SU1452536A1

SU1452536A1 - Тепломассообменный аппарат

Info

Publication number: SU1452536A1
Application number: SU864091881A
Authority: SU
Inventors: Талгат Галеевич Умергалин; Айрат Римович Хафизов; Явдат Галеевич Умергалин
Original assignee: Уфимский Нефтяной Институт
Priority date: 1986-07-16
Filing date: 1986-07-16
Publication date: 1989-01-23

Abstract

Изобретение относитс к аппаратам дл разделени смеси и может быть использовано в нефт ной, нефтеперерабатывающей , химической и нефте-, химической промьшшенности. Цель изобретени - повысить разделительную способность за счет разделени аппарата на смежные ступени конденсации и испарени и предотвращени смешени потоков паров соседних зон. Аппарат включает корпус с зонами тепло- подвода и массообмена, разделенными поперечными перегородками, между которыми размещена горизонтальна перегородка , дел ща зону контактировани на две части. 1 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 табл.

Description

4 СП

N9 СП

00 О)

Изобретение относитс к аппаратам дл разделки смеси и может быть использовано в Тнефт ной, нефтеперерабатывающей , химической и нефтехимической промьшшенности.

Цель изобретени - повышение разделительной способности аппарата за счет разделени на смежные ступени конденсации и испарени и предотвра щени смешени потоков паров соседних зон.

На фиг. и 2 приведены схемы работы двух вариантов аппарата (без зоны контактировани ), продольный разрез; на фиг.З - разрез А-А на фиг,1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг,5 - разрез В-В на фиг,2; на фиг,6 - разрез Г-Г на фиг,2; на фиг,7-и 8 - изображение смежных ступеней конденсации и испарени двух вариантов аппарата (без корпуса).

Аппарат состоит из корпуса 1, штуцера 2 дл ввода сырь F, штуцеров 3 и 4 дл вывода продуктов разделе- ни низкокип щего D, и высококип щего D., штуцеров 5-8 дл ввода и вывода хладагента d и теплоносител В, устройств отвода тепла 9 и подвода тепла 10, смещенных -относительно друг друга поперечных перегородок 11 и 12 дл организации перекрестного тока потоков в устройствах 9 и 10 и дл разделени аппарата на смежные ступени конденсации и испарени , элементов 13 массообменного контакта (зоны контактировани ). Аппарат может состо ть также из смещенных одной относительной другой по горизонтали перегородок 14 и 15 и перегородки 16, перпендикул рной перегородкам 14 и 15,

Аппарат работает следующим образом Исходна смесь F вводитс в аппарат через щтуцер 2 и раздел етс на паровой и жидкий потоки. Паровой поток смеси направл етс в верхнюю часть, где смешиваетс с неконденсированной частью пара V, , выводимого из предыдущей ступени конденсации, и вводитс в межтрубиое пространство устройства 9 отвода тепла. Межтрубное пространство устройства 9 разделено перегородками 11 на ступени конденсации , причем во избежание смешени потоков пара соседних ступеней нижние концы перегородок 11 погружены в слой жидкости в нижней части аппарата. Одновременно перегородки 11, нар ду

20

jQ

J5

25

30

35

40

45

0

с перегородками 12, предназначены дл организации перекрестного течени потоков по межтрубному пространству устройств 9 и 10, в результате теплообмена смесь паров частично конденсируетс , Несконденсированна часть паров, пройд по межтрубному пространству устройства 9, огибает сверху перегородку 11 и вводитс в последующую ступень конденсации. Сконденсированна часть паров L. направл етс на элементы 13 массообменного контакта, В последующей ступени конденсации паровой поток смешиваетс с испарившейс частью жидкости V, выводимой из элемента массообменного контакта, где подвергаетс массообмен- ному.контакту с потоком L, Смесь паров V, и У вновь направл етс в межтрубное пространство устройства 9 дл частичной .конденсации. Пройд все последующие ступе1ш конденсации, несконденсированные пары через штуцер 3 вывод тс из аппарата в качестве низкокип щего продукта D.

