[go: up one dir, main page]

RU2500452C2 - Rectifier tower with bubble-cap trays - Google Patents

Rectifier tower with bubble-cap trays Download PDF

Info

Publication number
RU2500452C2
RU2500452C2 RU2009128712/05A RU2009128712A RU2500452C2 RU 2500452 C2 RU2500452 C2 RU 2500452C2 RU 2009128712/05 A RU2009128712/05 A RU 2009128712/05A RU 2009128712 A RU2009128712 A RU 2009128712A RU 2500452 C2 RU2500452 C2 RU 2500452C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cap
caps
vapor
liquid
slots
Prior art date
Application number
RU2009128712/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009128712A (en
Inventor
Александр Максимович Журба
Петр Анатольевич Гринев
Александр Владимирович Данилов
Original Assignee
Александр Максимович Журба
Петр Анатольевич Гринев
Александр Владимирович Данилов
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 Александр Максимович Журба, Петр Анатольевич Гринев, Александр Владимирович Данилов filed Critical Александр Максимович Журба
Priority to RU2009128712/05A priority Critical patent/RU2500452C2/en
Publication of RU2009128712A publication Critical patent/RU2009128712A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2500452C2 publication Critical patent/RU2500452C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to mass-and-heat exchange hardware, particularly, to rectifiers and absorbers and may be used in petrochemical and chemical, oil and gas industries. Proposed rectifier tower comprises body with process unions, trays with vapor and overflow branch pipes, and height-adjustable bubble-cap trays. Horizontal edges of cap cutouts are equipped with vanes arranged radially outside in horizontal plane.
EFFECT: higher efficiency of mass exchange.
3 dwg

Description

Изобретение относится к массообменному оборудованию в области переработки углеводородного сырья, химических и пищевых продуктов, в частности к устройствам для ректификации, абсорбции нефтепродуктов, химических и пищевых продуктов путем разделения продуктов по температурам кипения в процессе массообмена между жидкостью и паром (газом), и может найти применение в нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, пищевой промышленности.The invention relates to mass transfer equipment in the field of processing hydrocarbon raw materials, chemical and food products, in particular to devices for rectification, absorption of petroleum products, chemical and food products by separating products by boiling points during mass transfer between liquid and vapor (gas), and can find application in oil refining, chemical, petrochemical, gas, food industries.

Известны ректификационные колонны с колпачковыми тарелками, используемые для осуществления массообменных процессов для систем «жидкость-пар», описанные в книгах: А.Г. Касаткин, «Основные процессы технической технологии», М. Химия, 1971, c.452. [1], Д.А. Баранов, A.M. Кутепов «Процессы и аппараты», М Академия 2005, с.182, 183 [2].Known distillation columns with cap plates used for mass transfer processes for liquid-vapor systems described in books: A.G. Kasatkin, “The main processes of technical technology”, M. Chemistry, 1971, p. 452. [1], D.A. Baranov, A.M. Kutepov “Processes and Apparatuses”, M Academy 2005, p.182, 183 [2].

Эти колонны имеют корпус, массообменные многоколпачковые тарелки с паровыми патрубками, колпачками с зубчатыми краями или арочными прорезями и сливными патрубками.These columns have a housing, mass transfer multi-cap plates with steam nozzles, caps with serrated edges or arched slots and drain nozzles.

Упомянутые колонны с колпачками известных конструкций недостаточно эффективны с точки зрения самого массообменного процесса при разделении смеси на жидкую и паровую фазу. Это обусловлено ограниченной суммарной величиной кромок прорезей колпачков, через которые происходит барботирование паров длиной пути смеси и соответственно временем контакта пара с жидкостью. Известные конструкции колпачков не позволяют увеличить суммарную длину упомянутых кромок и время контакта пара с жидкостью, т.е. увеличить время и поверхность межфазового контакта, которая непосредственно зависит от длины кромок, прорезей колпачков, через которые происходит барботирование паровой фракции.Mentioned columns with caps of known designs are not effective enough from the point of view of the mass transfer process itself when separating the mixture into a liquid and vapor phase. This is due to the limited total value of the edges of the slots of the caps through which the bubbling of vapors occurs along the length of the mixture path and, accordingly, the contact time of the vapor with the liquid. Known cap designs do not allow to increase the total length of the mentioned edges and the contact time of the vapor with the liquid, i.e. increase the time and surface of the interphase contact, which directly depends on the length of the edges, the slots of the caps through which the vapor fraction is bubbled.

