Способ тепломассообмена между жидкостями с различными температурами кипения

 

СПОСОБ ТЕПЛОМАССООБМЕНА МЕЖДУ ЖИДКОСТЯМИ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ КИПЕНИЯ С использованием ректификационной колонны, включающий отбор нижнего потока из колонны и возврат его в ее нижнюю часть через кубовой теплообменник с подводом низкотемпературного тепла и вывод верхнего потока через головной теплообменник и возврат его в виде флегмы в верхнюю часть колонны, о тл и ч а ю щ и и ся тем, что, с целью утилизации низкотемпературного тепла за счет перевода его в высокотемпературное тепло, отводимое в головном теплообменнике, в поток, выводимый из нижней части колонны, вводят жидкую фазу низкокипящего компонента, а в поток, выводимый из верхней части колонны, вводят жидкую , фазу высококипящего компонента и смешивае ие потоки отбирают из средней части колонны.i (Л с vl 4 :л :л СП

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (22); 3(52) I) 01 D 3 00

I,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД RPCTBEHHblA КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA (21) 3472657/23-26 (22 ) 16. 07. 82 (46) 23.02.84. Бюл. )) 7 (72) Ф.Б. Петлюк, Л.A. Серафимов, В.С. Тимофеев, В.И. Майский, Е.Н. Юдин и М.Г. Аветьян (53) 66.015.23(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 113713, кл. В 01 F 3/00, 1957.

2. Патент США )) 3536610, кл. В 01 D 3/16, 1967. (54)(57) СПОСОБ TEIUIOMACCOOBMEHA

МЕЖДУ ЖИДКОСТЯМИ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ КИПЕНИЯ с использованием ректификационной колонны, включающий отбор нижнего потока из колонны и возврат его в ее нижнюю часть через кубовой теплообменник с подводом низкотемпературного тепла и вывод верхнего потока через головной теплообменник и возврат его в. виде флегмы в верх)вою часть колонны, о т лич ающи и ся тем, что, с целью утилизации низкотемпературного тепла эа счет перевода его в высокотемлературное тепло,, отводимое в головном теплообменнике, в поток, выводймый иэ нижней части колонны, вводят жидкую фазу низкокипящего компонента, а в поток, выводимый из верхней части колонны, вводят жидкую фазу высококипящего компонента и смешиваемые .потоки отбирают из средней части колонны. PQ

1074555

ВНИИПИ Заказ 423/7

Изобретение относится к способам массопередачи и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической прожитшенности. . Известен способ массопередачи, 5 проводимый в многоступенчатом контактном устройстве (МКУ) и осуществляемый с затратой тепла высокого потенциала, необходимого-для получения пара, подводимого в нижнюю часть 10

ИКУ Щ.

Известен способ тепломассообмена с использованием ректификационной колонны, включающий отбор нижнего потока из колонны и возврат его в ее нижнюю часть через кубовой теплообменник с подводом низкотемпературного тепла и вывод верхнего потока через головной теплообменник и воэьрат его в виде флегмы в верхнюю 20 часть колонны $2)., Одна ко в и з вестном решении при теплообмене температура подогреваемого потока всегда ниже температуры теплоносителя„. что ведет к возрастанию энтропии и уменьшению ценности передаваемого тепла.

Целью изобретения является утилизация ниэкотемпературного тепла за счет перевода его в высокотемпературное тепло.

Цель изобретения достигается тем, что в поток, выводимый из нижней части колонны, вводят жидкую фазу низкокипящего компонента, а в поток, выводной иэ зерхней части колонны, вводят жидкую фазу высококи-, пящего компонента и смешиваемые потоки отбирают из средней части колонны, На чертеже изображена схема про- 40 ведения процесса.

Способ осуществляют в устройстве „ содержащем ректификационную колонну 1, голОвной 2 и кубовой 3 теплообменники. 45

Способ осуществляют следующим образом.

Поток 0 (низкокипящий компонент)

I смешивают с потоком д жидкости, стекающей с нижней ступени ректификаци-, 50 онной колонны, и подают в кубовой теплообменник 3, где производится подвод низкотемпературного тепла, идущего на испарение низкокипящего компонента. Полученный пар направляют. в ректификационную колонну 1.

Пар, выходящий с верхней ступени ректификационной колонны, конденсируют в головном теплообменнике 2, при этом происходит выделение высокотемпературного тепла. Конденсат

Филиал ППП "Патент", r. смешивают с потоком Ь подаваемого тяжелокипящего компонента и суммарный пото:: 2, возвращают в ректификационную колонну 1. Смешиваемые потоки q отбирают иэ средней части ректификацнонной колонны 1.

Пример 1. Процесс осуществляют в односекционной ректификационной колонне, состоящей иэ пяти царг.

Диаметр колонны 25 мм, высота 1,5 м.

В качестве насадки используют кольца Фенске. Высота слоя насадки эквивалентна 25 теоретическим тарелкам.

Колонна работает как чисто абсорбционная. секция, т.е ° флегмовое число равно нулю. Для, устранения теплопотерь колонна имеет электрообогрев.

Тепло подводится из расчета, чтобы количество подаваемого пара в нижнюю часть колонны было равно количеству пара, отводимого сверху колонны. В куб колонны подают 27 мл/ч метанола после его испарения, т.е. в виде насыщенного пара при 64,7 С.

Пары метанола смешиваются в колонне с водой, которая вводится вверх колонны с температурой 100 С в количестве 125 мл/ч.

Выходящая снизу колонны жидкость содержит 7,3 мас.Ъ метанола и 27 мас.% воды. Количество этой жидкой смеси равно 123 мл/ч, ее температура 72 С.

Отводимый сверху колонны пар имеет температуру 95 С и состоит из

24 мас.Ъ метанола и 76 мас.Ъ воды.

Расход пара 30 мл/ч.

Полученные в ходе эксперимента данные по составам выходящих из колонны потоков полностью совпадают с результатами расчетов и подтверждают практическую воэможность осуществления предлагаемого процесса массопередачи.

Л р и м е р 2. В куб ректификационной колонны, снабженной 10 клапанными тарелками, подают 50 кмоль/ч изогексановой фракции с температурой кипения 63,3 С, смешивают с о

10 кмоль/ч жидкости, стекающей с нижней ступени колонны, и испаряют в кубовом теплообменнике. В верхнюю ча сть коло н ны подают 5 0 кмоль /ч то-, луольной фракции с температурой кипения 110 С, 10 кмоль/ч пара, выходящего с верхней ступени колонны, конденсируют в головном теплообменнике и смешивают с 50 кмоль/ч исход-. ной толуольной фракции. Смесь фракции отбирают с шестой тарелки в количестве 100 кмоль/ч. Количество трансформированного тепла составляет 82 М Гкал/ч.

Тираж 682 Подписное

Ужгород, ул.Проектная, 4