В01D3/16,3/42 UA 74789
Физико-химический процесс перегонки
Описание изобретения
Способ центробежной беспрерывной ректификации парогазовой смеси.
На существующем уровне смесь паров жидкостей с разной температурой кипения разделяют в ректификационных колонах , расположенных вертикально. Пары смеси движутся снизу вверх и там конденсируются. Часть конденсата возвращают на орошение разделительных тарелок (флегму). Тарелки по плоскости имеют отверстия, сквозь которые парогазовая смесь барботирует слой жидкости. По высоте колонны идет укрепление компонентов: легкокипящий испаряется, высококипящий под силой тяжести стекает вниз. Низ колонны имеет Ткипmax высококипящего компонента, верх Ткипmin – легкокипящего (благодаря флегме). Качество разделения зависит от количества условных тарелок. Производительность ограничена скоростью движения паров, чтобы не было уноса жидкости. В предлагаемом способе применено автоматическое регулирование с UA 82474 - "Способ непрерывной многоступенчатой ректификации парогазовой смеси".
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования процесса ректификации путем вращения разделительных колец (“тарелок” в классическом понимании) относительно места выхода паров легкокипящего компонента и подачи флегмы (“верха”), возникающая центробежная сила противодействует уносу капель жидкости потоком паров (Рис.1.).
Ректификационный диск (в сечении) соответствует строению ректификационной колонны, форма выбирается с условием обеспечения одинаковой площади концентричных разделительных колец (5), в идеале – параболоида. Исходная парогазовая смесь (3) через пустотельный вал (4) поступает на переферию диска (“низ”), барботирует сквозь слой жидкости на разделительных кольцах (5), высококипящий компонент Ткипmax (7) конденсируется, стекает к периферии и вниз корпуса (6). Пары легкокипящего компонента собираются в центре (“вверху”), сквозь вал поступают и конденсируются в холодильнике (12). Несконденсированные абсорбционные газы (11) отделяются от легкокипящей жидкости Ткипmin (8) в фазоразделителе (10), часть этого конденсата насосом (9) возвращается на орошение насадки – флегму (14). Все подвижные соединения уплотнены манжетами (13).
Автоматически регулируют (стабилизируют):
Т – температуру периферии (“низа”) (для стабилизации состава высококипящего конденсата) – подачей флегмы.
Н – уровень жидкости (для предотвращения прохода паров) – отбором конденсата.
Р – давление в системе (для стабилизации Ткип компонентов – выдачей абгазов.
М – мотором (для поддержания необходимого слоя жидкости) – частоту оболротов.
Возможность реализации:
1.Конкретные режимы работы зависят от свойств исходной смеми.
2.Ректификационный диск вместо параболоида может быть коническим при выполнении условия одинакового количества (площади) отверстий в кольцах (5) от центра к периферии.
3.Для самоуплотнения центробежной силой разделительные кольца делают разрезными (внахлест).
4.Наиболее технологическими считаю “струйно направленные” кольца (“тарелки”) с просечными отверстиями (“чешуя” (отогнутые полукруги)).
5.Количество “условных тарелок” можно увеличить размещением между кольцами разделительной посадки (например, Зульцера).
Технический результат:
1.Уменьшаются относительные габариты (пропорционально силе тяжести).
2.Использование вместе с компрессором перекачки газа для отделения конденсатив.
3.Ректификацию можно применить даже в космосе, если обеспечить отток жидкости вращением корпуса.
Формула
Способ центробежной беспрерывной ректификации для разделения смеси паров жидкостей с разной Ткип ,который отличается от существующих тем, что для противодействия уносу капель жидкости потоком паров используют центробежную силу, путем вращения ректификационного диска (в сечении соответствует классической ректификационной колонне) относительно места выхода паров и подачи (возврата) флегмы, при этом разделительные “тарелки” превращены в кольца, для выполнения условия одинаковой площади колец от центра к периферии диск имеет сечение параболоида.
Реферат
Применение ректификационных дисков значительно уменьшит размеры установок. Подвижные части и уплотнения безусловно являются недостатком по сравнению с классическими колоннами (которым иногда не хватает и 50м высоты для хорошего разделения). В условиях высоких температур и агрессивных сред возможно применить коническое графитовое уплотнение, , подпружиненное через нержавеющий сильфон.
