Способ разделения многокомпонентных смесей

/О 04 В 0 СеЬ . ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ( 7 следовческихперспеции нереф. дляНао1 пге 8 гйегпагСЬеа,1985,54) СПОСОБ РАЗДЕЕНТНЫХ СИЕСЕИ НИЯ ИН 0110 КО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРыти 4(71) уфимский нефтяной институт(53) 66.015.23 (088.8) ановяи В.К. Разработка и исание рациональных технологисхем и режимов современных и ктивных установок ректификафти и нефтепродуктов. " Автодокт. техн. наук. П., 1976 -СЬеп СЬепя, У.Ь.ЬауЬеп. Неа асей 01 вг 111 а 1 оп Со 1 цацв Гог У Зерагайюпв. - 1 пд. Еп 8. Ргосеав Оев 0 ег. Ч. 24, У 3, р. 7 О, Е 18. 9(57) Изобретение относится к химической технологии, может быть нспольэо-вано при разделении многокомпонент"ных смесей ректификацией и поэволяетувеличить отбор дистиллятов н сниэитьэнергоэатраты на процесс разделения.Сырье подают на вторую тарелку первойвакуумной колонны. В низ колонны вводится водяной пар, а остаток выводится. Пары с верха колонны конденсируются в теплообменнике для нагреваконденсата этих паров, охлаждаются вхолодильнике и поступают в вакуумнуюемкость. Жидкость иэ емкости нагревается в теплообменнике для конденсациипаров верха колонны и поступает в ниэвторой колонны, Жидкая фаза нагретойаидкости с ниэа второй колонны выводится и подается на верхнюю тарелкупервой колонны в качестве орошения.1 на., 3 табл.1 139:И бретецие отно:итгя к хим 1 ческойг хиопоГии и может быть ис 11 ользоцацо 1 пи разде.1 еции миогокомпонентць 1 х сме й ректификацией.1 ель изобретения - увеличение от 1 ра дистиплятов и сцижецие энергоэатрат ца процесс разделеция,Па чертеже представлена схема, иллюстрирующая способ разделения мно 1 ОКИМПОЦЕНтЦЫХ СМЕСЕЙ.Исходное сырье нагревают в нагревателе 1 и вводят в ректификационнуюкопонцу 2 по линии 3. С низа колонныИо лиции 4 выводят остаток. Для соз цапин парового орошения в циэ колонны по линии 5 подают нагретый поток.Пары верхнего промежуточного продуктаколонны 2 подают в теплообменник 6для передачи тепла коцдецсату паровэтого промежуточного продукта, доохпаждают в холодильнике 7 и вводят вемкость конденсата 8. Конденсат иэемкости 8 забирают насосом 9 и посленагрева в теплообмеццике 6 и нагревагеле 10 по линии 11 вводят в низ копоццы 12.Пары верхцего промежуточного продукта колсццы 12 подают в теплообменник 13, доохлаждают в холодильнике 14 и вводят в емкость конденсата15. Конденсат из емкости 15 забираютнасосом 16 и после нагрева в теплообмеццике 13 и нагревателе 17 по линии 18 вводят в циз ректификациоцнойколонны 19. Лары верхнего продукта 35колонны 19 коцдецсируют в конденсаторе - холодильнике 20 и вводят вемкость 21.Конденсат иэ емкости 21 насосом22 по линии 23 подают ца орошение 40колонны 19. Орошение колонн 12 и 2осуществляют соответственно остатками колонн 19 и 12 и коцдецсатомпаров, выводимым иэ емкостей 15 и 8,цо линиям 24 и 25, С верха колонны 4519 по линии 26, с низа колонны 19по линии 27, с низа колонны 12 по линии 28 и с промежуточного сечения колонн 2, 12 и 19 по линиям 29-34 выводят дистипляты. Для отпарки легкихФракций в низ отпарцых секций 35 - 40соответственно по пиниям 4 1 - 46 вводят нагретые потоки.Были выполнены расчеть 1 предлагаемого способа и известного. 