Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4868
.pdf
конденсации.
Все эти особенности станут полностью понятны из следующего подробного описания предпочтительной
формы аппарата и процедуры, для чего следует обратиться к прилагаемым чертежам, на которых:
Рис. 1 представляет собой более или менее схематическое изображение части системы в проекции; 75 Рис.
1-а представляет собой аналогичное продолжение изображения оставшейся части системы; Рис. 2
представляет собой частично поперечный и частично проекция верхней части одной из фракционирующих
башен; 80 Рис. 3 представляет собой горизонтальный разрез, выполненный по линии 3-3 на рис. 2; Рис. 4
представляет собой горизонтальный разрез по линии 4-4 на рис. 2; Рис. 5 представляет собой детальную
перспективу, иллюстрирующую детали конструкции части аппарата, показанной на рис. 2, 3 и 4; Рис. 6
представляет собой увеличенный поперечный разрез, иллюстрирующий то же самое; 90 -Рис. 7 представляет
собой горизонтальный разрез одного из фракционирующих блоков управления или конденсаторов; Рис. 8
представляет собой разрез по линии 8-8 на рис. 7; 95 Рис. 9 представляет собой вертикальный разрез по
линии 9-9 на рис. 7; На рис. 10 представлена схема, иллюстрирующая клапанное управление одной из секций
регулирования температуры или конденсатора. 100 - Сырая нефть или другая жидкость, подлежащая
перегонке, сначала поступает в систему через входное отверстие 10 для сырой нефти, проходя сначала через
теплообменник 11, в котором нефть нагревается, скажем, до 250 °F, за счет тепла от остатка 105,
поступающего из системы, как будет объяснено далее.
Мы хотели бы, чтобы с самого начала было понятно, что температуры, используемые в этом описании, не
являются ограничением изобретения, а приведены лишь в качестве иллюстративных значений для того,
чтобы описание было максимально понятным. Предварительно нагретое масло затем проходит по трубе 12 к
фракционирующему блоку c фракционирующей установки 115 C, затем по трубе 13 к аналогичному
фракционирующему блоку b фракционирующей установки B, затем по аналогичной трубе 13 к следующему
аналогичному фракционирующему блоку a фракционирующей установки A. В течение этих 120 проходов
через фракционирующие блоки масло последовательно нагревается и, наконец, проходит по трубе 14 при
температуре, обычно составляющей от 300 до 350 °F, в установку G, которая называется 125-камерным
устройством. В этом устройстве масла стекают вниз по поддонам или полкам g и g-1, одновременно отдавая
пары, которые выделяются при указанной температуре; пары отходят 130 264,549 -V, пар проходит через
масла и стремится унести с собой пары углеводородов.
Аналогичным образом пар может подаваться в нижнюю часть фракционирующих установок, если это
необходимо.
Пары, поступающие в нижнюю часть фракционирующего блока А, например, при температуре 650 °F,
проходят через эту башню и попадают в фракционирующий контрольный блок А. На первом этапе
фракционирования температуру можно снизить и поддерживать, например, на уровне 550 °F, так что пары,
которые в конечном итоге проходят из фракционирующей колонны А через трубу 19а в следующую
фракционирующую колонну 80В, будут иметь приблизительно заданную температуру. Таким образом, пары,
поступающие в фракционатор B, будут иметь температуру, приблизительно соответствующую температуре
контрольного фракционирования a, или немного ниже. Пройдя через фракционатор B и попав в
фракционирующий блок b, пары будут понижены до контрольной температуры, скажем, 475 °F, а затем
пройдут по линии 19b в следующий фракционатор C. Здесь, в фракционирующем блоке c, они будут
понижены, скажем, до 425 °F, и пройдут по линии g19 в следующий фракционатор D, где их температура
будет понижена до контрольной температуры, скажем, 375 °F, и пройдут по линии 19d в последний
фракционатор E, где в фракционирующем блоке e они будут понижены, скажем, до 275 °F. Оттуда пары
пройдут по линии 19e в конечный конденсаторный аппарат F, элементы или секции которого имеют ту же
конструкцию, что и различные фракционирующие блоки на каждой фракционирующей колонне.
Подробное описание этих разделов будет приведено позже. Функция 105 конечного конденсатора F
заключается в конденсации оставшихся паров, которые не были сконденсированы в фракционирующих
колоннах, и конечный конденсат подается в точке 21a.
