SU921589A1 - Fractionation apparatus - Google Patents

Fractionation apparatus Download PDF

Info

Publication number
SU921589A1
SU921589A1 SU782565173A SU2565173A SU921589A1 SU 921589 A1 SU921589 A1 SU 921589A1 SU 782565173 A SU782565173 A SU 782565173A SU 2565173 A SU2565173 A SU 2565173A SU 921589 A1 SU921589 A1 SU 921589A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
turbulators
sections
distance
liquid
cylindrical sections
Prior art date
Application number
SU782565173A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Герольд Яковлевич Козубенко
Иван Михайлович Аношин
Исаак Моисеевич Молочников
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа
Priority to SU782565173A priority Critical patent/SU921589A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU921589A1 publication Critical patent/SU921589A1/en

Links

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

(54) ФРАКЦИОНИРУЮЩИЙ АППАРАТ(54) FRACTORIZING APPARATUS

Изобретение относитс  к устройствам дл  разделени  нефтехимических смесей на фракции и может быть использовано в нефт ной, химической и нефтегазоперерабатывающей промышленности. Известен фракционирующий аппарат дл  разделени  газожидкостной смеси, состо щий из корпуса и тарелок, снабженных контактными элементами, выполненными в виде переточных патрубков с завихрител ми и цилиндрических трубок, расположенных коаксиально относительно переточных патрубков . Переточные патрубки расположены между цилиндрическими трубками и снабжены боковыми отверсти ми дл  прохода газа. В аппарате на наружной поверхности переточных патрубков закреплен дисковый отбойник капель, а завихрители потока выполнены в виде закручивающихс  розеток 1. Однако в указанном аппарате по вл етс  поперечна  неравномерность распределени  потоков, в результате которого возникают .проскоки газа, провалы жидкости, брызгоунос и застойные зоны. Кроме того, отбойники капель и переточные патрубки создают дополнительное сопротивление движению потоков, что приводит к увеличению энергозатрат . Известен массообменный аппарат дл  разделени  газожидкостной смеси, состо щий из вертикального цилиндрического корпуса и горизонтальных перегородок, которые дел т весь корпус на контактные камеры. Контактные элементы, выполнены в виде коаксиальных цилиндров, расположенных в контактных камерах. Завихрители состо т из направл ющих цилиндров и размещенных на внутренней их поверхности радиальных вогнутых лопаток. Установлены завихрители под контактными элементами. Дл  слива жидкости на нижележащую тарелку имеютс  переточные устройства 2. Недостатками этого аппарата  вл ютс  переменный градиент уровн  жидкости на горизонтальных перегородках, что приводит к ухудщению процесса массопередачи в контактных камерах и резкое увеличение сопротивлени  контактных элементов за счет дополнительных перегородок, направл ющих цилиндров и переточных устройств. Известен фракционирующий массообменный а/тпарат, содержащий корпус, включающий р д коаксиально установленных секций. турбулизаторы с веерообразно закрепленными лопатками, расположенные в каждой секции, патрубки ввода и вывода паровой и жидкой фаз. Аппарат выполнен из соединенных между собой отдельных.царг 3. Недостатком аппарата,  вл етс  мала  межфазна  поверхность и недостаточна  производительность. Цель изобретени  - улучшение процесса массообмена путем повышени  межфазной поверхности и увеличение производительност;и аппарата. Поставленна  цель достигаетс  тем, что во фракционируюш.ем аппарате, содержащем корпус, включаюший р д коаксиально установленных цилиндрических секций, турбулизаторов с веерообразно закрепленньь ми на них лопатками, расположенные в каждой секции, патрубки ввода и вывода паровой и жидкой фаз, рассто ние между турбулизаторами равно удвоенному рассто нию между цилиндрическими секци ми, а угол наклона лопаток турбулизатора к плоскости коаксиальных элементов составл ет 11 - 26. Лучший диапазон рассто ний между турбулизаторами равен 150-300 мм. Деление всего объема колонны коаксиально расположенными элементами позвол ет ликвидировать поперечную неравномерность потокой: однонаправленное движение 2-х фазного потока в объемах секций значительно увеличивает врем .контактировани  фаз и число соударений частиц жидкости и пара, что приводит к увеличению межфазной поверхности и, следовательно, повышает эффективность раздел юш,ей способности аппарата . Отсутствие горизонтальных перегородок (тарелок), направл ю.ш,их цилиндров и переточных устройств дает возможность резко понизить сопротивление аппарата проходу парового потока. На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Фракционирующий аппарат состоит из корпуса 1, который делитс  несколькими коаксиальными элементами 2 на р д цилиндрических секций 3. Стенки элементов (коаксиально расположенных цилиндров) раздел ют весь объем аппарата на несколько объемов и  вл ютс  опорной конструкцией дл  креплени  турбулизаторов 4. Последние состо т из веерообразно расположенных лопаток 5. Между лопатками 5 турбулизатора 4 и стенками секций имеетс  пространство дл  слива жидкости на нижележащий турбулизатор 4. В корпусе 1 имеютс  патрубок 6 дл  подачи в аппарат газожидкостной смеси, патрубок 7 дл  вывода из аппарата паровой фазы, патрубок 8 дл  подачи в секции жидкости и патрубок 9 дл  вывода жидкой фазы . Внизу корпуса 1 установлена решетчата  тарелка 10. Аппарат работает следующим образом. Пар через патрубок 7 поступает вниз корпуса 1, раздел  сь по цилиндрическим секци м 3, и попада  на турбулизаторы 4, приобретает вращательное движение. Жидкость через патрубок 8 и распределитель направл е .