Жидкий поток исходной смеси смешиваетс с неиспарившейс жидкостью L, из предыдущей ступени испарени и вводилс в межтрубное пространство устройства 10 подвода тепла. Межтрубное пространство устройства 10 перегородками 11 разделено на ступени испарени . При этом перегородки II раздел ют также аппарат на смежные ступени конденсации и испарени , а элементы контакта - на зоны контактировани . Перегородки 12 предназначены дп организации перекрестного течени жидкости по межтрубному пространству устройства 10, Поток жидкости L,. движетс противоположно движению потока пара V, . Смесь жидкости в результате теплообмена частично испар етс . Неиспаривша с часть жидкости огибает снизу перегородку 11 и вводитс в последуюв{ую ступень испарени . Испаривша с часть жидкости V 2 на элементах 13 массообменного контакта контактирует с жидкостью Lj и направл етс в верхнюю часть аппарата.

Поток

L после

массообменного

контакта смешиваетс с потоком Ь,и направл етс в межтрубное пространство устройства 10 дл частичного испарени . Пройд все последующие ступени испарени , неиспаривша с жидкость через штуцер 4 выводитс из аппарата

10

20

в качестве высококип щего продукта Dj.

При другом варианте исполнени аппарата перегородки 14 и 15 перекрывают все поперечное сечение аппарата, включа межтрубное пространство устройств 9 и 10, за исключением пространства , необходимого дл перетока потоков пара и жидкости в соседнюю ступень конденсации или испарени . При этом пространство дл перетока потоков оставл етс в одном случае с левой стороны перегородки, в другом случае с правой стороны, что достигаетс . ig путем незначительных смещений перегородок одной относительно другой по j горизонтали. Перекрестное течение по межтрубному пространству устройств 9 и 10 обеспечиваетс за счет расположени пространства дл перетока потоков в перегородках 14 и 15 ниже устройства 9 отвода тепла и вьпле устройства 10 подвода тепла и разделени зоны контактировани на две части перегородкой 16, котора перпендикул рна перегородкам 14 и 15 и выступает над и под устройствами 9 и 10 соответственно.

Паровой поток V, из предыдущей ступени конденсации вводитс через пространство дл перетока перегородки 14 или 15 и после смешени с потоком Vj направл етс в межтрубное пространство устройства 9. Частично конденсиру сь в межтрубном пространстве , огибает сверху перегородку 16 и вновь вводитс в межтрубное пространство , где также частично конденсируетс . Затем через свободное пространство другой перегородки 15 или 14 вводитс в последующую ступень конденсации. Сконденсированна часть L,, пройд зону 13 контактироступеней примерно в два раза, что приводит к допллнительному повьшению разделительной спо.собности аппарата.

Корпус аппарата в первых двух вариантах исполнени в поперечном се- чении может быть как круглого, так и овального или пр моугольного вида. Овальный или пр моугольный вид позвол ет выделить большее пространство дл монтажа элементов массообменного контактировани . Кроме того, в последнем случае облегчаетс сборка аппарата.

Отвод и подвод тепла по длине аппарата осуществл етс дифференцированно размещением в ступен х устройств отвода и подвода тепла различной поверхности. Причем поверхность устройства отвода тепла возрастает в направлении движени пара, и поверхность устройства подвода тепла - в направлении движени жидкости. Отвод и подвод тепла можно организовать 25 также вьтолнением устройств в ступен х различной теплопроводности. Теплопроводность устройств должна возрастать в направлении движени потоков пара и жидкости.

В аппарате элементы 13 массообменного контакта могут отсутствовать. И в этом случае преимущество аппарата сохран етс из-за обьединени отд дельных ступеней конденсации и испарени в множество смежных попарно соединенных ступеней конденсации и испарени .

30

35

Проведены расчеты процесса разде- Q лени смеси в известных и предлагаепара jjj,

вани , смешиваетс с потоком L

предыдущей ступени конденсации ток жидкости в межтрубном пространстве устройства 10 частично испар етс , огибает снизу перегородку 16, вновь проходит межтрубное пространст- g.

мом аппаратах при различных составах исходной смеси гексана - гептана. Прин тые составы смеси приведены в табл.1. Расход смеси во всех вариан из 4g тах прин т равным 100 т/ч, суммарный . теплоподвод в ступени испарени равен суммарному теплоотводу из ступеней и равен 6000 Мкал/ч. Давление в аппарате 1 ата.

Пример 1 (известный аппарат).