Известна [3] массообменная тарелка с перфорацией в боковых стенках парового колпачка выполнена в виде арочных прорезей выпуклостью наружу с входными отверстиями, направленными под острым углом к вертикали вниз в одну и ту же сторону противоположную расположению сливной трубы на тарелке, и между стенками колонны к стенкам парового колпачка плотно диаметрально установлена вертикальная перегородка доходящая по ширине до противоположной боковой стенки парового колпачка. Эта конструкция колпачка массообменной тарелки с арочными прорезями выпуклостью наружу с острым углом к вертикали вниз предназначена для направления парожидкостного потока, и не увеличения поверхность межфазового контакта (RU 94020203 А1, 27.04.1996).Known [3] mass transfer plate with perforation in the side walls of the steam cap is made in the form of arched slots convex outward with inlet openings directed at an acute angle to the vertical down to the same side opposite to the location of the drain pipe on the plate, and between the walls of the column to the walls the steam cap is tightly diametrically mounted vertical partition extending in width to the opposite side wall of the steam cap. This design of the cap of the mass transfer plate with arched slots convex outward with an acute angle to the vertical downwards is designed to direct the vapor-liquid flow, and not to increase the interface surface (RU 94020203 A1, 04/27/1996).

В ОСТ 26 291-94 «Сосуды и аппараты стальные сварные общие технические условия, М НПО ОБТ 2006 стр.101 [4] описаны тарелки колпачковые, где указано, что колпачки должны изготавливаться по ГОСТ 9634 [5]. В нижней части таких колпачков имеются вертикальные прорези прямоугольной или трапециевидной формы.OST 26 291-94 “Welded steel vessels and apparatus, general technical conditions, M NPO OBT 2006 p. 101 [4] describes cap plates, where it is indicated that caps should be made in accordance with GOST 9634 [5]. In the lower part of such caps there are vertical slits of a rectangular or trapezoidal shape.

Колонна с колпачками по ГОСТ 9634, как наиболее близкая по технической сущности к предлагаемому устройству, принята в качестве прототипа.The column with caps according to GOST 9634, as the closest in technical essence to the proposed device, is adopted as a prototype.

Однако, прототип, в котором конструкция его колпачков не позволяет увеличивать длину пути смеси и развивать поверхность фазового контакта, определяемую количеством и формой прорезей и соответственно, повышать эффективность малообменного процесса.However, the prototype, in which the design of its caps does not allow to increase the path length of the mixture and to develop the phase contact surface, determined by the number and shape of the slots and, accordingly, increase the efficiency of the low-exchange process.

Целью предлагаемого изобретения является исключение указанного недостатка и повышения эффективности работы ректификационной колонны. Поставленная задача решается за счет того, что горизонтальные кромки прорезей колпачков снабжены лопатками, размещенными с наружной стороны колпачков радиально и в горизонтальной плоскости.The aim of the invention is the elimination of this drawback and increase the efficiency of the distillation column. The problem is solved due to the fact that the horizontal edges of the slots of the caps are equipped with blades placed on the outside of the caps radially and in a horizontal plane.

В результате такого технического решения парожидкостная смесь, выходя из под колпачка проходит определенный путь под упомянутыми лопатками, находящимися на границе паровой и жидкой сред, барбатирует в жидкость вне колпачка по всему периметру кромок каждой лопатки. Этот периметр лопатки больше длины горизонтальной кромки прорези в прототипе, вследствие чего увеличивается длина пути и поверхность фазового контакта, являющаяся основным фактором повышения эффективности процесса масообмена в ректификационной колонне в целом.As a result of this technical solution, the vapor-liquid mixture, coming out from under the cap, passes a certain path under the said blades located at the boundary of the vapor and liquid media, it sparges into the liquid outside the cap around the entire perimeter of the edges of each blade. This perimeter of the blade is greater than the length of the horizontal edge of the slot in the prototype, as a result of which the path length and the phase contact surface are increased, which is the main factor in increasing the efficiency of the oil exchange process in the distillation column as a whole.