В каждой из фракционирующих установок, или 110 башен, выбрасывается определенная фракция
конденсата, причем точный состав каждой фракции конденсата, разумеется, зависит от температуры,
поддерживаемой в каждой из 115 башен. В типичном случае фракция из башни А будет представлять собой
газойль, а из последующих башен B, C, D и E будут поступать дистилляты различных сортов, в то время как
весь бензин будет отводиться в конечном конденсаторе. В конечном конденсаторе F конечный конденсат
может быть охлажден до температуры, близкой к обычной атмосферной; однако конденсаты, поступающие из
различных колонн, в силу характера действия в колоннах, имеют приблизительно температуру
фракционирующих регуляторов, и, как правило, желательно охлаждать их до температуры, близкой к
нормальной атмосферной, перед подачей на хранение. 130 - через паропровод 15 поступает в нижнюю часть
последнего фракционирующего блока E, как будет объяснено ниже. Масла, очищенные от легко отделяемых
паров в камере G, проходят из G по трубе 16 к насосу P, откуда под давлением, достаточным для потока, они
перекачиваются через трубчатую реторту R, где нагреваются до подходящей температуры, например, до
температуры 650–750 °F в типичном случае.
Нагретое масло по трубе 17 поступает в верхнюю часть испарителя V, где все пары, которые будут
испаряться при используемой температуре, отделяются от остаточного масла. Остаточное масло поступает
из нижней части этого испарителя по трубе 18 в нагреватели H, H-1 и H-2, которые работают совместно с
тремя последними башнями C, D и E; назначение этих нагревателей состоит в том, чтобы обмениваться
теплом от остаточного масла к сконденсированным жидкостям для содействия повторному испарению легких
фракций, которые могут содержаться в рефлюксной жидкости, как будет объяснено далее. Мы уже
иллюстрировали подобные нагреватели или теплообменники в связи с последними тремя башнями C, D и E,
но следует понимать, что их можно использовать на меньшем или большем количестве башен по желанию.
Таким образом, на иллюстрации труба 18, отводящая отработанный газ, ведет к нагревателю HE, а от
нагревателя H отработанный газ проходит по трубе 18a к нагревателю I-1, а оттуда по трубе 18b к
нагревателю H-2. Затем остаток по трубе 18ec поступает в теплообменник 11, где отдает значительную часть
оставшегося тепла исходным поступающим маслам, при этом конечный выход остатка находится в указанной
точке теплообменника 11.
Испаритель V может быть выполнен в различных подходящих вариантах; его функция заключается в
свободном отделении всех паров от остаточных масел. Масла, поступающие в испаритель из трубопровода
17, нагреваются до указанной температуры и могут находиться под небольшим давлением в трубопроводах.
Сброс этого давления, а также перемешивание и тонкопленочный поток масел в испарителе приводят к
полному высвобождению всех паров, которые затем по трубе 19 поступают в первый фракционирующий блок
или башню А. В качестве примера подходящей конструкции для испарителя V можно сказать, что нижняя
часть этого устройства может иметь множество полок для пузырьков S, а верхняя часть — множество
горизонтальных поддонов S-1, по которым масло перемещается взад и вперед к дну.
Структурные особенности пузырьковых полок S будут описаны позже. Для обеспечения полного удаления
паров свободный пар из паропровода 20 может подаваться через отверстие 21 в нижнюю часть испарителя
264,549. Таким образом, эти конденсаты проходят через охладители 22, как показано на рисунке.
На чертежах показан заключительный конденсатор F, использующий единую охлаждающую среду, однако из
последующих пояснений относительно внутренней структуры секций конденсатора следует понимать, что в
конденсаторе F в одной части в качестве охлаждающей среды может использоваться вода, а в другой части
— масло. Было отмечено, что исходные масла проходят через некоторые фракционирующие установки для
использования в качестве охлаждающей среды в частях конденсатора F. Но на практике мы обычно
предпочитаем использовать воду в конденсаторе F, а также в двух последних фракционирующих блоках D и
E. Следует, однако, понимать, что использование различных охлаждающих сред в разных фракционирующих
блоках будет зависеть от качества и количества фракционируемого материала.
атед. Для описания изобретения мы представили систему, использующую пять фракционирующих блоков,
однако система в соответствии с изобретением может использовать меньшее или большее количество этих
блоков в зависимости от характеристик исходных масел и желаемого количества различных фракций.
Аналогично, охлаждающая среда, используемая в конечном конденсаторе и в различных фракционирующих
регуляторах, будет зависеть от желаемых температур, которые необходимо поддерживать в этих
регуляторах. Таким образом, в показанном примере охлаждающая вода подается по трубе 23 в последний
фракционирующий регулятор e, эта вода проходит по трубе 23e в следующий фракционирующий регулятор,
из которого она выходит через трубу 23d. Между входным и выходным патрубками каждого
фракционирующего регулятора имеется байпас 24, управляемый клапаном 25, который, в свою очередь,
управляется автоматическим термостатическим устройством 26. В каждом случае это термостатическое
устройство подключено к температуре паров в выходной трубе 19, ведущей от соответствующего
фракционирующего блока, и управляется ею. Функция термостатически управляемых клапанов заключается в
пропускании охлаждающей среды через фракционирующий регулятор или в обход него для поддержания
заданной температуры паров на выходе из этого регулятора, которая определяет качество верхнего пара и
количество рефлюкса или конденсата, подаваемого вниз для его получения.
