Вакуум-прерыватель для ректификационных колонн воздухоразделительных установок

Авторы патента:

Панов Сергей Юрьевич (RU)

Акулов Игорь Юрьевич (RU)

Шахов Сергей Васильевич (RU)

Пономарев Кирилл Михайлович (RU)

Спиридонов Евгений Геннадьевич (RU)

B01D3/00 - Перегонка или родственные обменные процессы, в которых жидкости контактируют с газовой средой, например отгонка легких фракций (газовая хроматография B01D 15/08; деструктивная перегонка C10B; производство алкогольных напитков перегонкой C12G 3/12)

Владельцы патента RU 2618851:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). (RU)

Изобретение относится к криогенной промышленности и может быть использовано для ректификации низкокипящих фракций. Вакуум-прерыватель для ректификационных колонн воздухоразделительных установок включает верхний и нижний резервуары, связанные между собой центральной вертикальной трубой, установленной внутри резервуаров, и стеклянной обводной трубкой. Нижний резервуар оснащен штуцером для соединения с ректификационной колонной. Вокруг нижнего резервуара размещен с образованием полости кожух, который оснащен входным и выходным штуцерами для подачи и отвода теплоносителя, расположенными тангенциально к кожуху соответственно в верхней и нижней его части. В полости установлены винтообразные направляющие. Верхний резервуар снабжен клапанами прямого и обратного действия. Технический результат: повышение эффективности, надежности, взрывобезопасности ректификационных колонн. 1 ил.

Изобретение относится к криогенной промышленности и может быть использовано для ректификации низкокипящих фракций.

Известно также устройство [SU 232907, C12, 18.12.1968 г. Бюл. №2], содержащее два резервуара, равных по объему и сообщенных между собой обводной трубой, выполняющей функции гидравлического затвора, и центральной вертикальной трубой, сепаратором пара и воздушника.

Однако это устройство при выполнении верхнего резервуара объемом, равным нижнему резервуару, не обеспечит предотвращение выброса рабочей жидкости при превышении давления в колонне выше допустимого.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вакуум-прерыватель [SU 1804476, C12F 1/08, 23.03.1993 г., Бюл. № 11], который имеет верхний и нижний резервуары разного объема, а при работе колонны вакуум-прерыватель выполняет функцию и водяного манометра, поэтому соединяющая их вертикальная труба (диаметром 57х3,5 мм) заполнена рабочей жидкостью. При повышении давления в колонне выше допустимого жидкость из нижнего резервуара и вертикальной трубы заполняет верхний резервуар и ее часть (равная объему вертикальной трубы) выбрасывается в конденсатор. После выброса жидкости из нижнего резервуара и вертикальной трубы будет выбрасываться пар в конденсатор до снижения давления в колонне ниже допустимого и заполнения при этом жидкостью нижнего резервуара и вертикальной трубы из верхнего резервуара.

Рассматриваемое устройство недостаточно эффективно для использования в криогенной промышленности, так как рабочая жидкость под влиянием низких температур замерзает, а также отсутствует газосбрасывающее устройство.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности, надежности, а также взрывобезопасности ректификационных колонн путем применения вакуум-прерывателя в криогенной технике.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в вакуум-прерывателе для ректификационных колонн воздухоразделительных установок, включающем верхний и нижний резервуары, связанные между собой центральной вертикальной трубой, установленной внутри резервуаров, и стеклянной обводной трубкой, причем нижний резервуар оснащен штуцером для соединения с ректификационной колонной, новым является то, что вокруг нижнего резервуара размещен с образованием полости кожух, который оснащен входным и выходным штуцерами для подачи и отвода теплоносителя, расположенными тангенциально к кожуху соответственно в верхней и нижней его части, при этом в полости установлены винтообразные направляющие, а верхний резервуар снабжен клапанами прямого и обратного действия.

Технический результат, заключается в повышении эффективности, надежности, а также взрывобезопасности ректификационных колонн путем применения вакуум-прерывателя в криогенной технике.

На фиг.1 изображена схема вакуум-прерывателя для ректификационных колонн воздухоразделительных установок.

