 4, освобождается от образовавшихся паров бензина н через нижнюю циркуляционную трубу 5 снова, смешиваясь с исходнойф 5 мисцеллой, поступает в трубное пространство испарителя. По достижении в сепараторе уровня отводящего патрубка 6 и за счет наличия разности давлений частично упаренная мисцелла самопроизвольно через поплавковые мисцеллоотводчики 7 поступает в нижнюю часть трубного пространства испарителя 8 второй ступени. Соковые пары бензина под избыточным давлением 215,8 кПа с температурой 105 С иэ сепаратора первой ступени поступают в межтрубное пространство испарителя 8 второй ступени . На второй ступени процесс дистилляции протекает при атмосферном давлении. Поступа. ющая под избыточным давлением частич. но упаренная мисцелла, подогретая соковыми парами в испарителе второй ступени, интенсивно вскипает. Смесь паров бензина и мисцеллы через верхнюю циркуляционную трубу 9 по касательной выбрасывается в сепаратор 10, В сепараторе мисцелла освобождается от паров бензина и по нижней циркуляционной трубе 11 вновь поступает в нижнюю часть трубного пространства испарителя 8, смешивается с мисцеллой поступающей из первой ступени. Температура мисцеллы всепараторе второй ступени составляет 95 С. По мере накопления упаренной мисцеллы всепараторе второй ступени 10 и достижения уровня отводящего патрубка 12 концентрированная мисцелла за счет разности давлений (атмосферного во второй ступени и вакуума в третьей ступени) через поплавковый .отнодчик 13 поступает на третью ступень дистил ляции. Выход конденсата паров бензина из межтрубного пространства испарителя 8 второй ступени регулируется конденсатоотводчиком 14 и направляется через сепаратор 15 на охлаждение и в обратный бейзобак. Отделившиеся пары бензина из сепаратора направляются на конденсатор 16.П р и м е р 2. Исходную мисцеллу подогревают и подают в трубное пространство испарителя первой ступени, где ее обрабатывают греющим паром, подаваемым в межтрубное пространство под давлением 98,1 кПа при 200 С.Вскипевшая мисцелла через верхнюю циркуляционную трубу выбрасывается в сепаратор, где освобождается от образовавшихся паров бензина и через Нижнюю циркуляционную трубу, снова смешиваясь с исходной мисцеллой, поступает н трубное пространство испарителя. По достижении в. сепараторе уровня отводящего патрубка частично упаренная мисцелла поступает в нижнюю часть трубного пространства испарителя второй ступени.Соковые пары бензина под избыточным давлением 235,4 кПа с температурой 110 фС из сепаратора первой ступени поступают в межтрубное пространство испарителя второй ступени, где процесс дистилляции протекает под атмосферным давлением. Поступающая под избыточным давлением мисцелла интенсивно вскипает. Смесь" паров бензина и мисцеллы через верхнюю циркуляционную трубу выбрасывается в сепаратор второй ступени, где освобождается от паров бензина и по нижней циркуляционной трубе вновь поступает в нижнюю часть трубного пространства испарителя, смешиваясь с мисцеллой, поступающей из первой ступени. Температура мисцеллы в сепараторе второй сту зни составляет 100 С, По мере достижения мисцеллой уровня отводящего патрубка, концентрированная мисцелла за счет наличия разности давлений через поплавковый отводчик поступает на третью ступень дистилляции.Использование изобретения позволяет максимально утилизировать тепло греющего пара и соковых паров бензина. Оно позволяет снизить технологические параметры греющего пара по сравнению с прототипом в 2,5-4,2 раза.Давление греющего пара по прототипу составляет 2,5-3 кГс/см 2(245,25- 294,3 кПа), а по предлагаемому способч 0,7-1 кГс/см(68,7-98,1 кПа).Резко снижаются тепловые нагрузки на конденсаторы, т.е. расход охлаждающей воды.Наличие перепада давления по ступеням обеспечивает осуществление саморегулирования оптимального уровня мисцеллы по ступеням. Кроме того, от падает необходимость в установке насосов для передачи мисцеллы по ступеням, с первой на вторую и со второй не третью.Формула изобретения1. Способ предварительной дистилляции мисцеллы, заключающийся в подогреве ее и обработке .греющим паромв две ступени, на первой из которыхпроцесс ведут при избыточном давлении с использованием на второй ступени тепла соковых паров растворите 5ля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения способа путем обес-.печения саморегулирования уровня мисцеллы, а также снижения энергетических затрат, на первую ступень греющийО пар подают под давлением 68,798,1 кПа, при 120-200 С, а соковыепары со второй ступени используютдля подогрева исходной мисцеллы, приэтом на обоих ступенях осуществляют15 рециркуляцию мисцеллы.2. Установка для предварительнойдистилляции мисцеллы, содержащая теплообменник-экономайзер и цилиндрические сепараторы первой и второй ступеней, снабженные подводящими и отводящими патрубками и сообщенные посредством верхних и нижних циркуляционных труб, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью упрощения конструк ции и снижения энергетических затрат,отводящий патрубок для соковых паровсепаратора первой ступени соединентрубопроводом с межтрубным пространством сепаратора второй ступени, аотводящий патрубок для соковых паровсепаратора второй ступени с теплооб-,менником-экономайзером, при этом отводящий патрубок для упаренной мисцеллы каждого сепаратора расположенпод входом верхней циркуляционнойтрубы по касательной к его корпусупод углом 25-30 ф к образующей цилиндра и смещен по окружности в сторону,противоположную направлению движенияструи мисцеллы на расстояние, равное40 диаметру верхней циркуляционной трубы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Экстракционная установка Ольеи опыт ее эксплуатации, ЦНИИТИпищеп 45 ром. М., 1962, с, 27-34.2. Деревенко В.В. и др. Особенности работы предварительного дистиллятора типа ТДА. Масло-жировая промг.тленность, Р 6, 198, с. 40-41.958482 Составитель Н. Коровяковскаяактор Н. Горват Техред А.Ач . Корректор Н. Короли ак ПП фПатент , г. Ужгород, ул. Проектна л 6981/36 Тираж 4 ВНИИПИ Госуда но делам из 113035, Москва, Жственногобретений и35, Раушск Подписноеомитета СССРоткрытийя наб., д. 4/