Принцип действия и устройство одинаковы в отношении фракционирующих установок A, B и C, за
исключением того, что здесь в качестве охлаждающей среды используется исходное масло. Общий объем
охлаждающей среды (воды или масла) во всех случаях достаточен для поглощения всего тепла,
передаваемого ей во всех фракционирующих установках, без достижения слишком высокой температуры
(упомянутой далее); а также достаточен для поглощения тепла, передаваемого ей в любой отдельной
установке, без повышения температуры до такой степени, что она могла бы стать неэффективной в качестве
охлаждающей среды или в последующих установках.
Прежде чем объяснить особые преимущества описанной выше системы охлаждения и управления, мы хотели
бы более подробно рассказать о конденсаторных секциях, используемых в элементах управления a, b и т. д.,
а также в конструкции конденсатора F, чтобы показать, как каждый из этих конденсаторных блоков
управляется для точного поддержания желаемой температуры, независимо от того, что конденсируется
большее или меньшее количество жидкости или что температура пара на входе может изменяться в
различных конденсаторных блоках. Предпочтительно, эти конденсаторы изготавливаются из секций, которые
могут быть собраны в любом количестве для образования конденсаторного блока любого желаемого размера.
На рисунках показаны 90 деталей одного участка.
7, 8 и 9. Корпус конденсатора представляет собой подходящую отливку с торцевыми стенками 40, которые в
процессе эксплуатации становятся тем, что обычно называют трубными решетками; трубки конденсатора 95
41 проходят между этими двумя стенками и сквозь них, так что их концы открыты в пространства внутри
крышек 42, установленных на торцевых стенках. «В отливке заключены две противоположные рубашки для
охлаждающей жидкости, каждая из которых разделена на множество (в данном случае три) каналов для
жидкости 43, разделенных перегородками 44.»
Торцевая и боковые стенки окружают вертикальный паропровод P, открытый сверху и снизу. 105 В каждом из
двух противоположных углов конструкции расположены трехходовые клапаны 45, которые находятся в
вертикальных каналах 46, открытых со следующих сторон:
верхняя и нижняя части отливки. Каналы 110 46 и паровой канал P могут быть зарегистрированы с
соответствующими каналами смежных секций конденсатора. Клапан 45, как видно из:
При осмотре чертежей, и особенно рис. 8, видно, что порты расположены таким образом, что при регулировке
клапана любой клапан будет направлять через порт 47 в канал 43 определенное количество жидкости,
протекающей через вертикальный канал 46, позволяя оставшейся жидкости пройти через вертикальный канал
к другим клапанам. Одна серия клапанов 45 действует как впускные клапаны, другая серия — как выпускные
клапаны; и посредством надлежащей регулировки как впускных, так и выпускных клапанов, количество
охлаждающей жидкости, подаваемой через трубки, регулируемое отдельными клапанами, может быть
отрегулировано по желанию. Кроме того, при правильном использовании клапанов 45 можно
последовательно соединить все или любое желаемое количество трубных делений. Для пояснения этого мы
обратимся, в частности, к диаграмме на рис. 10. На этой диаграмме мы предположим, что охлаждающая
жидкость сначала поступает в канал 46 справа и сначала попадает в клапан, обозначенный как 45а.
Этот клапан может быть установлен в указанное положение таким образом, чтобы направлять всю жидкость в
направлении 75, указанном стрелкой, в трубчатый канал, обозначенный 41а, и предотвращать дальнейшее
прохождение жидкости через канал 46. Охлаждающая жидкость из трубного ответвления 41a поступает к
выходному клапану 80, обозначенному как 45b, и этот клапан установлен в положение, позволяющее
пропускать всю жидкость, проходящую через его канал 46, к следующему клапану 45c, который относится к
трубному ответвлению 41b.
Этот клапан, как и клапан 45а, настроен на перенаправление всей жидкости в трубный канал 41b, перекрывая
при этом канал 46, расположенный ниже. Затем охлаждающая жидкость поступает из трубчатого ответвления
41b к клапану 45d, который установлен аналогично клапану 45b, в результате чего охлаждающая жидкость
затем проходит по каналу 46 к клапану 45e, который снова установлен аналогично клапану 45a и превращает
охлаждающую жидкость в трубчатое ответвление 41%, откуда она поступает к клапану 45E, который
установлен аналогично клапану 45b и подает жидкость в самую нижнюю часть канала 46, откуда она либо
выходит из конденсатора, либо поступает в следующий соединенный участок. Теперь станет ясно, как все
трубчатые секции могут быть соединены параллельно или последовательно (100 последовательно), а также,
без дальнейших обсуждений, станет очевидно, как может быть реализовано сочетание этих двух типов
соединений. Например, предположим, что в конденсаторном блоке, состоящем из двух или более секций,
клапаны самой верхней секции расположены так, как показано на рис. 9, так что три трубных ответвления этой
секции находятся в параллельном положении.
