Способ разделения бинарных или многокомпонентных смесей системы жидкость - пар
Изобретение относится к нефтехимии, в частности к разделению бинарных или многокомпонентных смесей системы жидкость - пар. Цель снижение энергозатрат. Разделение ведут в ректификационной колонне подачей сырья периодическими циклами навстречу потоку пара с максимальным расходом 110-150 мас. минимальным расходом 50-90 мас. от расчетной величины расхода питания и периодом цикла 60-200 с. Далее ведут отбор кубового остатка и дистиллята, подачу флегмы на орошение колонны периодическими циклами с максимальным расходом 84,3-100 мас. минимальным расходом 31,3-63,04 мас. от расчетной величины расхода флегмы и периодом цикла 60-100 с. Расход греющего пара в кипятильник колонны снижается на 6-18% при сохранении качества целевого продукта. 1 ил. 10 табл.
Изобретение относится к разделению бинарных или многокомпонентных смесей путем ректификации и может найти применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности. Целью изобретения является снижение энергозатрат. Разделение смесей проводят в ректификационной установке (см. чертеж), котоpая содержит колонну 1, снабженную тарелками с переливом 2, линию подвода сырья 3 с пневмоклапаном 4, теплообменник 5 для подогрева сырья, теплообменник 6 для подогрева кубового остатка, линию 7 для отбора кубового остатка, дефлегматор 8, распределительную емкость 9 для отбора флегмы, линию 10 для отбора дистиллята, линию 11 для подачи флегмы на орошение с пневмоклапаном 12. На линии подачи флегмы и сырья в колонну установлены регулирующие пневматические клапаны с мембранным пневмоприводом, на которые подается сигнал цикличности. В качестве генератора сигнала цикличности могут быть использованы регулирующие микроконтроллеры серии РЕМИКОНТ и другие в комплексе с пневматическим реле. Установка работает следующим образом. Сырье, подлежащее ректификации, поступает в среднюю часть колонны на тарелку питания по периодическому закону. За счет многократного контакта между паром и жидкостью происходит массотеплопередача, в результате чего жидкость обогащается высококипящими компонентами и отбирается в виде кубового остатка на последующую переработку или в качестве готового продукта, а пары, обогащенные низкокипящими компонентами, поступают в дефлегматор, откуда часть флегмы в виде готового продукта (дистиллята) поступает к потребителю, а часть ее вновь возвращается в колонну на орошение по периодическому закону. П р и м е р 1 (сравнительный). Исходные данные ректификационная колонна получения товарного ацетона в производстве фенола-ацетона: Давление в колонне, ати 1,6 Диаметр колонны, мм 2400 Количество тарелок, шт. 98 Расстояние между тарелками, мм 500/700 Режим подачи флегмы на орошение колонны Периодический Расход флегмы, т/ч: максимальный 51,7 минимальный 14,1 Период цикла подачи флегмы, с 100 Отбор дистиллята, т/ч 12,0 Состав дистиллята, мас. ацетон 99,85 вода 0,15 Режим подачи питания в колонну Непрерывный Расход питания, т/ч 20,0 Состав питания, мас. ацетон 63,75 вода 36,25 Расход греющего пара в кипятильник колонны, т/ч 9,0 П р и м е р ы 2-13. Исходные данные по примеру 1. Режим подачи флегмы на орошение колонны Периодический Расход флегмы, т/ч: максимальный 48,8 минимальный 11,2 Период цикла подачи флегмы, с 100 Отбор дистиллята, т/ч 13,0 Режим подачи питания в колонну Периодический Параметры процесса и полученные результаты по примерам 2-13 приведены в табл.1. Покомпонентный баланс разделения по примерам 1-13 приведен в табл.2. Данные периодической подачи питания в сравнении с непрерывной подачей флегмы и питания приведены в табл.3. Данные периодической подачи питания и флегмы в сравнении с прототипом приведены в табл.4. П р и м е р 14 (сравнительный). Исходные данные ректификационная колонна получения товарного фенола в производстве фенола-ацетона: Давление в колонне, мм рт.