Установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта

 

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к установкам для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, например, при перегонке нефтепродуктов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Установка содержит емкость под вакуумом и вакуумсоздающее устройство. Вакуумсоздающее устройство включает входной и выходной жидкостно-газовые струйные аппараты, вакуумный и выходной сепараторы, сепаратор -гидрозатвор, насос и циркуляционный насос. Циркуляционный насос выходом подключен к входному струйному аппарату. Сепаратор -гидрозатвор подключен входом к выходу жидкости из вакуумного сепаратора и выходом подключен к входу в циркуляционный насос. Изобретение позволяет повысить экономичность работы установки путем создания условий для более полной дегазации жидкой рабочей среды перед поступлением ее в сопло входного жидкостно-газового струйного аппарата. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к установкам для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, например при перегонке нефтепродуктов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известна установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, содержащая вакуумную ректификационную колонну, в которой пониженное давление создают с помощью пароводяного струйного аппарата [1].

Однако в данной установке имеет, место смешение фракций жидкого продукта с водяным паром и соответственно их унос водяным паром, что приводит к загрязнению водяного пара и к снижению экономичности установки.

Известна также установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, содержащая емкость под вакуумом с магистралью отвода парогазовой фазы и вакуумсоздающее устройство, включающее входной и выходной жидкостно-газовые струйные аппараты, вакуумный и выходной сепараторы и насос, соединенные между собой магистралями, при этом магистраль отвода парогазовой фазы подключена к газовому входу входного жидкостно-газового струйного аппарата, выход которого подключен к вакуумному сепаратору, выход по газу последнего подключен к газовому входу выходного жидкостно-газового струйного аппарата, при этом последний подключен выходом к выходному сепаратору и входом по жидкости - к насосу, который в свою очередь подключен входом к выходному сепаратору [2].

В данной установке удалось резко сократить, а в ряде случаев исключить выбросы вредных примесей в окружающую среду, однако в ходе работы данной установки требуется периодическое обновление жидкой рабочей среды, которая циркулирует по контуру входной жидкостно-газовый струйный аппарат - вакуумный сепаратор - выходной сепаратор - насос. Это связано с тем, что в ходе работы установки жидкая рабочая среда постепенно насыщается растворяющимися в ней газами, которые полностью не выделяются в ходе разделения газожидкостной смеси в вакуумном и что самое главное в выходном сепараторе. Как следствие в сопло входного жидкостно-газового струйного аппарата поступает жидкая рабочая среда с растворенными в ней газами, что снижает производительность входного жидкостно-газового струйного аппарата и требует дополнительных затрат энергии на создание вакуума требуемой глубины в вакуумной емкости.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение экономичности работы установки путем создания условий для более полной дегазации жидкой рабочей среды перед поступлением ее в сопло входного жидкостно-газового струйного аппарата.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в установке для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, содержащей емкость под вакуумом с магистралью отвода парогазовой фазы и вакуумсоздающее устройство, включающее входной и выходной жидкостно-газовые струйные аппараты, вакуумный и выходной сепараторы и насос, соединенные между собой магистралями, при этом магистраль отвода парогазовой фазы подключена к газовому входу входного жидкостно-газового струйного аппарата, выход которого подключен к вакуумному сепаратору, выход по газу последнего подключен к газовому входу выходного жидкостно-газового струйного аппарата, при этом последний подключен выходом к выходному сепаратору и входом по жидкости - к насосу, который в свою очередь подключен входом к выходному сепаратору, при этом установка снабжена циркуляционным насосом, подключенным выходом к входному жидкостно-газовому струйному аппарату, и сепаратором-гидрозатвором, подключенным входом к выходу жидкости из вакуумного сепаратора и выходом к входу в циркуляционный насос.

Кроме того, циркуляционный насос может быть подключен входом к выходу жидкости из вакуумного сепаратора, а установка может быть снабжена нагнетательным и откачивающим насосами, магистралями подпитки и магистралью отвода жидкой среды, при этом нагнетательный насос подключен к входу по жидкости выходного жидкостно-газового эжектора и откачивающий насос входом подключен к выходу жидкости выходного сепаратора, магистрали подпитки подключены одна - к сепаратору-гидрозатвору и другая к входу в циркуляционный насос, а магистраль отвода жидкой среды из сепаратора-гидрозатвора подключена одновременно к выходному сепаратору.