тс  .в цилиндрические секции 3, подхватываетс  и дробитс  паром, образу  однонаправленный , сильно турбулизированный, двухфазный поток. Во врем  испытани  фракционирующего аппарата было установлено , что турбулизаторный режим возникает и распростран етс  одновременно во всех секци х 3, так как происходит автоматическое регулирование потоков в них. При увеличении потока пара в одной из секций 3 в ней резкр возрастает сопротивление проходу двухфазного потока, что приводит к уменьшению его скорости в этой секции 3 и перераспределению пара по другим секци м . Аналогичное  вление было обнаружено и при работе трубчатых ректификационных колонн. Однако при повыщении скорости пара наблюдалась тенденци  к автомодельности потоков в цилиндрических секци х 3, и дл  более равномерного распределени  парового потока внизу корпуса 1 монтировалась решетчата  тарелка 10. В цилиндрических секци х 3 под действием центробежной силы происходит многократное соударение частиц жидкости о лопатки 5 турбулизатора 4, жидкость дробитс  и резко увеличиваетс  межфазова  поверхность массопередачи. У внешних стенок цилиндрических секций 3 капли жидкости, в результате разности термодинамических потенциалов (эффект Ранка), коагулируютс  и под действием силы т жести перетекают на нижележащий турбулизатор 4. Внизу аппарата собираетс  жидкость из всех цилиндрических секций 3 и выводитс  из него через патрубок 9. Исследовани  работы фракционирующего аппарата вы вили определенную зависимость эффективности разделени  смесей от рассто ни  между турбулизаторами. С увеличением рассто ни  понижаетс  эффективность работы аппарата, а с уменьшением междутурбулизационного рассто ни  повышаетс  сопротивление и растут энергозатраты на процесс фракционировани . Эмпирическим путем установлено, что оптимальные услови  работы аппарата наход тс  при рассто нии между турбулизаторами 150- 300 мм. Повышение эффективности массообмена и увеличение производительности фракционирующего аппарата достигаетс  тем, что коаксиально установленные элементы выполнены в виде цилиндров различного диаметра по всей высоте и дел т весь объем аппарата на р д цилиндрических секций, а неподвижно закрепленные на элементах турбулизаторы с лопатками превращают пр молинейное движение потоков в вихревое.The invention relates to devices for the separation of petrochemical mixtures into fractions and can be used in the petroleum, chemical and oil and gas processing industries. A fractionation apparatus for separating a gas-liquid mixture is known, consisting of a body and plates equipped with contact elements made in the form of overflow nozzles with swirlers and cylindrical tubes arranged coaxially with respect to the overflow nozzles. The overflow pipes are located between the cylindrical tubes and are provided with side holes for the passage of gas. In the apparatus, a disk bump stop is mounted on the outer surface of the overflow pipes, and the flow swirlers are made in the form of twisting sockets 1. However, in the indicated apparatus, transverse uneven distribution of the flows appears, resulting in gas sweeps, fluid dips, blasts and stagnant zones. In addition, dropping bumpers and overflow nozzles create additional resistance to the movement of flows, which leads to an increase in energy consumption. A mass transfer apparatus for separating a gas-liquid mixture is known, consisting of a vertical cylindrical body and horizontal partitions that divide the entire body into contact chambers. Contact elements are made in the form of coaxial cylinders located in contact chambers. The swirlers consist of guide cylinders and radial concave vanes placed on their inner surface. Swirlers under the contact elements are installed. For draining the liquid to the underlying plate, there are overflow devices 2. The disadvantages of this device are the variable gradient of the liquid level on the horizontal partitions, which leads to deterioration of the mass transfer process in the contact chambers and a sharp increase in the resistance of the contact elements due to additional partitions, guide cylinders and overflow devices . A fractionation mass transfer a / tparat is known, comprising a housing comprising a series of coaxially mounted sections. turbulators with fan-shaped blades located in each section, inlets and outlets of the steam and liquid phases. The apparatus is made up of interconnected separate ones. Czar 3. A disadvantage of the apparatus is the small interfacial surface and insufficient productivity. The purpose of the invention is to improve the mass transfer process by increasing the interfacial surface and increasing the productivity and apparatus. This goal is achieved by the fact that in a fractionation apparatus, comprising a housing, including a number of coaxially mounted cylindrical sections, turbulators with fan-shaped blades fixed in them, in each section, inlets and outlets of the vapor and liquid phases, the distance between the turbulators equal to twice the distance between the cylindrical sections, and the angle of inclination of the blades of the turbulizer to the plane of the coaxial elements is 11 - 26. The best range of the distance between the turbulators is 150-300 mm Dividing the entire volume of the column with coaxially arranged elements eliminates lateral flow irregularity: the unidirectional movement of a 2-phase flow in the volumes of the sections significantly increases the contact time of the phases and the number of collisions of liquid