55Расчет прои водился по теоретическим тарелкам. Сырье - частично отбенэингцная нефть. Состав сырья представлен в та 611, 1,442 г 11 р и м е р 1 (известный способ), Сырье частично отбенэиценную Нефть в количестве 100 т/ч температурой г3 э 11 С вводят в первую вакуумную колонну на третью теоретическую тарелку (счет тарелок с верха колонны), Всего в колонне шесть теоретических тарелок. Давление верха колонны принято 0,0077 11 Па. В циз колонны в количестве 1 т/ч температурой 375 С вводится водяной пар. Пары с верха колонцы вколичестве 98,6 т/ч температурой 232 С конденсируются в теплообмецнике охлаждаются в холодильнике и с темпераотурой 30 С поступают в вакуумную емкость. Мидкость из емкости (исключая воду) нагревается в теплообменнике иотемпературой 220 С поступает между пятой и шестой тарелками второй колонны, в которой принято 19 тарелок. Пары с верха колонны в количестве 66,5 т/ч кондеисируются и охлаждаются в конденсаторе - холодильнике, Конденсат (исключая воду) в количестве 46,1 т/ч выводится в качестве фр.,оц.е. 360 С. Остальная часть в количестве 15,4 т/ч температурой 40 С возвращается на верхнюю тарелку колонцы в качестве орошения. Давление верха колонны 0,0207 ИПа, С десятой тарелки колонны в количестве 29,4 т/чотемпературой 287 С выводится фр. 360- 530 С. Остаток с низа первой колонны нагревается в печи и в количествео 40,2 т/ч температурой 400 С выводится между пятнарцатой и шестнадцатой тарелками второй колонны, В ниэ вто" рой колонны в количестве 5 т/ч вводится водяной пар. С низа колонны во количестве 24,5 т/ч температурой 365 С выводится остаток. Осяовные показатели двух колонн ректификации неФти по примеру 1 приводятся в табл. 2, Фракционрый состав продуктов разделения - в табл. 3.П р и м е р 2 (предлагаемый споо соб), Сырье температурой 375 С подают на вторую тарелку первой вакуум" цой колонны. Всего в колонне пять теоретических тарелок. Давление верха колонны принято равным 0,0077 ИПа. В ниэ колонны н количестве 5 т/ч темопературой 375 С вводится водяной пар. С низа колонны в количестве 15,8 т/чотемпературой 356 С выводится остаток. Пары с верха колонны в количестве 95,2 т/ч температурой 370 С коцденсируютсв,в теплообменнике дпя нагрева конденсата этих паров., охлаждаютрами верхне го промежуточного продукта и дополнительного доиспарения в низ каждой колонны, работающей при более высоком давлении, а остатка последней и конденсата паров верхнего промежуточного продукта в качестве орошения на верх предыдущей колонны, работающей при более низком давлении, что позволяет снизить энерго- затраты на процесс разделения, при этом возможно использовать тепло, введенное в вакуумную колонну, работающую при наименьшем давлении, в остальных колоннах посредством теплообмеяа и отказаться от подачи водяного пара в низ колонн. Кроме того, отделение наиболее высококипящих фракций в первых по ходу сырья колоннах и ввод исходного сырья, содержащего все легкие фракции, в колонну, работающую при наименьшем давлении, позволяет облегчить фракционный состав нагреваемых потоков и тем саиьи снизить тем" пературуввода их в колонны.Способ позволяет также исключить использование водяного пара при разделении смеси и тем самым коррозию оборудования при наличии в исходной смеси сернистых соединений. формула изобретения Способ разделения многокомпонентных смесей в ректификационных колоннах, работающих при различных давлениях, включающий ввод сырья, вывод изколонн дистиллятов, промежуточных продуктов разделения и остатка, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения отбора дистиллятов и снижения энергозатрат на процесс разделения, ввод сырья и вывод остатка осуществляют в колонне, работакщей при,меньшем давлении, лары верхнего промежуточного продукта каждой колонны,работающей при меньшем давлении, после полной конденсации, нагрева и испарения за счет теплообмена с парамиверхнего промежуточного продукта идополнительного доиспарения возвращают в ниэ колонны, работающей