RU162032U1

RU162032U1 - DEFLEGMATOR

Info

Publication number: RU162032U1
Application number: RU2014143193/05U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владиславович Курочкин
Original assignee: Андрей Владиславович Курочкин
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2016-05-20

Abstract

1. Дефлегматор, характеризующийся наличием дефлегматорной и сепарационной секций с линией ввода паров между ними, при этом дефлегматорная секция оборудована блоками тепломассообменных элементов по числу хладоагентов, кроме того в блоках тепломассообменных элементов, предназначенных для подачи однофазного хладоагента, линия ввода последнего расположена в верхней части блока, а линия вывода - в его нижней части, а в блоках тепломассообменных элементов, предназначенных для подачи двухфазного или вскипающего хладоагента, линия ввода последнего расположена в нижней части блока, а линия вывода - в его верхней части.2. Дефлегматор по п. 1, в котором, по меньшей мере, под одним блоком тепломассообменных элементов размещено распределительное устройство.1. The reflux condenser, characterized by the presence of a reflux condenser and separation sections with a vapor injection line between them, while the reflux condenser section is equipped with blocks of heat and mass transfer elements according to the number of refrigerants, in addition, in blocks of heat and mass transfer elements intended for supplying a single-phase refrigerant, the input line of the latter is located in the upper part of the block and the output line is in its lower part, and in the blocks of heat and mass transfer elements intended for supplying a two-phase or boiling refrigerant, the input line is one is located at the bottom of the unit, and the output line is at its top. 2. The reflux condenser according to claim 1, wherein at least one distribution unit of heat and mass transfer elements is arranged.

Description

ДефлегматорDephlegmator

Полезная модель относится к фракционирующим аппаратам и может быть использована в различных отраслях промышленности для охлаждения и дефлегмации многокомпонентных паров с частичной конденсацией низколетучих компонентов.The utility model relates to fractionation apparatuses and can be used in various industries for cooling and refluxing multi-component vapors with partial condensation of low-volatility components.

Известен дефлегматор [RU 33717, опубл. 10.11.2003 г., МПК B01D 3/20], включающий корпус с теплообменными трубками, входные и выходные патрубки, снабженный криволинейными патрубками с опорными фланцами, направляющими фланцами и кожухами, причем направляющие фланцы и опорные фланцы выполнены с упорами, расположенными с их внешней стороны, при этом направляющий фланец одной из своих кромок жестко прикреплен к теплообменной трубке, а другой кромкой, выполненной с выемкой, примыкает к опорному фланцу.Known reflux condenser [RU 33717, publ. November 10, 2003, IPC B01D 3/20], comprising a housing with heat exchange tubes, inlet and outlet nozzles, equipped with curved nozzles with support flanges, guide flanges and casings, the guide flanges and support flanges made with stops located with their outer side, while the guide flange of one of its edges is rigidly attached to the heat exchange tube, and the other edge, made with a recess, is adjacent to the support flange.

Недостатками известного дефлегматора являются горизонтальное расположение теплообменных поверхностей, что делает невозможным осуществление фракционирования флегмы и снижает эффективность аппарата, а также невозможность использования нескольких хладоагентов.The disadvantages of the known reflux condenser are the horizontal arrangement of the heat exchange surfaces, which makes it impossible to fractionate reflux and reduces the efficiency of the apparatus, as well as the inability to use several refrigerants.

Наиболее близка по технической сущности к предлагаемой полезной модели система низкотемпературной сепарации газа газоконденсатного месторождения [RU 2432535, опубл. 27.10.2011 г., МПК F25J 3/00], которая в качестве сепарационного устройства содержит фракционирующий конденсатор со спиральной насадкой, в котором производится массообмен между газом и конденсатом.The closest in technical essence to the proposed utility model is a system of low-temperature gas separation of a gas condensate field [RU 2432535, publ. 10.27.2011, IPC F25J 3/00], which as a separation device contains a fractionating capacitor with a spiral nozzle, in which mass transfer between gas and condensate is carried out.

Недостатком устройства является неэффективность работы фракционирующего конденсатора из-за инверсии температур - увеличения температуры снизу верх по высоте фракционирующего аппарата, что приводит к ухудшению эффективности сепарации газа (повышению температуры точки росы по углеводородам).The disadvantage of this device is the inefficiency of the fractionating condenser due to temperature inversion - an increase in temperature from the bottom to the top along the height of the fractionating apparatus, which leads to a deterioration in the efficiency of gas separation (increasing the temperature of the dew point for hydrocarbons).