Охлаждающая жидкость в этом участке будет затем протекать из одного канала 46 через все три ответвления
трубок параллельно другому каналу 46. Затем поток поднимается по этому второму упомянутому каналу 46 к
клапанам на той стороне трубы 115.
В следующем верхнем участке охлаждающая жидкость будет проходить через клапаны этого участка в три
трубчатых ответвления, причем эти клапаны также расположены таким образом, чтобы расположить
трубчатые ответвления параллельно друг другу и подавать охлаждающую жидкость через эти три
ответвления параллельно в канал 46 на первой упомянутой стороне этого участка. Прямая связь между
соответствующим первым упомянутым проходом 46 следующего верхнего участка может быть прервана
путем надлежащего манипулирования самым верхним клапаном в этом последнем упомянутом проходе.
Благодаря такому манипулированию клапанами, различные ответвления трубок смогут получать
охлаждающую жидкость последовательно, параллельно или в комбинации этих двух вариантов.
Это станет ясно после того, как мы завершим описание конструкции конденсатора.
Трубки 41 в каждой секции конденсатора разделены на участки, соответствующие участкам каналов 43 (см., в
частности, рис. 8 и 9). На каждом конце каждого ответвления трубок имеется крышка 42, закрывающая
пространство за пределами концов трубок этого ответвления. Каждая крышка 42 может иметь направляющую
стенку 50 длиной 15 футов, функция которой обеспечивает описанную ниже циркуляцию охлаждающей
жидкости. Предположим, что канал 46, показанный справа на рис. 8, является впускным каналом.
Охлаждающая жидкость для каждого ответвления трубки будет проходить через соответствующий клапан 45
и течь в направлении, указанном стрелками на рис. 7, через проход 43 и в пространство 42a в крышке 42,
таким образом, в трубки, концы которых соединены с пространством 42a, и через них. Затем охлаждающая
жидкость проходит через эти трубки и попадает в пространство 42b противоположной крышки 42, а затем в
концы других трубок, которые также сообщаются с пространством 42b. Затем охлаждающая жидкость
проходит через эти трубки и попадает в пространство 42 первой упомянутой крышки, а из этого пространства
затем поступает в остальные трубки перегородки, которые сообщаются с пространством 42e одним концом и с
пространством 42d второй упомянутой крышки другим концом.
Затем жидкость поступает из пространства 42d в выпускной канал 43 и через клапан 45 в общий
вертикальный выпускной канал 46. Таким образом, становится ясно, что функция стен 50 заключается в
разделении каждого трубного блока на более мелкие трубные секции и в соединении нескольких трубных
блоков последовательно. Конечно, можно обойтись и без стенок 50, и тогда все трубки секции будут
расположены параллельно, и жидкость пройдет только один раз. С другой стороны, при использовании
большего количества разделительных стенок 50 охлаждающая жидкость может быть вынуждена протекать
последовательно через любое необходимое количество проходов.
Теперь, если охлаждающая жидкость вводится в один вертикальный канал 46, она может распределяться
равномерно или неравномерно между несколькими ответвлениями и будет выходить из нескольких трубных
ответвлений в другой — общий — канал 46. Такое расположение позволяет расположить различные
трубчатые секции параллельно друг другу, и становится понятно, что все трубчатые секции конденсаторного
блока, состоящего из любого количества секций, могут работать параллельно. С другой стороны, при
правильном управлении 264,549 6 264,549 видно, что охлаждающая жидкость может быть направлена
зигзагообразным движением вверх через весь конденсаторный блок и обеспечить желаемое количество
охлаждающей жидкости без чрезмерных потерь на трение. В других подразделениях, где используется менее
последовательное расположение элементов. Также теперь необходимо отводить тепло, и поэтому легко
понять, как при правильном управлении клапанами, в одной секции многоканального конденсатора, где
потребуется меньше охлаждающей жидкости, трубок, конденсатор может быть полностью закрыт в
параллельном, последовательном или последовательном соединении.
от соседнего участка; так что в этой части через любой из блоков может использоваться охлаждающая
жидкость, желательно расположить трубку таким образом, чтобы канал охлаждающей жидкости находился в
оставшейся части конденсатора. Независимо от количества проходящей жидкости, желательно, чтобы 75
всего конденсатора, расположенного выше, обеспечивали такое соотношение трубок, при котором канал
охлаждающей жидкости имеет не слишком малую общую площадь поперечного сечения. Например, это
может быть так, что разумного давления будет достаточно для преодоления трения. В элементах управления
a, b и т. д. С другой стороны, мы показали использование одного конденсатора, и желательно получить только
последовательную связь, насколько это согласуется со свободными секциями, поскольку, хотя там могут
использоваться две или более свободных секций, мы обнаруживаем, что одного потока необходимого
количества охлаждающей жидкости обычно достаточно. Теперь цель всего этого — получить индивидуальное
управление каждой частью конденсаторного блока (теперь мы можем говорить, в частности, о блоках
управления a, b, 85).
