Газлифтный массообменный аппарат
Газлифтный массообменный аппарат предназначен для превращений и массообменных процессов в системе газ - жидкость и может быть использован в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. В корпусе 1 аппарата установлена центральная газлифтная труба 2. Газлифтная труба выполнена в виде двух отдельных секций. Секции представляют собой обечайки, диаметр которых увеличивается по высоте аппарата. Меньшая обечайка имеет цилиндрическую форму, а большая имеет форму усеченного перевернутого конуса. Обечайки расположены коаксиально и перекрывают одна другую по высоте, образуя между собой кольцевые зазоры 3. В верхней части аппарата расположены: перегородка 4, на которую уложена массообменная насадка 5 и тарелка 9, на которую уложена массообменная насадка 10. На крышке 6 имеются штуцера 7 и 8, соответственно, для ввода и вывода газа. Внутри центральной газлифтной трубы расположена труба 11 для подвода газа. Аппарат снабжен также штуцерами 12 и 13, соответственно, для входа и выхода жидкости. На днище аппарата 14 расположен сливной патрубок 15. Секционирование центральной газлифтной трубы в виде двух обечаек данной конструкции, установка перегородки, с уложенной на ней массообменной насадкой и установка тарелки, с уложенной на ней массообменной насадкой в верхней части аппарата, обеспечивают достижение высокой степени превращения реагентов при их однократном прохождении через реакционную зону и качество отделяемой жидкости и газа, 1 ил.
Полезная модель относится к массообменной аппаратуре, применяемой в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности для превращений и массообменных процессов в системе газ - жидкость.
Известен аппарат для окисления углеводородов кислородом воздуха, авторское свидетельство СССР №422424, кл. В01D 3/32, 1974. Аппарат содержит цилиндрический корпус, крышку, днище, штуцера для ввода и вывода газа и жидкости. Внутри корпуса аппарата расположена барботажная труба.
При такой конструкции не достигается высокой производительности аппарата и процесса в целом.
Известен газлифтный аппарат для гидрирования, авторское свидетельство СССР №134678, кл. B01J 1/00, 1961. Аппарат содержит цилиндрический корпус с крышкой, днищем, центральную газлифтную трубу, трубу для подвода газа, штуцера для ввода и вывода газа и жидкости. Жидкая фаза подается в аппарат непрерывно через штуцер, расположенный на крышке аппарата, и по кольцевому зазору спускается в нижнюю часть газлифта. Затем жидкость подхватывается газом, который подается в центральную газлифтную трубу аппарата, и увлекается по ней вверх. Отбор готового продукта производится в верхней части центральной газлифтной трубы. При движении газожидкостной системы вверх происходит взаимодействие между газом и жидкостью в условиях прямотока.
По мере подъема газожидкостной смеси вверх по центральной трубе газлифта происходит уменьшение движущей силы массообменного процесса. Следствием этого является снижение степени превращения или извлечения компонентов газовой фазы при однократном прохождении газожидкостной смеси по центральной газлифтной трубе. При такой конструкции аппарата высокая степень превращения или извлечения достигается лишь при многократной циркуляции жидкой фазы.
Сущность полезной модели заключается в следующем:
Полезная модель направлена на решение задачи - повышение производительности массообменного аппарата и повышение качества отделяемых реагентов.
Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом - увеличение движущей силы процесса, а именно, повышение степени превращения реагентов при их однократном прохождении через реакционную зону. Данный технический результат достигается тем, что центральная газлифтная труба выполнена в виде двух коаксиально установленных и перекрывающих одна другую обечаек, диаметр которых увеличивается по высоте аппарата, причем меньшая обечайка имеет цилиндрическую форму, а большая имеет форму усеченного перевернутого конуса, также верхняя обечайка снабжена с наружной стороны горизонтальной перегородкой, на которую уложена массообменная насадка, например кольца Рашига и т.п., материал насадки выбирается, исходя из соображений устойчивости от коррозии, а в верхней части аппарата установлена тарелка с находящейся на ней массообменной насадкой, предназначенной для уменьшения уноса жидкости и пара с выходящим газом.