Перспективное применение: в газоперекачке для отделения перед компрессором стабильного конденсата, а за ним сжиженного газа.
В производствах химических соединений, которые отделяют ректификацией, возможно объединить реактор с дисками способом UA 80547 - "Энергосберегающий способ производства химических соединений из паров легкокипящего сырья".
B01D3/16,3/42 UA 74789
Physical and chemical process of distillation
The description of the invention
Way of centrifugal continuous rectification gas-vapour mixes
At an existing level a mix паров liquids with different temperature of boiling divide{share} in rectification columns, located vertically. Pairs a mix move from below upwards and there are condensed. A part of a condensate return on an irrigation of dividing plates (phlegm). Plates on a plane have apertures, through which gas-vapour a mix bubbler a layer of a liquid. On height of a column there is a strengthening components: light-boil evaporates, heavy-boil under a gravity flows down downwards. The bottom of a column has Тboil max heavy-boil a component, top Тboil min – light-boil (due to a phlegm). Quality of division depends on quantity{amount} of conditional plates. Productivity is limited to speed of movement steams that there was no ablation of drops of a liquid. In an offered{a suggested} way automatic control with gas-vapour rectification UA 82474 is applied.
In a basis of the invention the problem{task} of improvement of process of rectification is put by rotation of dividing rings ("plates" in classical understanding) concerning a place of an output{exit} steams light-boil a component and submissions of the phlegm ("top"), arising centrifugal force counteracts ablation of drops of a liquid by a stream steams (Fig. 1.).
Rectification the disk (in section) corresponds{meets} to a structure rectification columns, the form gets out with a condition of maintenance of the identical area concentric dividing rings (5), in an ideal - a paraboloid. Initial gas-vapour a mix (3) through hollowly the shaft (4) acts on periphery a disk ("bottom"), bubbler through a layer of a liquid on dividing rings (5), heavy-boil component Tboil max (7) is condensed, flows down to periphery and downwards cases (6). Pairs light-boil a component are going to in the center ("above"), through a shaft act and are condensed in a refrigerator (12). Uncondensate absorbed gases (11) are separated from light-boil liquids Тboil min (8) in phase-divide (10), the part of this condensate the pump (9) comes back to an irrigation of a nozzle - a phlegm (14). All mobile connections are condensed with cuffs (13).
Automatically adjust (stabilize):
T - temperature of periphery ("bottom") (for stabilization of structure heavy-boil a condensate) - submission of a phlegm.
H - a level of a liquid (for prevention of pass steams) - selection of a condensate.
P - pressure in system (for stabilization Тboil of components) - delivery absorbed.
M- the motor (for maintenance of a necessary layer of a liquid) - frequency of revolutions.
An opportunity of realization:
1. Concrete operating modes depend on properties of an initial mix.
2. Rectification the disk instead of a paraboloid can be conic at performance of a condition of identical quantity{amount} (area) of apertures in rings (5) from the center to periphery.
3. For self-condensation by centrifugal force dividing rings do{make} cutting .
Technical result:
1. Relative dimensions (proportionally to a gravity) decrease.
2. Use together with the compressor of downloading of gas for branch of condensates.
3. Rectification can be applied even in space if to provide outflow of a liquid by rotation of the case.
The abstract
Application rectification disks will considerably reduce the sizes of installations. Mobile parts and condensation certainly are lack in comparison with classical columns (which sometimes does not suffice and 50м height for good division). In conditions of heats and excited environments it is possible to apply conic graphite condensation, spring-bias through corrosion-proof sylphon.
Perspective application: in gas-pumping for branch in front of the compressor of a stable condensate of gasoline, and behind it{him} of the liquefied gas .
In manufactures of chemical compounds which separate rectification, it is possible to unit a reactor with disks in the way UA 80547 .
The formula
A way of centrifugal continuous rectification for division of a mix steam liquids with different Тboil which differs from existing subjects, that for counteraction to ablation of drops of a liquid by a flow steam use centrifugal force, by rotation rectification a disk (in section corresponds{meets} classical rectification to a column) concerning a place of an output{exit} steam and submission (return) of a phlegm, thus dividing "plates" are transformed into rings, for performance of a condition of the identical area of rings from the center to periphery the disk has section of a paraboloid
/Saulich I. I./
| 