Из того, что у нас есть и т. д., видно, где пары проходят вниз через указанные блоки управления a, b и т. д.
(конденсаторы), и среднее количество охлаждающей жидкости может быть определенным, разница
температур более постоянна, чем 90°C, и обтекает конденсаторный блок. В результате обмена, который не
был бы первоначальным, если бы все трубки находились в простом параллельном соединении,
трубопроводная система выполнена из достаточного количества трубок. Кроме того, благодаря достаточной
пропускной способности для пропуска достаточного количества охлаждающей жидкости, позволяющей
поглощать общее количество тепла, выделяемого во всей системе, а также благодаря возможности
пропускать достаточное количество охлаждающей жидкости для поглощения в любом отдельном блоке, через
любой заданный конденсаторный блок, в пределах температурных ограничений движения этой жидкости по
каналам и трубкам, все тепло, выделяемое в результате конденсации пара в этом блоке, может
поддерживаться на разумном уровне. Такая скорость, вялость, предотвращается, и, поскольку это так, легко
заметить, что благодаря этому достигается большая равномерность распределения охлаждающей жидкости
по различным трубкам, что необходимо для тех установок, в которых можно обслуживать меньше отдельных
трубок.
Конденсат отводится вниз, и выделяется меньше тепла. Далее мы подробно объясним, что именно
выделяется. Фактически, количество охлаждающей жидкости, влияющей на структуру и действие одного из
гидроразрывных растворов, обязательно таково, что, если... Для этой цели все это должно было быть
подвергнуто воздействию одного из конденсаторных блоков, который конденсирует меньшее количество
жидкости и выделяет фракционирующий блок, как показано на рисунке D.
Чем меньше количество тепла, тем ниже температура. На рис. 2 показана только верхняя часть 110, в которой
температура будет значительно ниже, чем в этом фракционирующем блоке, поскольку оставшаяся часть, где
желаемая температура и пары могут быть хорошо поняты, в результате не будет должным образом
фракционирована.
цитировано. Таким образом, легко заметить, что мы описали, как пары -50, как обходной поток,_ под
автоматическим управлением предыдущего блока фракционирования, обеспечивает полностью независимое
управление количеством охлаждающей жидкости, проходящей через каждый отдельный блок
фракционирования, через то, что мы называем барботажными полками, и, следовательно, температурой,
которая обычно обозначается буквой на каждом регуляторе. Мы описали, как пары -50, как обходной поток,_
под автоматическим управлением предыдущего блока фракционирования, обеспечивает полностью
независимое управление количеством охлаждающей жидкости, проходящей через каждый отдельный блок
фракционирования, и в этом блоке они проходят через то, что мы называем барботажными полками, и,
следовательно, температурой, которая обычно обозначается буквой на каждом регуляторе. Кроме того,
крышка S на рис. -1 и 1a. Способность каждого конденсаторного блока, представляющего собой полки, к
образованию пузырьков (120) подробно показана на рис. 2, 4, расположенных таким образом, чтобы
пропускать охлаждающую жидкость (5 и 6); их общая и конечная функция заключается в создании тесного
взаимодействия между поднимающимися парами и температурами отдельных блоков. Их общая и конечная
функция состоит в том, чтобы вызывать тесное переплетение и контакт между восходящими парами и (125):
Для конденсата, проходящего вниз.
Например, в тех установках, где необходимо пропускать сравнительно большое количество охлаждающей
жидкости для поглощения тепла, полки, полки для пузырьков и полки для пузырьков, а также полки для
пузырьков и полки для пузырьков, могут быть расположены параллельно друг другу. На рис. 1 и 1а показаны
башни D и E, полностью оборудованные пузырьками, а башня C, частично оборудованная трубками, может
быть расположена параллельно друг другу. 130 264,549 На каждом уровне нефтяная пленка находится на
определенной глубине 70 градусов, так что поднимающиеся в башне пары не только проходят через
мелкодисперсные конденсатные потоки, но и проникают в них в виде пузырьков. Тесное взаимодействие и
контакт конденсата с более горячими парами (75%) приводит к повторному испарению любого конденсата
более легких фракций, а также тех, которые теоретически должны конденсироваться при температуре,
поддерживаемой в контрольном режиме (d). Как уже было описано выше, крайне важно поддерживать
равномерную температуру в контрольном устройстве и сохранять эту температуру равномерной по всей его
площади, чтобы получить в контрольном устройстве исходный конденсат, не содержащий большой доли
более летучих фракций; однако даже при точном поддержании этих равномерных температурных условий
всегда остается небольшая доля более летучих фракций, конденсирующихся вместе с более тяжелым
конденсатом, который теоретически конденсируется при поддерживаемой температуре.