Такая конструкция аппарата обеспечивает подвод свежего жидкофазного реагента в каждую секцию центральной газлифтной трубы через кольцевые зазоры, что дает возможность увеличить движущую силу
процесса в месте ввода свежей жидкости в каждой ступени центральной газлифтной трубы и достичь высокой степени превращения реагентов при их однократном прохождении через реакционную зону.
Однократное прохождение реагентов через реакционную зону обеспечивается установкой перегородки, которая предотвращает смещение поступающей и вытекающей жидкости.
А массообменная насадка, установленная на перегородке, и установленная в верхней части аппарата тарелка, с находящейся на ней массообменной насадкой, предназначенной для уменьшения уноса жидкости и пара с выходящим газом, повышают качество отделяемой жидкой фазы и газа.
На чертеже показан предлагаемый аппарат.
В цилиндрическом корпусе 1 аппарата установлена центральная газлифтная труба 2, выполненная в виде двух отдельных секций. Секции представляют собой обечайки, диаметр которых увеличивается по высоте аппарата. Обечайки расположены коаксиально и перекрывают одна другую по высоте, образуя между собой кольцевые зазоры 3,. меньшая обечайка имеет цилиндрическую форму, а большая имеет форму усеченного перевернутого конуса для обеспечения необходимого соотношения газ-жидкость. В верхней части аппарата расположена перегородка 4, на которую уложена массообменная насадка 5. На крышке 6 имеются штуцера 7 и 8, соответственно, для ввода и вывода газа. В верхней части аппарата перед выходом газа установлена тарелка 9, на которой находится массообменная насадка 10. Внутри центральной газлифтной трубы расположена труба 11 для подвода газа. Аппарат снабжен также штуцерами 12 и 13, соответственно, для входа и выхода жидкости. На днище 14 аппарата расположен сливной патрубок 15.
Аппарат работает следующим образом.
При непрерывной подаче газа через штуцер 7 и трубу 11 и нижнюю секцию центральной газлифтной трубы 2 газ по мере продвижения вверх увлекает за собой жидкость. При этом обеспечивается взаимодействие газа и жидкости в условиях прямотока. Поток свежей жидкости, непрерывно подаваемый в аппарат через штуцер 12, поступает в каждую секцию центральной газлифтной трубы 2 через кольцевые зазоры 3. Это обеспечивает увеличение движущей силы процесса в месте ввода свежей жидкости на каждой ступени центральной газлифтной трубы и дает возможность достичь высокой степени превращения реагентов. На выходе из центральной газлифтной трубы жидкость сливается на перегородку 4, которая обеспечивает однократное прохождение реагентов через реакционную зону, предотвращая смешение поступающей через штуцер 12 и вытекающей через штуцер 13 жидкости, а массообменная насадка 5, находящаяся на перегородке 4 разделяет реагенты, повышая качество отделяемой жидкости. Газ, проходя через слой насадки 10, находящейся на тарелке 9, установленной в верхней части аппарата перед выходом газа, повышает качество, освобождаясь от брызг и пара жидкости.
Таким образом, секционирование центральной газлифтной трубы, установка перегородки, с массообменной насадкой и установка тарелки с массообменной насадкой в верхней части аппарата обеспечивают достижение высокой степени превращения реагентов при их однократном прохождении через реакционную зону и качество отделяемых продуктов.
Газлифтный массообменный аппарат, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, днищем, центральную газлифтную трубу для подвода газа, штуцера для ввода и вывода газа и жидкости, отличающийся тем, что в верхней части аппарата установлена тарелка с массообменной насадкой, а центральная газлифтная труба выполнена в виде двух коаксиально установленных и перекрывающих одна другую обечаек, диаметр которых увеличивается по высоте аппарата, причем меньшая обечайка имеет цилиндрическую форму, а большая имеет форму усеченного перевернутого конуса и снабжена с наружной стороны горизонтальной перегородкой с уложенной на ней массообменной насадкой.