Вакуум-прерыватель (фиг. 1) состоит из предназначенного для хранения рабочей жидкости нижнего резервуара 1, имеющего входной штуцер 2, который соединен с ректификационной колонной (не показана), и верхнего резервуара 3. При этом нижний 1 и верхний 3 резервуары связаны между собой центральной вертикальной трубой 4, обеспечивающей постоянное движение рабочей жидкости в зависимости от давления в ректификационной колонне, и стеклянной обводной трубкой 5, предназначенной для измерения давления в ректификационной колонне.

Для предотвращения повышения или понижения давления в ректификационной колонне в верхнем резервуаре 2 установлен клапан прямого действия 6 и клапан обратного действия 7.

Вокруг нижнего резервуара 1 размещен с образованием полости кожух 8, который оснащен входным 9 и выходным 10 штуцерами для подачи и отвода теплоносителя, расположенными тангенциально к кожуху 8 соответственно в верхней и нижней его части. В полости, образованной между кожухом 8 и корпусом нижнего резервуара 1, установлены винтообразные направляющие 11.

Винтообразные направляющие 11 предназначены не только для обеспечения максимальной траектории движения теплоносителя вокруг нижнего резервуара 1, но и в качестве ребер, улучшающих теплоотвод и передачу его внутрь нижнего резервуара 1.

Вакуум-прерыватель работает следующим образом. При повышении давления в колонне (не показана) выше допустимого рабочая жидкость из нижнего резервуара 1 через центральную вертикальную трубу 4 выдавливается в верхний резервуар 3, пар из колонны, барботируя через рабочую жидкость, сбрасывается в окружающую среду через клапан прямого действия 6. При понижении давления в колонне ниже допустимого рабочая жидкость из верхнего резервуара 3 опускается по центральной вертикальной трубе 4 в нижний резервуар 1, недостаток давления компенсируется клапаном обратного действия 7.

Измерение уровня рабочей жидкости в вакуум-прерывателе и давления осуществляется с помощью обводной стеклянной трубки 5.

Внутрь полости в верхней части кожуха 6 тангенциально через входной штуцер 9 подается теплоноситель и по винтообразной направляющей 11 опускается в нижнюю часть полости и удаляется через выходной штуцер 10.

В результате винтообразной траектории движения теплоносителя осуществляется рекуперационная передача теплоты внутрь нижнего резервуара 1 через стенку его корпуса, что предотвращает замерзание рабочей жидкости, находящейся в нижнем резервуаре 1, при работе с низкокипящими фракциями.

Предлагаемый вакуум-прерыватель имеет следующие преимущества:

- снабжение нижнего резервуара кожухом с образованием с корпусом нижнего резервуара полости, которая оснащена входным и выходным штуцерами для теплоносителя, позволяет повысить эффективность и надежность прерывателя;

- размещение входного штуцера тангенциально к кожуху и установка в полости направляющих позволяет эффективно осуществлять рекуперативную передачу теплоты от теплоносителя рабочей жидкости;

- снабжение верхнего резервуара клапанами прямого и обратного действия обеспечивает взрывобезопасность как вакуум-прерывателя, так и ректификационной колонны.

Вакуум-прерыватель для ректификационных колонн воздухоразделительных установок, включающий верхний и нижний резервуары, связанные между собой центральной вертикальной трубой, установленной внутри резервуаров, и стеклянной обводной трубкой, причем нижний резервуар оснащен штуцером для соединения с ректификационной колонной, отличающийся тем, что вокруг нижнего резервуара размещен с образованием полости кожух, который оснащен входным и выходным штуцерами для подачи и отвода теплоносителя, расположенными тангенциально к кожуху соответственно в верхней и нижней его части, при этом в полости установлены винтообразные направляющие, а верхний резервуар снабжен клапанами прямого и обратного действия.

Изобретение относится к химической промышленности. 3-Метилмеркаптопропионовый альдегид и цианистый водород подвергают химическому превращению с получением содержащего 5-(2-метилмеркаптоэтил)гидантоин раствора, который подвергают основному гидролизу с получением соли метионина в реакционно-ректификационной колонне.

Способ регенерации хлорида лития в химическом производстве // 2613438

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ регенерации хлорида лития в химическом производстве включает нейтрализацию растворов пластификационной и осадительной ванн водным раствором гидроксида лития.