Снабжение установки циркуляционным насосом позволяет создать два автономных контура циркуляции жидкой рабочей среды, при этом в вакуумном сепараторе создают давление ниже атмосферного с помощью выходного жидкостно-газового струйного аппарата. Это позволяет обеспечить глубокую дегазацию жидкой рабочей среды, которую циркуляционным насосом подают из вакуумного сепаратора в сопло входного жидкостно-газового струйного аппарата. Результатом такой дегазации является повышение производительности по откачке газа входным жидкостно-газовым струйным аппаратом при тех же, что и у прототипа затратах энергии на подачу в сопло входного жидкостно- газового струйного аппарата жидкой рабочей среды, причем в качестве последней можно использовать жидкость, родственную по свойствам конденсату парогазовой фазы, которую откачивают из емкости под вакуумом.

Большое влияние на эффективность работы установки оказывают физико-химические параметры жидкой рабочей среды, которую подают в сопло жидкостно-газового струйного аппарата. В этой связи важно поддерживать стабильными в первую очередь такие характеристики, как температура кипения, давление насыщенных паров, плотность, однородность химического состава. В ходе работы установки по откачке парогазовой фазы из емкости под вакуумом и, тем самым, поддержания в ней требуемой величины разрежения в вакуумный жидкостно-газовый струйный аппарат вместе с парами среды, родственной жидкой рабочей среде поступают пары среды или сред, которые имеют иные, чем жидкая рабочая среда, физико-химические параметры. Последние, растворяясь в жидкой рабочей среде, изменяют ее параметры и как следствие изменяют параметры работы вакуумного жидкостно-газового струйного аппарата, что нарушает заданный режим работы всей установки. Поэтому актуальной становится задача отделения от жидкой рабочей среды инородной среды или сред.

Снабжение установки сепаратором-гидрозатвором позволяет организовать обработку протекающей через сепаратор-гидрозатвор жидкой среды, например, ультразвуком или электрическим полем, и как следствие, предоставляет возможность отделить от жидкой рабочей среды накапливающуюся в ней инородную жидкую среду, например воду и выводить последнюю из контура циркуляции жидкой рабочей среды без остановки работы установки и проводить более глубокую дегазацию жидкой рабочей среды.

Кроме отмеченного выше, установка сепаратора-гидрозатвора позволяет организовать систему подпитки установки жидкой рабочей средой путем подключения к нему магистрали подпитки, и другая магистраль подпитки может быть подключена к входу в циркуляционный насос, при этом сепаратор-гидрозатвор может быть снабжен магистралью отвода жидкой рабочей среды, которая одновременно может быть подключена к выходному сепаратору.

Такое подключение магистралей подпитки и магистрали отвода жидкой рабочей среды позволяет организовать, в случае необходимости, обновление жидкой рабочей среды без остановки установки, причем отвод жидкой рабочей среды из сепаратора-гидрозатвора и подвод новой жидкой рабочей среды на вход позволяет исключить смешение обновляемой и новой жидких рабочих сред в процессе обновления.

Снабжение установки нагнетательным и откачивающим насосами позволяет также организовать проточную схему подачи жидкой рабочей среды в выходной жидкостно-газовый струйный аппарат, что бывает целесообразно делать в случае большого содержания растворяющихся в жидкой рабочей среде струйных аппаратов газов в составе парогазовой фазы.

Таким образом, выполнение установки описанным выше образом позволяет добиться повышение экономичности ее работы без увеличения энергозатрат на обеспечение рабочего режима работы установки.

На чертеже представлена схема установки для создания вакуума при перегонке жидкого продукта.

Установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта содержит емкость 1 под вакуумом с магистралью 2 отвода парогазовой фазы и вакуумсоздающее устройство, включающее входной и выходной жидкостно-газовые струйные аппараты, соответственно 4 и 6, вакуумный сепаратор 3, выходной сепаратор 5 и насос 7, соединенные между собой магистралями, при этом магистраль 2 отвода парогазовой фазы подключена к газовому входу входного жидкостно-газового струйного аппарата 4, выход которого подключен к вакуумному сепаратору 3, выход по газу последнего подключен к газовому входу выходного жидкостно-газового струйного аппарата 6, при этом последний подключен выходом к выходному сепаратору 5 и входом по жидкости к насосу 7, который в свою очередь подключен входом к выходному сепаратору 5.