Кроме того, вместе с конденсатом всегда опускается определенное количество несконденсированных паров
более легких фракций. В настоящее время температура конденсата (в контролерной башне D) составляет
приблизительно 3750 °F, в то время как температура паров, поднимающихся через нижнюю часть башни,
составляет приблизительно 4250 °F. Пары поступают в нижнюю часть башни при температуре,
приблизительно равной этой, и, проходя вверх по башне, отдают конденсату долю тепла, достаточную для
повторного испарения более легких фракций конденсата и высвобождения унесенных паров. Затем эти пары
более легких фракций поднимаются вместе с основной массой паров, проходящих через башню 110, и снова
проходят по трубе 60 к фракционирующей установке, где они снова охлаждаются, а более тяжелые части
снова конденсируются и проходят вниз по фракционирующей трубе. Таким образом, как легко будет увидеть
на рисунке 115, происходит постоянная конденсация более тяжелых фракций в башне, содержащей больше
или меньше более легких фракций.
Эти более легкие фракции постепенно повторно испаряются и отделяются от конденсата, чтобы снова
поступить в фракционирующий аппарат, где, наконец, если они соответствуют требуемому качеству, они
подаются в следующий фракционирующий аппарат. Незначительное понижение температуры основной
массы паров, проходящих через башню, может, конечно, вызвать немедленную конденсацию этих паров до
того, как они достигнут фракционирующего устройства; но такая конденсация, происходящая при температуре
130°C, наблюдается на полках или поддонах S-, и показали башни A и B, полностью оборудованные такими
полками S-i-. Общая функция полок S-' в основном такая же, как и у барботажных полок, но поскольку
барботажные полки выполняют свои функции, особенно в отношении легких дистиллятов, гораздо
эффективнее, чем обычные полки или поддоны, мы предпочитаем оснащать более поздние башни
барботажными полками, а более ранние — обычными полками или поддонами. Однако в этом отношении
могут быть внесены изменения и модификации в зависимости от обрабатываемых масел и характера
разделяемых фракций.
Оставив детали конструкции и работы барботажных полок для дальнейшего объяснения, мы сначала
рассмотрим общий принцип работы типичной фракционирующей колонны D. В указанном типичном случае
пары поступают в нижнюю часть колонны при заранее заданной температуре и, наконец, покидают колонну
при определенной более низкой температуре. Для того чтобы сделать это описание наиболее понятным,
предположим, что температура на входе составляет 4250 °F, а температура на выходе — 3750 °F. Пары,
проходящие через блок D, имеют температуру приблизительно 4250 °F, лишь незначительно понижаясь по
мере продвижения к верхнему концу башни; затем они проходят через трубу 60 в верхний конец блока
управления фракционированием d, конструкция которого была описана ранее.
-Пары, проходя через этот фракционирующий регулятор, снижаются до равномерной заданной температуры,
поддерживаемой в этом регуляторе, а затем поступают в центральную камеру 61, образованную в верхней
части башни D. Эта камера предпочтительно может быть цилиндрической и иметь одно выходное отверстие
62, через которое пары поступают в кольцевую камеру 67, окружающую камеру 61. Пластина 63 закрывает эту
кольцевую камеру в одной точке около отверстия 62, и таким образом пары вынуждены двигаться по
извилистому пути вокруг и в контакте с перегородками 64, установленными в кольцевой камере, как это лучше
всего показано на рис. 3. После полного прохождения через эту камеру пары проходят через отверстие 65
вверх в другую кольцевую камеру 66, расположенную над камерой 67, а оттуда выходят через трубу 19d в
следующий фракционирующий блок.
При температуре, поддерживаемой в термостате, определенная часть паров конденсируется и
выбрасывается вниз в жидком виде. Эта фракция накапливается в точке L на дне камеры 61 и проходит через
ловушку 68 в верхнюю часть той части башни, которая оборудована пузырьковыми полками S. При
температуре лишь немного ниже 425 °F она не будет уносить с собой более легкие фракции. Конечный
конденсат, достигающий нижней части башни, полностью очищен от более легких фракций, в то время как все
более легкие фракции, первоначально сконденсированные в фракционирующей установке, теперь отделены
и проходят через фракционирующую установку в виде пара. Таким образом, в верхней части каждого
фракционирующего блока создается своего рода циркуляционная система, и конденсат более легких
фракций, которые теоретически не должны конденсироваться в этом блоке, остаются в пределах этой
циркуляционной системы. Вероятно, процентное содержание таких более легких конденсатов будет
постепенно увеличиваться и достигнет равновесия, и когда эта точка будет достигнута, дальнейшая
конденсация более легких фракций в фракционирующей установке прекратится.
Таким образом, конденсат, который в конечном итоге достигает дна башни, очищается от всех более легких
фракций; и пары, которые в конечном итоге выходят в камеры 61 и т. д., в трубу 19d, не содержат более
тяжелых фракций, за исключением небольшого количества более тяжелой фракции, унесенной механическим
путем.
Эти фракции механически отделяются от паров путем прохождения через кольцевую камеру вокруг
перегородок 64, а отделенный конденсат оседает на дне этой камеры, которая сообщается с центральной
камерой 61; 35:7, так что весь конденсат более тяжелых фракций в конечном итоге попадает в верхнюю часть.