Тарелка реактора для получения мочевины, реактор и способ получения мочевины // 2606126

Изобретение относится к тарелке (4) реактора для получения мочевины. Тарелка содержит по меньшей мере одну базовую пластину (10) и множество полых чашеобразных элементов (11, 11А), которые выступают вертикально из базовой пластины (10) вдоль соответственной по существу параллельной оси (А), перпендикулярной базовой пластине (10), и имеют соответствующие по существу вогнутые внутренние полости (17, 37), сообщающиеся с соответствующими отверстиями (15), сформированными в базовой пластине (10).

Устройство, повышающее качество дистиллята // 2605712

Изобретение относится к технике очистке пара и может быть использовано для получения дистиллированной воды для медицинских, фармацевтических, бытовых, технических целей.

Спиртозавод // 2604487

Спиртозавод содержит испаритель, ректификационную колонну, холодильник и собирающую тарелку с отводным патрубком. Внутри ректификационной колонны размещены подпружиненный сильфон, заполненный легкокипящей жидкостью, и две области, заполненные металлическим волокном, между которыми расположена собирающая тарелка.

Спиртозавод // 2603064

Спиртозавод содержит испаритель, ректификационную колонну с размещенным внутри нее ТЭНом, электрически подключенным к термоконтроллеру, управляемому термодатчиком, собирающую тарелку с отводным патрубком, отводной шланг и атмосферный патрубок.

Контактный элемент колпачковой тарелки // 2602115

Изобретение относится к конструкциям массообменных тарелок для систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации, и может найти применение в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности.

Колпачковая тарелка // 2602113

Изобретение относится к конструкциям массообменных тарелок для систем газ (пар) - жидкость, предназначенных для процессов абсорбции, ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности.

Распределитель жидкости со смесителем // 2591151

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для распределения потока жидкости в обменных колоннах для процессов тепло- или массопереноса в процессах криогенного разделения воздуха.

Установка термической дистилляции // 2588618

Изобретение относится к устройствам для получения дистиллята и может быть использовано для выпаривания морской воды. Установка термической дистилляции содержит систему подвода соленой воды 3, испарительную камеру 1, распылитель 2, сепаратор 7 для отделения потока чистого пара от шлама, газодувку 10, компрессор 12, теплообменник-конденсатор 14.

Конфигурация системы предварительного мгновенного испарения и множественный впрыск сырья в способе дистилляции сырой нефти // 2619125

Изобретение относится к способу дистилляции сырых нефтей. Способ дистилляции сырой нефти включает следующие стадии: i) пропускают углеводородную сырую нефть в сосуд предварительного мгновенного испарения, поддерживаемый в условиях, которые обеспечивают разделение сырой нефти на жидкость, полученную в результате предварительного мгновенного испарения, и пар, образующийся в результате предварительного мгновенного испарения, ii) пропускают жидкость, полученную в результате предварительного мгновенного испарения, в печь, поддерживаемую в условиях, которые обеспечивают нагревание и частичное испарение указанной жидкости, iii) пропускают нагретый поток, выходящий из печи, в нижнюю часть атмосферной дистилляционной колонны, поддерживаемой в условиях фракционирования, iv) пропускают пар, образующийся в результате предварительного мгновенного испарения, в зону указанной дистилляционной колонны, находящуюся в нижней части зоны отпаривания, расположенной ниже зоны ввода выходящего из печи потока, и v) пропускают водяной пар в зону указанной дистилляционной колонны, находящуюся в нижней части зоны отпаривания, таким образом, что выходящий из печи жидкий поток подвергается контактированию с водяным паром и паром, образующимся в результате предварительного мгновенного испарения, в зоне отпаривания в условиях, достаточных для отпаривания выходящего из печи жидкого потока, причем указанный пар, образующийся в результате предварительного мгновенного испарения, содержит не более 30 мас.% воды и/или водяного пара. Технический результат – уменьшение количества используемого водяного пара. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ повышения иммунитета человека и композиция для его осуществления // 2622994