В качестве примера рассмотрим случай, когда длина кромки равна, например 1 см, а лопатка выполнена квадратной с длиной стороны также 1 см. В этом случае три стороны каждой лопатки являются кромками, через которые происходит барбатирование пара, а их общая длина равна 3 см, т.е. в три раза больше, чем длина кромки прорези в прототипе. Одновременно увеличивается длина пути смеси под лопаткой и соответственно время контакта смесиAs an example, consider the case when the edge length is, for example, 1 cm, and the blade is square with side length also 1 cm. In this case, the three sides of each blade are the edges through which steam is barbated, and their total length is 3 cm, those. three times the length of the edge of the slot in the prototype. At the same time, the path length of the mixture under the blade increases and, accordingly, the contact time of the mixture

На фиг.1 схематично изображен продольный разрез колонны;Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a column;

На фиг.2 - вид А в увеличенном масштабе;Figure 2 is a view A on an enlarged scale;

На фиг.3 - поперечный разрез Б-Б колпачка с лопатками.Figure 3 is a transverse section bB of the cap with the blades.

Предлагаемая ректификационная колонна состоит из корпуса 1, штуцера 2 для входа парожидкостной смеси, штуцера 3 для выхода жидкости (тяжелой фракции) и штуцера 4 - для выхода паров (легкой фракции). Кроме того колонна содержит тарелки 5 с паровыми патрубками 6 и переливными устройствами 7, а также колпачки 8 с вертикальными прорезями 9, снабженными лопатками 10, которые выполнены по ширине прорезей в колпачке и расположены с наружной стороны последних радиально и в горизонтальных плоскости.The proposed distillation column consists of a housing 1, a nozzle 2 for the entrance of the vapor-liquid mixture, a nozzle 3 for the exit of the liquid (heavy fraction) and a nozzle 4 for the exit of the vapor (light fraction). In addition, the column contains plates 5 with steam nozzles 6 and overflow devices 7, as well as caps 8 with vertical slots 9 provided with blades 10, which are made along the width of the slots in the cap and are located on the outside of the latter radially and in a horizontal plane.

Предлагаемая колонна работает следующим образом. Исходная парожидкостная смесь подается в колонну через штуцер 2. Пары через патрубки 6 поступают в полость колпачков 8, вытесняют из них жидкость до верхней кромки прорезей 9 и, соответственно, лопаток 10, после чего паровая смесь, пройдя определенный путь под лопаткой, начинает барботировать в слой жидкости за пределами колпачков 8. Тяжелая фракция конденсируется в этой жидкости и через переливные патрубки 7 поступает на нижележащую тарелку, а пары поступают в вышележащую тарелку через соответствующие паровые патрубки, где процесс разделения продолжается. Поскольку лопатки 10 находятся на границе раздела сред (паровой и жидкой фракций), то парожидкостная смесь проходит под лопатками 10 по удлиненному пути и барботируют в слой жидкости на тарелке по всему периметру лопаток, а поскольку этот периметр значительно превышает суммарную длину горизонтальных кромок прорезей, как это было показано на примере выше, то соответственно увеличивается поверхность фазового контакта время пребывания смеси под лопаткой и повышается эффективность процесса массообмена.The proposed column operates as follows. The initial vapor-liquid mixture is fed into the column through the nozzle 2. Vapors through the nozzles 6 enter the cavity of the caps 8, displace the liquid from them to the upper edge of the slots 9 and, accordingly, the blades 10, after which the steam mixture, having passed a certain path under the blade, begins to sparge a layer of liquid outside the caps 8. The heavy fraction condenses in this liquid and through the overflow nozzles 7 enters the underlying plate, and the vapor enters the overlying plate through the corresponding steam nozzles, where the separation process I'm going on. Since the blades 10 are located at the interface between the media (vapor and liquid fractions), the vapor-liquid mixture passes under the blades 10 along an elongated path and sparges into the liquid layer on the plate along the entire perimeter of the blades, and since this perimeter significantly exceeds the total length of the horizontal edges of the slots, as as shown in the example above, the phase contact surface increases accordingly, the residence time of the mixture under the blade and the efficiency of the mass transfer process increases.