из самой башни, оставляя только чистые пары более легких фракций для прохождения по трубе 19d в
следующий фракционирующий блок.
Описанный принцип работы фракционирующего блока D практически идентичен принципу работы других
фракционирующих блоков, единственное различие в их действии обусловлено механическими различиями в
использовании полок для пузырьков S или обычных полок S-1.
Теперь рассмотрим структуру и принцип работы пузырьковых полок: как это наиболее подробно показано на
рис. 4, 5 и 6, каждая пузырьковая полка состоит из ряда вертикальных каналов 80, на которых размещены
перевернутые каналы 81; перевернутые каналы имеют соответствующие перфорации 82 на своих фланцах
81a и расположены на расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить пространство 83 для размещения
конденсата. На концах каналов 80 и 81 имеется сплошная стенка 84, которая останавливает концы
пространства внутри каналов, а пространство за пределами этой стенки соединено с пространствами,
показанными на рис. 5. Наружная стена -84 - имеет _ - непроницаемое дно 86 -образовано-, и через это дно
может проходить одно или два переливных устройства 87. Высота этих устройств может регулироваться за
счет того, что их верхняя часть выполнена в виде резьбового кольца, которое может навинчиваться вверх и
вниз на штуцер, выступающий через пол. Высота уровня жидкости, поддерживаемая в пространствах 83 и во
внешних стенах 84, регулируется положением этих переливных отверстий.
- Отверстия 82 во фланцах каналов 75 81 предпочтительно должны быть достаточно мелкими. Это могут быть
либо небольшие круглые отверстия, либо узкие щели. Их верхние концы находятся ниже уровня верхних
кромок фланцев -80а каналов 80. Каналы 80 расположены на расстоянии 80 друг от друга таким образом,
чтобы обеспечить пространство 88 для прохождения паров вверх; пары проходят вверх через пространство
88, над верхними краями фланцев 80a и вниз между фланцами 80a и фланцами 81a каналов 81. Давление
газа опускает уровень жидкости, как показано на рис. 6 (L), до точки, где пары могут проходить под верхними
краями отверстий 82, поднимаясь пузырьками через жидкость в пространстве 83 между каналами 81.
Благодаря малым размерам отверстий 82, пары, проходя через жидкость, очень плотно с ней соприкасаются.
95 Пары, проходя через жидкость на одной полке, поднимаются на следующую полку и, соответственно, снова
проходят через конденсат, собранный на этой полке.
Конденсат, стекающий из перелива 67, попадает в поперечный желоб Т над первой полкой пузырьков S. Этот
желоб Т пересекает каналы 80 и 81 и имеет углубление на дне, обеспечивающее максимально равномерное
распределение конденсата по различным каналам полки. При прохождении через дно этого желоба
конденсаты тщательно перемешиваются; и когда конденсаты текут через переливы 87 вниз в следующий
желоб Т, они снова тщательно перемешиваются. Следует отметить, что конденсат, вытекающий из
каналообразующего желоба первого желоба, течет к двум противоположным концам каналообразующего
желоба, а затем на каждом конце течет к переливному отверстию.
Это действие вызывает дальнейшее перемешивание и смешение различных компонентов конденсата. Вторая
впадина = T 120 расположена под прямым углом к первой впадине T, а русловые образования на шельфе
ниже второй впадины T расположены под прямым углом к этой второй впадине. И это угловое расположение
продолжается по всей башне. Таким образом, при переходе от одной пузырьковой полки к другой будет
видно, что конденсатные жидкости тщательно перемешиваются и смешиваются, так что любой более легкий
конденсат полностью распределяется по более тяжелому и чистому конденсату, и в результате этого, а также
благодаря тесному контакту более горячих паров с конденсатом, конденсат более легких фракций испаряется
и уносит все пары таких легких фракций. Помимо тесного контакта между парами и жидкостями в желобах,
существует также тесный контакт между ними в местах, где жидкости стекают с перфорированных донных
отложений желобов на каналы.
Мы описали, как пары, первоначально отводимые в продувочном отсеке G, могут проходить по линии 15 в
нижнюю часть последнего фракционирующего блока E. В большинстве вариантов системы это вполне может
быть так; однако то, куда именно эти пары из продувочного отсека снова поступают в систему, в значительной
степени зависит от температуры, при которой эти пары отводятся в продувочном отсеке. Следует помнить,
что масло, поступающее в картер, получает свою температуру благодаря нескольким фракционирующим
процессам, в которых оно используется в качестве охлаждающей среды. Следовательно, достигаемая
температура будет в целом зависеть от общего объема исходных масел и количества тепла, поглощаемого
этим объемом; а эти факторы, в свою очередь, зависят от количества тепла, переносимого фракциями,
подаваемыми в фракционирующие установки и охлаждаемыми маслом; таким образом, они в целом зависят
от доли более легких паров в исходных маслах. Например, если данное масло содержит больше паров, чем в
среднем выделяется при температуре, скажем, 700 °F, то станет очевидно, что исходный объем масел,
используемых в качестве охлаждающей среды в системах фракционирования, достигнет более высокой
температуры, чем в случае масла, содержащего меньшую долю компонентов, испаряющихся при 700 °F.