Установка снабжена циркуляционным насосом 8 и сепаратором-гидрозатвором 9, при этом циркуляционный насос 8 подключен выходом к входному жидкостно-газовому струйному аппарату 4 и входом к выходу жидкости из вакуумного сепаратора 3, а сепаратор-гидрозатвор 9 подключен входом к выходу жидкости из вакуумного сепаратора 3 и выходом к входу в циркуляционный насос 8.

Установка, кроме того, снабжена нагнетательным насосом 10, откачивающим насосом 11, магистралями 12, 13 подпитки, магистралью 14 отвода жидкой среды, холодильниками-конденсаторами 15 и холодильниками-теплообменниками 16, при этом нагнетательный насос 10 выходом подключен к входу по жидкости выходного жидкостно-газового струйного аппарата 6, откачивающий насос 11 подключен входом к выходному сепаратору 5, магистраль 12 подпитки подключена к сепаратору-гидрозатвору 9, магистраль 13 подпитки подключена к входу в циркуляционный насос 8 и магистраль 14 отвода жидкой среды из сепаратора-гидрозатвора 9 подключена одновременно к выходному сепаратору 5.

Холодильники-конденсаторы 15 могут быть установлены на магистрали 2 отвода парогазовой фазы и между газовым входом в выходной жидкостно-газовый струйный аппарат 6 и выходом газа вакуумного сепаратора 3, а холодильники-теплообменники 16 могут быть установлены со стороны входа жидкой рабочей среды во входной и выходной жидкостно-газовые струйные аппараты 4, 6.

Установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта работает следующим образом.

Входной жидкостно-газовый струйный аппарат 4 откачивает из емкости под вакуумом 1 парогазовую фазу, которая, поступая в струйный аппарат 4, смешивается в его проточной части с жидкой рабочей средой, при этом одновременно со смешением в проточной части проходит конденсация легкоконденсируемых составляющих парогазовой фазы и сжатие смеси сред. Далее образованная в струйном аппарате 4 газожидкостная смесь поступает в вакуумный сепаратор 3, где она разделяется на жидкую и газовую составляющие. Жидкая составляющая в качестве жидкой рабочей среды подается циркуляционным насосом 8 во входной жидкостно-газовый струйный аппарат 4 в его сопло, а газовая составляющая откачивается из вакуумного сепаратора 3 выходным жидкостно-газовым струйным аппаратом 6, причем одновременно за счет этого в вакуумном сепараторе 3 создается давление ниже атмосферного. В выходном жидкостно-газовом струйном аппарате 6 газовая составляющая смешивается с жидкой рабочей средой струйного аппарата 6 и сжимается за счет энергии последней, при этом в процессе смешения, продолжается конденсация конденсируемых при давлении созданном в струйном аппарате 6, компонентов газовой составляющей. Из выходного жидкостно-газового струйного аппарата 6 образованная в последнем газожидкостная смесь поступает в выходной сепаратор 5, где газожидкостная смесь разделяется на жидкую рабочую среду и сжатый газ. Сжатый газ из сепаратора 5 поступает потребителю, а жидкая рабочая среда насосом 7 подается в сопло струйного аппарата 6 через его вход по жидкости в качестве активной среды.

Как отмечалось выше, с помощью сепаратора-гидрозатвора 9 возможна организация очистки жидкой рабочей среды от накапливающейся в ней инородной жидкой среды, например воды, без остановки работы установки. Учитывая тот факт, что жидкая рабочая среда и инородная жидкая среда имеют различные физические параметры, например удельный вес, возможно их разделение по разнице удельного веса в сепараторе-гидрозатворе 9. С целью интенсификации данного процесса возможна также организация дополнительной обработки жидкой среды, например, ультразвуком или электрическим полем. В результате инородную среду или смесь сред отделяют от жидкой рабочей среды и выводят из сепаратора-гидрозатвора 9, а очищенную жидкую рабочую среду из сепаратора-гидрозатвора 9 подают на вход циркуляционного насоса 8.