and vapor particles, which leads to an increase in the interfacial surface and, consequently, increases the efficiency Yush section, her abilities apparatus. The absence of horizontal partitions (plates), directional lines, their cylinders and overflow devices makes it possible to drastically reduce the resistance of the apparatus to the passage of the vapor flow. FIG. 1 shows the proposed apparatus, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1. The fractionation apparatus consists of a housing 1, which is divided by several coaxial elements 2 into a series of cylindrical sections 3. The walls of the elements (coaxially arranged cylinders) divide the entire volume of the apparatus into several volumes and are the supporting structure for fastening the turbulators 4. fan-shaped blades 5 are located. Between the blades 5 of the turbulator 4 and the walls of the sections there is a space for draining the liquid to the underlying turbulator 4. In the housing 1 there are a branch pipe 6 for supplying the apparatus ozhidkostnoy mixture nozzle 7 for outputting the vapor apparatus, nozzle 8 for supplying liquid in the conduit section 9 and to output the liquid phase. At the bottom of the housing 1 is installed lattice plate 10. The device operates as follows. Steam through the pipe 7 enters down the housing 1, crushing the cylindrical section m 3, and falling on the turbulators 4, acquires a rotational motion. The fluid through the pipe 8 and the distributor directs it. To the cylindrical sections 3, is picked up and crushed by steam, forming a unidirectional, highly turbulized, two-phase flow. During the testing of the fractionation apparatus, it was found that the turbulatory mode arises and spreads simultaneously in all sections 3, as the flows in them are automatically regulated. With an increase in the steam flow in one of the sections 3 in it, the resistance to the passage of the two-phase flow increases, which leads to a decrease in its speed in this section 3 and the redistribution of steam through the other sections. A similar phenomenon was found during the operation of tubular distillation columns. However, as the steam velocity increased, there was a tendency to self-similarity of flows in the cylindrical sections 3, and to more evenly distribute the steam flow, a grid plate 10 was mounted at the bottom of the housing 1. In the cylindrical sections 3, under the action of centrifugal force, fluid particles repeatedly collide with the turbulator 5 of the turbulator 4 The liquid is crushed and the interphase mass transfer surface increases dramatically. At the outer walls of the cylindrical sections, 3 drops of liquid, as a result of the difference in thermodynamic potentials (the Ranka effect), coagulate and under the action of gravity flow to the underlying turbulizer 4. At the bottom of the apparatus, the liquid from all cylindrical sections 3 collects and is withdrawn from it through pipe 9. Research the operation of the fractionation apparatus revealed a certain dependence of the efficiency of the separation of the mixtures on the distance between the turbulators. With increasing distance, the efficiency of the apparatus decreases, and with a decrease in the interdurbulization distance, resistance increases and the energy consumption for the fractionation process increases. Empirically, it has been found that the optimal operating conditions of the apparatus are with a distance of 150-300 mm between the turbulators. Increasing the efficiency of mass transfer and increasing the productivity of the fractionation apparatus is achieved by the fact that coaxially mounted elements are made in the form of cylinders of different diameters along the entire height and divide the entire volume of the apparatus into a number of cylindrical sections, and the turbulators with blades fixed on the elements transform the linear flow into swirl.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Фракционирующий аппарат, содержащий корпус,· имеющий ряд коаксиально установленных цилиндрических секций, турбулизаторы с веерообразно закрепленными на них лопатками, расположенное в каждой секции, патрубки ввода и вывода паровой и жидкой фаз, отличающийся тем, что, с целью улучшения процесса массообмена путем повышения межфазной поверхности и увеличения производительности аппарата, расстояние между турбулизаторами равно удвоенному расстоянию между цилиндрическими секциями, а угол наклона лопаток турбулизатора к плоскости.цилиндрических секций составляет. 11—26°.Fractionation apparatus, comprising a housing, · having a series of coaxially mounted cylindrical sections, turbulators with fan-shaped blades fixed to them, located in each section, inlet and outlet nozzles of the vapor and liquid phases, characterized in that, in order to improve the mass exchange process by increasing the interfacial surface and increase the productivity of the apparatus, the distance between the turbulators is equal to twice the distance between the cylindrical sections, and the angle of inclination of the turbulators to the plane. The cylinder iCal sections is. 11—26 °.
SU782565173A 1978-01-06 1978-01-06 Fractionation apparatus SU921589A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782565173A SU921589A1 (en) 1978-01-06 1978-01-06 Fractionation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782565173A SU921589A1 (en) 1978-01-06 1978-01-06 Fractionation apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU921589A1 true SU921589A1 (en) 1982-04-23