Задачей предлагаемой полезной модели является возможность использования как одного, так и нескольких хладоагентов, в том числе однофазных, двухфазных или вскипающих, а также устранение инверсии температур.The objective of the proposed utility model is the possibility of using one or several refrigerants, including single-phase, two-phase or boiling, as well as the elimination of temperature inversion.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа:The technical result that can be obtained by implementing the method:

- возможность использования как одного, так и нескольких хладоагентов за счет установки одного или нескольких блоков тепломассообменных элементов по числу хладоагентов,- the possibility of using one or several refrigerants due to the installation of one or more blocks of heat and mass transfer elements according to the number of refrigerants,

- возможность использования двухфазных или вскипающих хладоагентов за счет расположения линий ввода таких хладоагентов в нижней части, а линий их вывода в верхней части блоков тепломассообменных элементов, предназначенных для подачи двухфазных или вскипающих хладоагентов,- the possibility of using two-phase or boiling refrigerants due to the location of the input lines of such refrigerants in the lower part, and their output lines in the upper part of the blocks of heat and mass transfer elements designed to supply two-phase or boiling refrigerants,

- устранение инверсии температур за счет расположения линий ввода однофазных хладоагентов в нижней части, а линий их вывода в верхней части блоков тепломассообменных элементов, предназначенных для подачи однофазных хладоагентов.- elimination of temperature inversion due to the location of the input lines of single-phase refrigerants in the lower part, and the lines of their output in the upper part of the blocks of heat and mass transfer elements intended for the supply of single-phase refrigerants.

Предлагаемая полезная модель дефлегматора характеризуется наличием дефлегматорной и сепарационной секций с линией ввода паров между ними, при этом дефлегматорная секция оборудована блоками тепломассообменных элементов по числу хладоагентов, кроме того, в блоках тепломассообменных элементов, предназначенных для подачи однофазного хладоагента, линия ввода последнего расположена в верхней части блока, а линия вывода - в его нижней части, а в блоках тепломассообменных элементов, предназначенных для подачи двухфазного или вскипающего хладоагента, линия ввода последнего расположена в нижней части блока, а линия вывода - в его верхней части. При необходимости, по меньшей мере под одним блоком тепломассообменных элементов размещены распределительные устройства.The proposed utility model of the reflux condenser is characterized by the presence of a reflux condenser and separation sections with a vapor injection line between them, while the reflux condenser section is equipped with blocks of heat and mass transfer elements according to the number of refrigerants, in addition, in blocks of heat and mass transfer elements intended for supplying a single-phase refrigerant, the input line of the latter is located in the upper part block, and the output line is in its lower part, and in blocks of heat and mass transfer elements designed to supply two-phase or boiling chlorine adoagent, the input line of the latter is located at the bottom of the block, and the output line is at its top. If necessary, at least one block of heat and mass transfer elements contains switchgears.

Расположение линии ввода двухфазного или вскипающего хладоагента в нижней, а линия его вывода - в верхней части блоков тепломассообменных элементов, предназначенных для подачи двухфазного или вскипающего хладоагента, обеспечивает благоприятный гидравлический режим прохождения двухфазного теплоносителя во внутреннем пространстве блока тепломассообменных элементов снизу вверх, предотвращает образованиеThe location of the input line of the two-phase or boiling coolant in the bottom, and the line of its output in the upper part of the blocks of heat and mass transfer elements designed to supply a two-phase or boiling coolant, provides a favorable hydraulic mode for the passage of the two-phase coolant in the interior of the block of heat and mass transfer elements from the bottom up, prevents the formation of

паровых пробок, возникновение вибраций и гидроударов, увеличивает эффективность теплообмена.steam plugs, the occurrence of vibrations and water shocks, increases the efficiency of heat transfer.

Расположение линии ввода однофазного хладоагента в верхней, а линия его вывода - в нижней части блока тепломассообменных элементов, устраняет инверсию температур, обеспечивает оптимальный профиль температур для фракционирования флегмы, конденсирующейся на внешних поверхностях элементов тепломассообменного блока, с постепенным возрастанием температуры сверху вниз за счет противоточного движения паров во внешнем пространстве и хладоагента во внутреннем пространстве элементов тепломассообменного блока.The location of the input line of the single-phase refrigerant in the upper, and the output line in the lower part of the block of heat and mass transfer elements, eliminates the temperature inversion, provides an optimal temperature profile for fractionation of reflux condensing on the outer surfaces of the elements of the heat and mass transfer unit, with a gradual increase in temperature from top to bottom due to countercurrent movement vapor in the outer space and the refrigerant in the inner space of the elements of the heat and mass transfer unit.

Размещение распределительных устройств под блоками тепломассообменных элементов обеспечивает равномерное распределение паров по сечению дефлегматора, предотвращает каплеунос и повышает эффективность массообмена.Placing switchgears under the blocks of heat and mass transfer elements ensures uniform vapor distribution over the cross-section of the reflux condenser, prevents droplet drop and increases the efficiency of mass transfer.

