насосно-эжекторная установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта

Формула изобретения

1. Насосно-эжекторная установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, содержащая вакуумную ректификационную колонну с магистралями подвода исходного продукта и отвода парогазовой фазы и по меньшей мере одной жидкой фракции, и вакуумсоздающее устройство с жидкостно-газовым струйным аппаратом, сепаратором и насосом, отличающаяся тем, что вакуумсоздающее устройство снабжено струйным насосом, причем жидкостно-газовый струйный аппарат по газу подключен к магистрали отвода парогазовой фазы, по жидкости подключен к выходу насоса и выходом подключен к сепаратору, а струйный насос подключен входом перекачиваемой среды - к сепаратору, выходом - к входу в насос и входом в активное сопло - к магистрали отвода жидкой фракции ректификационной колонны.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вакуумсоздающее устройство снабжено дополнительным насосом, подключенным входом к сепаратору и выходом - к входу в активное сопло струйного насоса, а сепаратор жидкостным выходом подключен к магистрали отвода жидкой фракции ректификационной колонны.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что снабжена гидрозатвором, установленным между выходом из жидкостно-газового струйного аппарата и сепаратором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к струйным установкам, которые могут быть использованы в нефтехимии и при нефтепереработке, преимущественно в установках вакуумной перегонки жидких продуктов, например нефти, и может быть использовано при ректификации нефтяного сырья.

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

В данной установке пары жидкого продукта смешиваются с водяным паром, что требует специальной очистки конденсата водяного пара перед его сливом в промышленную канализацию и как следствие требует дополнительных экономических затрат на организацию процесса очистки.

Наиболее близкой к описываемой установке по достигаемому результату является насосно-эжекторная установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, содержащая вакуумную ректификационную колонну с магистралями подвода исходного продукта и отвода парогазовой фазы и жидкой фракции и вакуумсоздающее устройство с жидкостно-газовым струйным аппаратом, сепаратором и насосом [2].

В данной установке достигается возможность откачивать парогазовую фазу из ректификационной колонны с помощью жидкостно-газового струйного аппарата, в качестве активной среды которого используют жидкую фракцию ректификационной колонны, что позволяет резко снизить сброс в окружающую среды экологически вредных примесей.

Однако при работе данной установки не удается организовать процесс ее работы таким образом, чтобы в процессе откачки жидкая рабочая среда вакуумсоздающего устройства не насыщалась примесями, которые оказывают отрицательное влияние на работу жидкостно-газового струйного аппарата. В связи с этим принципиальное значение приобретает организация процесса обновления жидкой рабочей среды вакуумсоздающего устройства в процессе работы установки по созданию и поддержанию вакуума в вакуумной ректификационной колонне.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы установки и повышение ее производительности путем создания оптимальных условий обновления жидкой рабочей среды вакуумсоздающего устройства установки.

Задача решается за счет того, что в установке для создания вакуума при перегонке жидкого продукта, содержащей вакуумную ректификационную колонну с магистралями подвода исходного продукта и отвода парогазовой фазы и по меньшей мере одной жидкой фракции и вакуумсоздающее устройство с жидкостно-газовым струйным аппаратом, сепаратором и насосом, вакуумсоздающее устройство снабжено струйным насосом, причем жидкостно-газовый струйный аппарат по газу подключен к магистрали отвода парогазовой фазы, по жидкости подключен к выходу насоса и выходом подключен к сепаратору, и последний подключен со стороны выхода сжатого газа - к потребителю сжатого газа, а струйный насос подключен со стороны выхода из него - к входу в насос со стороны входа перекачиваемой среды - к сепаратору и со стороны входа в активное сопло - к магистрали отвода жидкой фракции ректификационной колонны.

Кроме того, вакуумсоздающее устройство снабжено дополнительным насосом, подключенным входом к сепаратору и выходом - к входу в активное сопло струйного насоса, а сепаратор жидкостным выходом подключен к магистрали отвода жидкой фракции ректификационной колонны.

Размещение на выходе из сепаратора жидкой рабочей среды струйного насоса и подключение последнего к магистрали отвода жидкой фракции ректификационной колонны позволяет организовать регулируемый и контролируемый процесс смешения жидкой рабочей среды и жидкой фракции ректификационной колонны. При этом существенное значение имеет место размещения струйного насоса в вакуумсоздающем устройстве. Целесообразно размещать струйный насос ближе к сепаратору со стороны выхода из него жидкой рабочей среды. Более предпочтительна подача в струйный насос, в активное сопло последнего, в качестве среды для обновления жидкой рабочей среды, жидкой фракции ректификационной колонны. Подача последней позволяет решить сразу две задачи: организовать процесс обновления жидкой рабочей среды и повысить давление жидкой рабочей среды на входе в насос, что дает возможность в зависимости от требований потребителя либо уменьшить требуемую мощность насоса с соответствующим уменьшением энергетических затрат, либо увеличить величину напора при подаче жидкой рабочей среды в сопло жидкостно-газового струйного аппарата с соответствующим увеличением его производительности по откачке парогазовой фазы. Кроме того, подача жидкой фракции в струйный насос позволяет организовать процесс ее смешения с жидкой рабочей средой с меньшими гидравлическими потерями, что позволит в свою очередь с большей эффективностью использовать энергию жидкой рабочей среды на сжатие неконденсируемой составляющей парогазовой фазы, а следовательно, подавать потребителю сжатый газ из сепаратора под более высоким давлением при тех же энергетических затратах в вакуумсоздающем устройстве.