ст. 150 Диаметр колонны, мм 3600 Количество тарелок, шт. 60 Расстояние между тарелками, мм 600/500 Режим подачи флегмы на орошение колонны Периодический Расход флегмы, т/ч: максимальный 50,0 минимальный 28,0 Период цикла подачи флегмы, с 100 Отбор дистиллята, т/ч 15,0 Состав дистиллята, мас. фенол 99,993 примеси 0,007 Режим подачи питания Непрерывный Расход питания, т/ч 17,0 Состав питания, мас. фенол 99,986 примеси 0,014 Расход греющего пара в кипятильник колонны, т/ч 11,0 П р и м е р ы 15-19. Исходные данные по примеру 14: Режим подачи флегмы на орошение колонны Периодический Расход флегмы, т/ч: максимальный 47,0 минимальный 25,0 Период цикла подачи флегмы, с 100 Отбор дистиллята, т/ч 15,6 Режим подачи питания в колонну Периодический Параметры процесса по примерам 15-19 и покомпонентный баланс процесса приведены в табл.5 и 6 (средний расход питания 18 т/ч; отбор кубового остатка 2,4 т/ч). П р и м е р 20 (сравнительный). Ректификационная колонна получения бутилен-дивинильной фракции С4 и выше в производстве концентрированного этилена: Количество тарелок, шт. 41 Диаметр колонны, мм 1600 Расстояние между тарелками, мм 550 Нагрузка на колонну по сырью, т/ч 7,0 Отбор дистиллята, т/ч 3,8 Режим подачи питания Непрерывный Режим подачи флегмы Периодический Расход флегмы, т/ч 3,5-8,5 То же, мас. от расчетной величины 36,5-88,5 Период цикла по флегме, с 70 Среднее флегмовое число 1,58 Содержание высококипящих компонентов в дистилляте, об. 0,42 Расход греющего пара в кубе, т/ч 1,24 П р и м е р ы 21-25. Исходные данные по примеру 20. Режим подачи питания Периодический Режим подачи флегмы Периодический Расход флегмы на орошение, т/ч 3,0-8,09 То же, мас. от расчетной величины 31,3-84,3 Период цикла по флегме, с 70 Среднее флегмовое число 1,49
Параметры процесса и полученные результаты по примерам 21-25 приведены в табл.7 (средний расход питания 7 т/ч; отбор дистиллята 3,8 т/ч). Покомпонентный баланс по примерам 20-25 приведен в табл.8. Состав питания по примерам 20-25 следующий:
об. кг/ч Пропилен 0,31 21,7 Пропан 0,16 11,2 Алленмети- лацетилен 0,16 11,2 Изобутан 1,09 76,3 Н-бутан 3,58 250,6 Бутилен и дивинил (в сумме) 75,38 5276,6 Углеводороды С5 и выше 19,32 1352,4 Итого 100 7000
П р и м е р 26. Выделение этиленовой фракции проводят в колонне диаметром 1200 мм (число тарелок 41 шт.) при давлении в колонне 28 ата. Параметры процесса и полученные результаты приведены в табл.9. П р и м е р 27. Проводят выделение масляных альдегидов в колонне диаметром 3200 мм с числом тарелок 100 шт. при атмосферном давлении. Параметры процесса и полученные результаты приведены в табл.10. Таким образом, ведение процесса разделения по описываемому способу с периодом цикла 60-200 с, минимальным расходом 50-90 мас. и максимальным расходом 110-150 мас. от расчетной величины расхода питания позволяет снизить расход греющего пара в кипятильник колонны на 6 18% при сохранении качества целевого продукта (дистиллята). Вне указанных пределов периода цикла и расхода питания снижение энергозатрат не наблюдается.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10