во и вводитс в последующую ступень испарени . Испаривша с часть жидкое- ти V в зоне 13 контактировани контактирует с потоком Lj и направл етс на смешение с потоком V . При этом перегородка 16 делит как зону контактировани , так и смежные ступени конденсации и испарени .на две части и тем самым увеличивает число

55

Ап тарат состоит из одной ступени испарени и одной ступени конденсации. Между ступен ми установлены элементы массообменного контактировани . Исходна смесь вводитс в свободное пространство под элементы контактировани . В расчетах элементы контактировани рассматриваютс как теоретическа ступень контакта.

10

20

, е ig в

ь

452536

ступеней примерно в два раза, что приводит к допллнительному повьшению разделительной спо.собности аппарата.

30

35

Проведены расчеты процесса разде- Q лени смеси в известных и предлагае

Пример 2 (предлагаемый аппарат ). Аппарат состоит из шести спа-. репных ступеней конденсации и испарени . Теплоотвод и теплоподвод в ступен х различен. Исходна смесь вводитс между третьей и четвертой ступен ми.

Величины теплоотвода -и теплоподво- да по ступен м конденсации и испарени приведены в табл.2, основные режимные параметры работы аппарата дл различных составов смеси - в табл.3.

Из представленных данных следует, что при одинаковых суммарных тепловых затратах качество продуктов разделени в предлагаемом аппарате вьше, чем в известноь}.

В аппарате одноступенчатой конденсации и испарени (пример 1) разделение смеси осуществл етс менее эф ективно, чем в аппарате многог ступенчатой конденсации и испарени (пример 2).

Таким образом, объединение в одном аппарате нескольких совмещенных ступеней конденсации и испарени и организации дифференцированного отвоФормула и

зоб

р е т е н и

Claims

1.Тепломассообменный аппарат дл разделени смеси, включающий корпус, устройства дл отвода тепла в верхней части и подвода тепла в нижней части корпуса с установленными между ними элементами массообменного контакта,

10 .разделенными на зоны контактировани . поперечными перегородками, отличающийс тем, что, с целью повьшени разделительной способности аппарата за счет разделени на смежные ступени конденсации и испарени и предотврагцени смешени потоков паров соседних зон, устройства подво-, да и отвода тепла снабжены вертикальными перегородками, установленными : на корпусе аппарата между поперечными перегородками, при этом концы вертикальных перегородок размещены в зоне контактировани 5 а концы поперечных перегородок - в зонах отвода

25 И подвода тепла.

15

20

2.Аппарат поп.1,отличаю- щ и и с тем, что он снабжен горизонтальными перегородками, установ-т да и подвода тепла по ступен м позво- 130 ленными перпендикул рно поперечным л ет повысить эффективность разделе- перегородкам и дел щими каждую зону ни смеси.контактировани на две части.

Таблица 1

рмула и

6

зоб

р е т е н и

.разделенными на зоны контактировани . поперечными перегородками, отличающийс тем, что, с целью повьшени разделительной способности аппарата за счет разделени на смежные ступени конденсации и испарени и предотврагцени смешени потоков паров соседних зон, устройства подво-, да и отвода тепла снабжены вертикальными перегородками, установленными : на корпусе аппарата между поперечными перегородками, при этом концы вертикальных перегородок размещены в зоне контактировани 5 а концы поперечных перегородок - в зонах отвода

И подвода тепла.

-60006000-1754-1342 -1014

520602 768

50 . 75

Таблица 2

-602

1342

-520 1754

потока D, потока Dj

пература,с сырь

потока DI потока Djr

центраци гекса- в потоке Dj

ентраци гептав потоке DI

21,202J.OO49.5049,40

78.8079,0050.50 зО.бО

88 90 82,90 91,20

60,67

88,90 81,10 91,80

66,28

84,5986,00

82,7082,70

78,8077,90

86,7087,70

,4876,32

2.9875,66

V

-Ll

-н -н

8

7-1

100,00100,00

.1077,10

22,9022,90

82,70

77,90

87,70

76,32

75,66

76,80 74,80 82,00

84,93

76,80 74,60 84,10

87,02

58,6365,42

. - /

7

L-/

Г г

13 /J /b pIoJgV;/

/гЛ

Фие.5

.

Фиг. 2

В б

О%ТУ

Ф1/е.

г- г

фие.б

О О ОО

о о оо

ОО о о

о о о о

у

//

к

Фиг.7