Изобретение относится к способу повышения иммунитета. Способ предполагает вдыхание воздуха, обогащенного растворами биологически активного эфирного масла, распыленного в помещении до концентрации 0,05 – 0,25 мг/м3. Указанное эфирное масло содержит легко летучие монотерпены и труднолетучие сесквитерпены и получено путем исчерпывающей гидропародистилляции растительного сырья водой. При этом в качестве эфирного масла используют эфирное масло сосны сибирской (кедра), содержащее не менее 160 терпеноидов, или сосны сибирской (кедра), содержащей не менее 160 терпеноидов, и пихты сибирской, содержащей не менее 70 компонентов, взятых в соотношении 1:1, или сосны сибирской (кедра), содержащей не менее 160 терпеноидов, пихты сибирской, содержащей не менее 70 компонентов, и корня аира болотного, содержащего не менее 100 компонентов, взятых в соотношении 1:1:0,1. Также изобретение относится к композиции, содержащей указанное эфирное масло в количестве 2,5 – 10 мас.% и 95-96% водный раствор этилового спирта в количестве 90,0 – 97,5 мас.%. Изобретение обеспечивает повышение иммунитета и улучшение микрофлоры кишечника. 2 н.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

Установка переработки низконапорных углеводородных газов и жидких углеводородов (варианты) // 2626840

Изобретение относится к устройствам переработки низконапорных газов и конденсатов, образующихся при транспортировке газа, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности. Установка включает в первом варианте блоки компримирования первой и второй ступени, редуцирующее устройство, низкотемпературный сепаратор, два деэтанизатора, теплообменник. Во втором и четвертом варианте установка дополнительно включает дебутанизатор, а в третьем и четвертом - блок очистки и/или осушки. При работе установки в первом варианте сырьевой газ смешивают с газами деэтанизации, подвергают сжатию и дефлегмации в блоке компримирования первой ступени с получением конденсата, охлаждают в теплообменнике и подвергают сжатию и дефлегмации в блоке компримирования второй ступени с получением конденсата, подаваемого в теплообменник в качестве хладоагента, и сжатого газа, который через редуцирующее устройство подают в низкотемпературный сепаратор, из которого газ подают в качестве хладоагента в блок компримирования второй ступени и выводят после нагрева в качестве товарного газа, а конденсат подают в первый деэтанизатор, где разделяют на газ, подаваемый в линию подачи газа деэтанизации, и пропан технический/пропан автомобильный, выводимый с установки. Жидкие углеводороды подают во второй деэтанизатор совместно с конденсатами первой и второй ступени, где разделяют на газ, подаваемый в линию сырьевого газа, и пропан-бутан технический/бутан технический, выводимый с установки. Изобретение обеспечивает повышение степени извлечения углеводородов C3+, расширение ассортимента продукции, совместная переработка низконапорных углеводородных газов и жидких углеводородов. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Противоточная колонна с динамически управляемым распределителем жидкости // 2631701

Изобретение относится к противоточной колонне с распределителем жидкости. Противоточная колонна содержит динамически управляемый распределитель жидкости, включающий в себя трубу для подачи жидкости и множество распределительных органов, которые расположены в колонне над набивкой с возможностью образования в протекающем вверх газе на высоте распределительных органов нескольких частичных потоков, причем между набивкой и распределительными органами имеются зоны подпора, при этом распределительные органы представляют собой накопительные объемы жидкости 3, расположенные на опорной плите, каждый из которых включает множество отверстий в днище для прохождения жидкости, соосных с множеством отверстий в опорной плите, уровнемер 11, трубу для подачи жидкости 9, содержащую насос 16, расходомер, состоящий из первичного преобразователя расходомера 12 и вычислителя расходомера 13, входной клапан 4, причем накопительные объемы жидкости разделены между собой окнами в опорной плите для протекающего вверх газа. Технический результат изобретения заключается в равномерном распределении жидкости по поверхности всего объема набивки даже при сильном газовом потоке и значительных отклонениях геометрических размеров текстурированной поверхности набивки от заданных параметров. 3 ил.