Одновременно такое выполнение установки позволяет достаточно легко организовать режим подпитки жидкой рабочей средой контура циркуляции струйный аппарат 4 - сепаратор 3 - насос 8 - струйный аппарат 4. Такая необходимость может возникнуть в случае, когда парогазовая среда содержит мало конденсируемых составляющих и из сепаратора 3 вместе с газовой составляющей будет наблюдаться унос жидкой рабочей среды в выходной жидкостно-газовый струйный аппарат 6. В этом случае возможна организация подпитки с помощью магистралей подпитки 12 и 13, которые могут быть подключены соответственно к сепаратору-гидрозатвору 9 и к входу в циркуляционный насос 8.

Возможен также и противоположный вариант работы, когда в указанном выше контуре накапливается избыток жидкой рабочей среды, что может быть связано с большим содержанием конденсируемых составляющих парогазовой фазы. В этом случае организуют отвод избытка жидкой рабочей среды с помощью магистрали 14, которую можно подключить также к сепаратору-гидрозатвору 9, причем дополнительно магистраль 14 отвода жидкой среды может быть подключена к выходному сепаратору 5.

Описываемая установка позволяет организовать проточную схему подачи жидкой рабочей среды в выходной жидкостно-газовый струйный аппарат 6. В этом случае установка снабжена нагнетательным насосом 10, который подает жидкую рабочую среду в сопло выходного жидкостно- газового струйного аппарата 6, и откачивающим насосом 11, который обеспечивает отвод жидкой рабочей среды из выходного сепаратора 5 после отделения от ее сжатого газа.

В случае необходимости на магистрали отвода парогазовой фазы может быть установлен холодильник-конденсатор 15 и аналогичный холодильник-конденсатор 15 может быть установлен на магистрали между газовым входом струйного аппарата 6 и выходом по газу из сепаратора 3. Установка холодильников-конденсаторов 15 может быть оправдана, когда необходимо конденсировать достаточно большое количество конденсируемых составляющих и струйные аппараты 4 и 6 не смогут справиться с таким большим объемом конденсата парогазовой фазы.

Возможна также установка холодильников - теплообменников 16 для понижения температуры жидкой рабочей среды, подаваемой в струйный аппараты 4 и 6, что позволяет повысить производительность последних, а следовательно, и всей установки без увеличения расхода энергоресурсов.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной технической задачи - повышение экономичности работы установки.

Данная установка может быть использована в нефтехимии, пищевой, фармацевтической промышленности и ряде других отраслей.

Формула изобретения

1. Установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, содержащая емкость под вакуумом с магистралью отвода парогазовой фазы и вакуумсоздающее устройство, включающее входной и выходной жидкостно-газовые струйные аппараты, вакуумный и выходной сепараторы и насос, соединенные между собой магистралями, при этом магистраль отвода парогазовой фазы подключена к газовому входу входного жидкостно-газового струйного аппарата, выход которого подключен к вакуумному сепаратору, выход по газу последнего подключен к газовому входу выходного жидкостно-газового струйного аппарата, при этом последний подключен выходом к выходному сепаратору и входом по жидкости - к насосу, который, в свою очередь, подключен входом к выходному сепаратору, отличающаяся тем, что установка снабжена циркуляционным насосом, подключенным выходом к входному жидкостно-газовому струйному аппарату и сепаратором-гидрозатвором, подключенным входом к выходу жидкости из вакуумного сепаратора и выходом к входу в циркуляционный насос.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что циркуляционный насос подключен входом к выходу жидкости из вакуумного сепаратора.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена нагнетательным и откачивающим насосами, причем нагнетательный насос выходом подключен к выходному жидкостно-газовому струйному аппарату и откачивающий насос входом подключен к выходному сепаратору.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена магистралями подпитки, подключенными к сепаратору-гидрозатвору и к входу в циркуляционный насос.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена магистралью отвода жидкой среды из сепаратора-гидрозатвора, которая одновременно подключена к выходному сепаратору.

РИСУНКИ

Рисунок 1