Дефлегматор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, дефлегматорной секции 2, включающей по меньшей мере один блок тепломассообменных элементов (условно показано два блока: блок 3, предназначенный для подачи однофазного хладоагента, и блок 4, предназначенный для подачи двухфазного или вскипающего хладоагента), сепарационной секции 5, линии I ввода паров (например, газа предварительной сепарации), линии II вывода газа дефлегмации, расположенной на верху дефлегматора, и линиями вывода флегма (например, линией III вывода стабилизированного конденсата и линией IV вывода водного раствора ингибитора гидратообразования). Верхняя часть блока 3 оснащена линией V ввода однофазного хладоагента (например, газа низкотемпературной сепарации), а его нижняя часть - линией VI вывода отработанного хладоагента (например, товарного газа). Нижняя часть блока 4 оснащена линией VII ввода двухфазного или вскипающего хладоагента (например, редуцированного конденсата низкотемпературной сепарации), а его верхняя часть - линией VIII вывода отработанного двухфазного хладоагента (например, смеси углеводородных паров и нестабильного газового конденсата). Под блоками тепломассообменных элементов могут быть размещены распределительные устройства (условно показано одно распределительное устройство 6).The reflux condenser consists of a vertical cylindrical body 1, a reflux condenser section 2, which includes at least one block of heat and mass transfer elements (two blocks are conventionally shown: block 3, intended for supplying a single-phase refrigerant, and block 4, intended for supplying a two-phase or boiling refrigerant), separation section 5, vapor injection lines I (for example, pre-separation gas), reflux gas outlet lines II located at the top of the reflux condenser, and reflux output lines (for example, stabilization output line III condensate and line IV of the output of an aqueous solution of a hydrate inhibitor). The upper part of block 3 is equipped with a V line for introducing a single-phase refrigerant (for example, low-temperature separation gas), and its lower part is equipped with a VI line for exhausting refrigerant (for example, commercial gas). The lower part of unit 4 is equipped with a two-phase or boiling refrigerant injection line VII (for example, reduced condensate of low-temperature separation), and its upper part is equipped with a VIII output line of spent two-phase refrigerant (for example, a mixture of hydrocarbon vapors and unstable gas condensate). Distribution devices can be placed under the blocks of heat and mass transfer elements (one distribution device 6 is conventionally shown).

Дефлегматор работает следующим образом. Газ предварительной сепарации подают по линии I между дефлегматорной 2 сепарационной секцией 5 и далее газ проходит через распределительные устройства 6 (при их наличии) и блоки тепломассообменных элементов 3 и 4, где за счет охлаждения газом низкотемпературной сепарации, поступающим по линии V в верхнюю часть блока тепломассообменных элементов 3, и конденсатом низкотемпературной сепарации, поступающим по линии VII в нижнюю часть блока тепломассообменных элементов 4, происходит его дефлегмация. Газ дефлегмации выводят с верха дефлегматора по линии II, а флегма - тяжелые компоненты газа низкотемпературной сепарации, стекает по наружным поверхностям тепломассообменных элементов противотоком к направлению движения газа и фракционируется. Образовавшийся стабилизированный конденсата выводят по линии III, а водный раствор ингибитора гидратообразования (при необходимости) выводят с низа сепарационной секции 5 по линии IV. Нагретый во внутреннем пространстве блока тепломассообменных элементов 3 товарный газ выводят из нижней части блока по линии VI, а нагретую смесь углеводородных паров и нестабильного газового конденсата по линии VIII выводят из верхней части блока 4.Dephlegmator works as follows. The pre-separation gas is supplied through line I between the reflux condenser 2 separation section 5 and then the gas passes through the switchgear 6 (if any) and the blocks of heat and mass transfer elements 3 and 4, where, due to cooling by the low-temperature separation gas, coming through line V to the upper part of the block heat and mass transfer elements 3, and condensate of low-temperature separation flowing through line VII to the lower part of the block of heat and mass transfer elements 4, it is refluxed. The reflux gas is discharged from the top of the reflux condenser through line II, and the reflux gas is the heavy components of the low-temperature separation gas, flows down the outer surfaces of the heat and mass transfer elements in countercurrent to the direction of gas movement and is fractionated. The resulting stabilized condensate is discharged along line III, and the aqueous solution of the hydrate inhibitor (if necessary) is discharged from the bottom of the separation section 5 along line IV. The commercial gas heated in the inner space of the block of heat and mass transfer elements 3 is discharged from the lower part of the block via line VI, and the heated mixture of hydrocarbon vapors and unstable gas condensate is discharged through line VIII from the upper part of block 4.

Таким образом, предлагаемый дефлегматор позволяет использовать как один, так и несколько хладоагентов, в том числе однофазных, двухфазных или вскипающих, обеспечивает отсутствие инверсии температур в аппарате и может найти применение в различных отраслях промышленности.Thus, the proposed reflux condenser allows the use of one or several refrigerants, including single-phase, two-phase or boiling, provides the absence of temperature inversion in the apparatus and can be used in various industries.

Claims

1. The reflux condenser, characterized by the presence of a reflux condenser and separation sections with a vapor injection line between them, while the reflux condenser section is equipped with blocks of heat and mass transfer elements according to the number of refrigerants, in addition, in blocks of heat and mass transfer elements intended for supplying a single-phase refrigerant, the input line of the latter is located in the upper part of the block and the output line is in its lower part, and in the blocks of heat and mass transfer elements intended for supplying a two-phase or boiling refrigerant, the input line is one is located at the bottom of the unit, and the output line is at its top.

2. The reflux condenser according to claim 1, in which at least one distribution block of the heat and mass transfer elements is arranged.