при высоком давлении, а остаток из нее иконденсат паров верхнего промежуточного продукта в качестве орошенияна верх предыдущей колонны, работающей при меньшем давлении,40 з 1393442о,ся в холодильнике и темпера 1 урой 40 Споступают в вакуумную емкость. )(идкость из емкости (исключая воду) нагревается в теплообменнйке для конденсации паров верха колонны и температурой 357 С поступает в низ второй колониы. Всего во второй колонне15 теоретических тарелок. Жидкая фаза нагретой жидкости с низа второйколонны в количестве 13,9 т/ч выводится в качестве фр. 480-590 С и вколичестве 6,0 т/ч подается на верхнюю тарелку первой колонны в качестве орошения, Пары с верха колонны вколичестве 92,9 т/ч конденсируютсяи охлаждаются в конденсаторе - холодильнике. Конденсат (исключая воду)в количестве 46, 1 т/ч выводится вокачестве фр. н.к. 360 С. Остальнаячасть в количестве 45,8 т/ч температурой 40 С возвращается на верхнюютарелку колонны в качестве орошения.Давление верха колонны 0,0207 ИЛа.Жидкость с нижней тарелки колонныв количестве 34,3 т/ч температурой300 С поступает на верхнюю тарелкуотпарной секции. Всего в отпарнойсекции пять теоретических тарелок.В ниэ отпарной секции вводится 1 т/чводяного лара, С низа отпарной секции в количестве 24,2 т/ч температурой 274 С выводится фр. 360-530 С.Основные показатели колонн ректификации нефти по примеру 2 приведены3в табл. 1, фракционный состав продуктов разделения в табл. 2.Из представленных данных следует,что предлагаемый способ по сравнениюс известным позволяет увеличить отбор дистиллятов с 75,5 до 84,2 т/ч,т.е. на 11,5 Х снизить энергозатратына процесс разделения. Тепловая нагрузка печей снижается с 16,96 до16,29 ГДж/ч, т.е. на 4,ОИ. При этомколичество остатка - тяжелого гудрона снижается с 24,5 до 15,8 т/ч,т.е.на 35,53 и содержание в нем фр. н.к.590 С снижается с 30,54 до 9,99 мас.3.Преимущества способа заключаютсяв отделении в первых по ходу сырья 50колоннах наиболее высококипящих. фракций и подача паров верхнего промежу", точного продукта каждой колонны, работающей при более низком давлении,после полной конденсации, нагрева и 55испарения эа счет теплообмена с паф МО фом сЧ о ч - м м Ю л В о о о ф лЬо о ло ф -т1 а О 1а оВ о л иъ ф СЧ ф мС 4 лм ма СЧ В О ф м л(ч млфллСЧ СЧфо о О оо ь -- - оО О О О О Ф л ол ол лсч ф чл о о оч в оо л ооО 1393442 Таблица 2 Показатели известный предлагаемый Расход, т/ч: 100 100 сырье фр. н,к - 360 С 46,1 46,1 фр. 360 - 500 С фр. 480 - 590 С 24,2 29,4 13,9 24,5 5,8 остаток водяной пар в низ первой колонны водяной пар в низ второй колонны орошение первой колонныорошение второй колонны 6,045,8 37,8 15,4 Давление, МПа: 0,0077 0,0207 0,0077 0,0207 верх первой колонны верх второй колонны Температура, С 40 30 орошение первой колонны орошение второй колонны ввод сырья в первую колонну ввод сырья во вторую колонну 40 40 375 350 357 400 370 232 верх первой колонны верх второй колонны низ первой колонны низ второй колонны Тепловая нагрузка, ГДз/чф 204 189 303 356 274 365 печь для нагрева сырья первой колонныпечь для нагрева сырья второй колоннысуммарная 16,29 14,22 2,7416,96 16,29 20,51 14,82 8,57 теплообменннки н холодильники для конденсацииверхнего продукта второй колонны 13,48 Ссдерзание фракции, мас,Д 360 С - к.к. во фр, н.к. - 360 С 1,14 1,38 теплообменникн для компенсации верхнего продукТапервой колонныПоказатели затели по примеру н.к. - 360 С во фр. 360 - 530 С 530 С - к.к. во фр. 360 - 530 С н.к. - 480 С фр, 480 - 590 С 2,80 1,73 9,52 6,88 12,60 20,34 590 С - к,к,н.к - 530 С 3,37 0,01 н.к. - 590 С в остатке 30,54 9,99 Т а б л и ц а 3 Ь