Специально следует остановиться на выполнении гидрозатвора. В ряде случаев для интенсификации газоотделения в сепараторе в последнем целесообразно создать пониженное давление. Однако в этом случае пониженное давление может оказать влияние на гидродинамическое равновесие между сепаратором и жидкостно-газовым струйным аппаратом, что ухудшит процесс конденсации легко конденсируемых компонентов в жидкой рабочей среде. Выполнение гидрозатвора позволит организовать гидравлическую развязку между жидкостно-газовым струйным сепаратором и как следствие расширить диапазон рабочих давлений жидкостно-газового струйного аппарата и сепаратора и в результате повысить надежность и стабильность работы всего вакуумсоздающего устройства.

Таким образом, выполнение насосно-эжекторной установки для создания вакуума при перегонке жидкого продукта как описано выше позволяет добиться выполнения поставленной задачи - повысить эффективность работы и производительность установки.

На чертеже представлена схема установки для перегонки жидкого продукта.

Насосно-эжекторная установка для создания вакуума при перегонке жидкого продукта содержит вакуумную ректификационную колонну 1 с магистралями подвода исходного продукта 2 и отвода парогазовой фазы 3 и по меньшей мере одной жидкой фракции 4 и вакуумсоздающее устройство с жидкостно-газовым струйным аппаратом 5, сепаратором 6 и насосом 7. Вакуумсоздающее устройство снабжено струйным насосом 8, причем жидкостно-газовый струйный аппарат 5 по газу подключен к магистрали 3 отвода парогазовой фазы, по жидкости подключен к выходу насоса 7 и выходом подключен к сепаратору 6, и последний подключен со стороны выхода сжатого газа - к потребителю сжатого газа, а струйный насос 8 подключен со стороны выхода из него - к входу в насос 7, со стороны входа перекачиваемой среды - к сепаратору 6 и со стороны входа в активное сопло - к магистрали 4 отвода жидкой фракции ректификационной колонны 1.

Вакуумсоздающее устройство может быть снабжено дополнительным насосом 9, подключенным входом к сепаратору 6 и выходом - к входу в активное сопло струйного насоса 8, а сепаратор 6 жидкостным выходом 10 может быть подключен к магистрали 4 отвода жидкой фракции ректификационной колонны 1.

Установка, кроме того, может быть выполнена с гидрозатвором 11, размещенным между выходом из струйного аппарата 5 и сепаратором 6. Установка работает следующим образом.

Исходный продукт по магистрали 2 поступает в вакуумную ректификационную колонну 1, в которой в процессе перегонки исходный продукт разделяется на парогазовую фазу и как минимум одну жидкую фракцию. Парогазовая фаза по магистрали 3 откачивается из колонны 1 жидкостно-газовым струйным аппаратом 5, а жидкая фракция отводится из колонны 1 по магистрали 4. Насосом 7 жидкая рабочая среда с выхода струйного насоса 8 подается в активное сопло жидкостно-газового струйного аппарата 5.

Истекая из сопла струйного аппарата 5, жидкая рабочая среда откачивает из магистрали 3 парогазовую фазу, создавая тем самым в ректификационной колонне 1 разрежение. В струйном аппарате 5 жидкая рабочая среда смешивается с откачиваемой парогазовой фазой, при этом в процессе смешения частично конденсируются легко конденсируемые компоненты парогазовой фазы и сжимаются несконденсировавшиеся газообразные компоненты. Из струйного аппарата 5 газожидкостная смесь поступает в сепаратор 6, где смесь жидкой рабочей среды и сконденсировавшихся компонентов парогазовой фазы, отделяется от сжатого газа - несконденсировавшихся компонентов парогазовой фазы сжатых в струйном аппарате 5. Жидкая рабочая среда из сепаратора 6 частично через жидкостной выход 10, и далее по магистрали 4 отводится потребителю в качестве продукции ректификационной колонны 1, а частично поступает на вход перекачиваемой среды струйного насоса 8. Одновременно на вход в активное сопло струйного насоса 8 поступает под напором жидкая фракция из магистрали 4 ректификационной колонны 1. В струйном аппарате 8 организуют регулируемый и управляемый процесс смешения жидкой рабочей среды из сепаратора 6 и жидкой фракции из магистрали 4, а именно жидкая фракция, истекая под напором из активного сопла струйного насоса 8, увлекает в последний из сепаратора 6 жидкую рабочую среду. В струйном насосе 8 жидкая рабочая среда и жидкая фракция смешиваются и кинетическая энергия жидкой фракции частично передается жидкой рабочей среде, что позволяет подавать под напором на вход насоса 7 однородную смесь указанных выше сред, полученную при этом с минимальными гидравлическими потерями.

Поскольку в вакуумсоздающее устройство подводят для обновления жидкой рабочей среды жидкую фракцию, а в жидкой рабочей среде растворяются, а следовательно, и накапливаются легко конденсируемые компоненты парогазовой фазы, из сепаратора 6 организуют через его жидкостной выход 10 отвод эквивалентного поступившему количества жидкой рабочей среды, которая подается потребителю для дальнейшей переработки.

В случае если в сепараторе 6 возможно по каким-либо причинам колебание давления, в сепараторе 6 поддерживают относительно низкое или высокое давление, между струйным аппаратом 5 и сепаратором 6 устанавливают гидравлический затвор 11. Это позволяет проводить процесс создания и поддержания вакуума в ректификационной колонне 1 без нарушения вышеописанного способа работы установки.

Изобретение может быть использовано в технологических процессах и других отраслей промышленности, где требуется проведение процесса разделения исходного жидкого продукта под вакуумом.