Claims (1)

Колонна ректификационная, включающая корпус с технологическими штуцерами, тарелки с паровыми патрубками и переливными устройствами, а также колпачки с вертикальными прорезями, отличающаяся тем, что горизонтальные кромки прорезей колпачков снабжены лопатками, расположенными с наружной стороны колпачков радиально и в горизонтальной плоскости. Distillation column, including a housing with technological fittings, plates with steam nozzles and overflow devices, as well as caps with vertical slots, characterized in that the horizontal edges of the slots of the caps are equipped with blades located on the outside of the caps radially and in a horizontal plane.
RU2009128712/05A 2009-07-24 2009-07-24 Rectifier tower with bubble-cap trays RU2500452C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128712/05A RU2500452C2 (en) 2009-07-24 2009-07-24 Rectifier tower with bubble-cap trays

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128712/05A RU2500452C2 (en) 2009-07-24 2009-07-24 Rectifier tower with bubble-cap trays

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009128712A RU2009128712A (en) 2011-01-27
RU2500452C2 true RU2500452C2 (en) 2013-12-10

Family

ID=46308177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128712/05A RU2500452C2 (en) 2009-07-24 2009-07-24 Rectifier tower with bubble-cap trays

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2500452C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602115C1 (en) * 2015-09-22 2016-11-10 Рамиль Назифович Бахтизин Bubble-cap tray contact element
RU2602113C1 (en) * 2015-09-22 2016-11-10 Рамиль Назифович Бахтизин Bubble cap tray
RU182047U1 (en) * 2018-04-16 2018-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) CAP PLATE
RU2752351C1 (en) * 2020-10-12 2021-07-26 Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" Support and distribution plate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3693948A (en) * 1969-04-05 1972-09-26 Montz Gmbh Julius Bubble caps for bubble columns
EP0951344B1 (en) * 1997-10-10 2003-09-03 AMT International, Inc. Method and apparatus for fluid contact

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3693948A (en) * 1969-04-05 1972-09-26 Montz Gmbh Julius Bubble caps for bubble columns
EP0951344B1 (en) * 1997-10-10 2003-09-03 AMT International, Inc. Method and apparatus for fluid contact

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАСАТКИН А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: ГНТИ химической литературы, 1961, с.500-505. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602115C1 (en) * 2015-09-22 2016-11-10 Рамиль Назифович Бахтизин Bubble-cap tray contact element
RU2602113C1 (en) * 2015-09-22 2016-11-10 Рамиль Назифович Бахтизин Bubble cap tray
RU182047U1 (en) * 2018-04-16 2018-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) CAP PLATE
RU2752351C1 (en) * 2020-10-12 2021-07-26 Акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ МЕДИАНА-ФИЛЬТР" Support and distribution plate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009128712A (en) 2011-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107820443B (en) Contact valve trays for mass transfer columns
EP3260180B1 (en) Gas/liquid contact tower having a tray assembly
RU2500452C2 (en) Rectifier tower with bubble-cap trays
KR20140037063A (en) Use of downcomer beam to support adjacent cross flow trays within a mass transfer column and process involving same
CN105579114A (en) Process for purifying cracked gas streams in petroleum scrubbers
US20170007943A1 (en) Contact tray for a mass transfer column and method involving same
US8833742B2 (en) Co-current vapor-liquid contacting apparatuses for offshore processes
CA3049746C (en) Contact tray having baffle wall for concentrating low liquid flow and method involving same
KR102207506B1 (en) Contact tray with picketed liquid flow barrier and method involving the same
RU2602113C1 (en) Bubble cap tray
US11878260B1 (en) Three phase separation in a distillation column
WO2017010916A2 (en) "peton" system mass transfer column with cross flow of liquid and gas (vapour) phases
RU2602115C1 (en) Bubble-cap tray contact element
US8167281B2 (en) Liquid distribution in a distillation apparatus
RU163472U1 (en) COMBINED COLUMN FOR OIL SLUDGE PROCESSING AND SEWAGE TREATMENT
RU2079327C1 (en) Mass transfer tray
RU2696705C1 (en) Vertical separation vessel for process effluent catalysed by ionic liquid
RU2472565C2 (en) Rectifier tower with bubble-cap trays
US20110272830A1 (en) Downcomers for mass transfer column
KR100905460B1 (en) Shielding of heat exchangers in columns
SU1599065A1 (en) Vacuum column
CA3196509A1 (en) A multistage liquid distributor for a separation device comprising a dual-trough pre-distributor
KR20020009969A (en) Fractionation column containing stacked fractionation trays
MX2008009375A (en) Distillation tower baffle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190725