Family

ID=20742531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782565173A SU921589A1 (en) 1978-01-06 1978-01-06 Fractionation apparatus

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU921589A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484876C1 (en) * 2012-03-11 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) Vortex contact stage for contacting gas or vapor with fluid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484876C1 (en) * 2012-03-11 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) Vortex contact stage for contacting gas or vapor with fluid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3855368A (en) Apparatus for bringing fluid phases into mutual contact
JP4557490B2 (en) Efficiency enhanced fractionation tray and process
US2667407A (en) Liquid-liquid contact method and apparatus
US4767424A (en) Column for removing liquid from a gas
NO153522B (en) APPARATUS FOR TREATMENT OF MIXTURE OF LIQUID AND GAS AND APPLICATION OF MULTIPLE SUCH APPLIANCES IN A COLUMN.
AU2012351569B2 (en) Contact and separation column and tray
RU2403961C1 (en) Method and device to distribute fluid
SU921589A1 (en) Fractionation apparatus
US2693350A (en) Construction for handling vapors and liquids as in bubble columns or the like
RU2404236C2 (en) Desodorisation method
US3488159A (en) Jet-pulsed liquid-liquid extraction column
EA006358B1 (en) Flow distributor for an alkylation reactor or heat exchanger
RU181091U1 (en) Contact device for heat and mass transfer processes
RU2780517C1 (en) Contact device for heat and mass exchanger
SU1487919A1 (en) Mass exchange apparatus for gas and liquid exchange interaction
SU1082446A1 (en) Apparatus for contacting
SU1142132A1 (en) Jet plate for heat- and mass-exchange apparatus
RU200779U1 (en) Distribution tray for heat and mass exchangers
SU1274710A1 (en) Heat-mass exchange apparatus
SU1055529A1 (en) Rotor packed column
SU1018667A1 (en) Mass exchange vortex-type apparatus
RU2322280C1 (en) Extraction tower
RU82132U1 (en) FILM MASS EXCHANGE DEVICE WITH TURNING FLOWS
SU1261150A1 (en) Contact arrangement for heat-mass-exchanging apparatus
SU1255848A2 (en) Contact heat-exchanger for cooling gases