Способ осушки углеводородного газа диэтиленгликолем // 2634782

Изобретение относится к области осушки газов и паров жидкими осушителями и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности. Способ осушки углеводородного газа включает предварительный нагрев газа и его направление в трехсекционный абсорбер, с противоточным движением раствора диэтиленгликоля, очистку газа от взвешенных капель жидкости в нижней скрубберной секции, поглощение паров воды диэтиленгликолем при движении газа через систему тарелок в средней секции и последующую очистку газа от захваченных капель раствора диэтиленгликоля в верхней скрубберной секции, вывод осушенного газа из абсорбера потребителю и последующую регенерацию использованного раствора диэтиленгликоля, при этом способ осуществляют с применением пароэжекторной холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса. Регенерацию раствора диэтиленгликоля осуществляют в десорбере, состоящем из верхней части тарельчатого типа, в которой из раствора диэтиленгликоля, стекающего вниз, выпаривается влага встречным потоком острого водяного пара и паров диэтиленгликоля, и нижней части, где происходит нагревание раствора с помощью кипятильника и испарение воды, конденсацию водяного пара, отводимого из десорбера, в конденсаторе-холодильнике с подачей полученной воды в верхнюю часть десорбера, отвод регенерированного горячего раствора диэтиленгликоля из нижней части десорбера и подачу его на осушение газа в абсорбер с максимальной рекуперацией теплоты на нагрев насыщенного раствора диэтиленгликоля, подаваемого на регенерацию в теплообменники и холодильник. При этом одну часть полученного в парогенераторе острого пара направляют в кипятильник десорбера с возвратом образовавшегося конденсата в парогенератор, а другую часть в качестве рабочего пара направляют в сопло эжектора, вовлекая эжектируемые пары хладагента, в качестве которого используют воду из испарителя. Причем за счет рециркуляции хладагента через холодоприемник получают «холодную» воду, один поток которой подают в конденсатор-холодильник для конденсации водяного пара, отводимого из десорбера, а второй в холодильник. Образовавшуюся после эжектора смесь паров хладагента и рабочего пара направляют в конденсатор пароэжекторного теплового насоса, а теплоту конденсации смеси паров хладагента и рабочего пара используют для получения «горячей» воды, которой нагревают углеводородные газы перед абсорбером с возвратом в конденсатор пароэжекторного теплового насоса. Изобретение обеспечивает повышение энергетической эффективности, повышение качества осушки газа, создание экологически чистой и взрывопожаробезопасной технологии осушки газа за счет предотвращения выбросов отработанных теплоносителей в окружающую среду и исключения обращения взрывопожароопасных рабочих сред. 1 ил.

Тарелка для абсорбера // 2635133

Изобретение относится к устройству для абсорбционных и ректификационных колонн в химической, нефтехимической и нефтяной промышленности. Тарелка абсорбера содержит перфорированный диск, диффузор для ввода газа в тарелку, переливные трубки, корытообразное дно, рубашку корытообразного дна тарелки, куда подается хладо-теплоагент, штуцеры с трубками, через которые в рубашку корытообразного днища подается и выводится хладо-теплоагент. Изобретение обеспечивает эффективный тепломассообмен, улучшение охлаждения тарелки и увеличение прочности тарелки при гидравлических ударах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка для полимеризации этилена и альфа-олефина и способ получения // 2646425

Изобретение относится к установке и способу для полимеризации этилена и альфа-олефина. Установка для полимеризации этилена и альфа-олефина включает полимеризационный реактор, секцию разделения непрореагировавших этилена, альфа-олефина, низкомолекулярного олигомера и полимера и секцию извлечения растворителя. В полимеризационный реактор подают этилен и альфа-олефин и растворитель и сополимеризуют исходное сырье в состоянии раствора для получения продукта полимеризации, содержащего сополимер этилена и альфа-олефина, растворенный в растворителе. Секция разделения включает испарительную колонну для отделения непрореагировавших этилена и альфа-олефина, содержащихся в продукте полимеризации, и отпарную колонну для отделения низкомолекулярных олигомеров, имеющих меньшую молекулярную массу, чем молекулярная масса сополимера этилена и альфа-олефина, содержащегося в продукте полимеризации. В секции извлечения растворителя выделяют низкомолекулярные олигомеры из выделенных низкомолекулярного олигомера и растворителя и извлекают растворитель. Обеспечивается эффективная и экономичная сополимеризация этилена и альфа-олефина. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.