Следовательно, точки, в которых пары из камеры сгорания G возвращаются в систему, могут различаться.
В описанном здесь случае предполагается, что к моменту достижения картера масло достигает температуры
примерно от 300 до 350 градусов по Фаренгейту, и выделяющиеся в картере пары являются летучими при
этой температуре. Следовательно, эти пары (которые в среднем будут в основном парами бензина) в
описанной здесь конкретной схеме будут подаваться в нижнюю часть последней фракционирующей башни E,
которая получает свои пары из фракционирующей башни D при температуре, скажем, 375 °F. Пары,
поступающие в эту башню из продувки.
Таким образом, пары из камеры продувки подвергаются тому же фракционирующему воздействию, что и
пары, выходящие из башни D. Если бы температура паров из камеры продувки была выше, их можно было бы
направлять в фракционирующий блок D или, возможно, даже в один из блоков, расположенных перед ним. С
другой стороны, если температура паров в трубопроводе будет существенно ниже, то их можно будет
направлять непосредственно в конечный конденсатор F. В этой связи следует понимать, что конечная
температура исходных масел, используемых в качестве охлаждающей среды и достигающих зоны продувки
G, может быть, по крайней мере, в определенных пределах, регулируемых соответствующим образом, если
они проходят через различные фракционирующие устройства. Это уже объяснялось ранее. Мы объяснили,
как в каждом фракционирующем блоке более горячие пары, поднимающиеся через башню, отдают часть
своего тепла фракционному конденсату, который проходит через эту башню, с целью повторного испарения и
высвобождения всех более легких или низкокипящих компонентов, которые могут быть унесены конденсатом
вниз.
По мере достижения 90-го этапа фракционирования общая масса паров, проходящих вверх через
фракционирующую колонну, увеличивается меньше пропорционально количеству конденсата. Это станет
легко понятным, если учесть, что в каждой башне конденсируется определенная доля паров, и,
следовательно, общий объем или масса паров, поступающих в следующую башню, уменьшается, в то время
как масса или объем конденсата, выбрасываемого в каждую башню, не обязательно уменьшается по мере
повторного нагрева последующих башен. Следовательно, в более поздних колоннах поднимающиеся пары
могут не успевать отдавать падающему конденсату достаточно тепла для повторного испарения и
высвобождения содержащихся в них фракций с более низкой температурой кипения, в результате чего
температура поднимающихся паров может слишком сильно упасть до достижения заданного температурного
порога в верхней части фракционирующей установки. По этой причине может быть целесообразно повторно
нагревать конденсат, проходящий через одну или несколько последующих башен. То есть, может быть
целесообразно добавлять уголь к конденсату, падающему через башню, из какого-либо источника,
находящегося вне самой башни, но не обязательно вне автономной системы, которую мы здесь описываем.
120 Повторный нагрев может быть осуществлен путем пропускания пара в нижние части башен, чтобы он
поднимался вверх через рефлюксную жидкость. Или, например, рециркулирующие конденсатные жидкости,
или их часть, 125 могут быть взяты с полки S в определенной точке башни и пропущены вниз по трубе 100
через нагреватель остатка H, H1- или H-2, а затем возвращены обратно на нижнюю полку в башне 130.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_264550.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=264550&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB264550A
[]
ЗАБРОНИРОВАНО Я
[Второе издание.] ]
-СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА
Я, Эдвард [почетный профессор Магдален-колледжа, Оксфорд, подданный Великобритании], настоящим
заявляю о природе данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет
подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям в производстве стекловидных образований.
Давно известно, что диалкиловые эфиры итаконовой кислоты могут полимеризоваться с образованием
стеклообразных масс с высоким показателем преломления, однако до настоящего времени не было описано
ни одного коммерческого метода получения желаемого результата. Результаты, зафиксированные в
литературе, крайне нестабильны, и полимеризация всегда происходит очень медленно; например, Аншфиц,
Бериехте, том 14, страница 2784, утверждает, что один препарат полностью полимеризовался за 19 месяцев.
Аншиц заявил, что еще не пытался искусственно ускорить полимеризацию с помощью брома, йода и т. д.
Фиттиг в «Анналене» (Annalen), стр. 331, 174, 1903 г., утверждал, что полимеризация начинается лишь через
несколько месяцев. Небольшие количества спирта замедляли полимеризацию.
Наиболее полное исследование, по-видимому, было проведено Стоббе и Липпольдом в журнале J. Pr. Chem.
1914, Том 90, страница 336, который исследовал действие света на полимеризацию сложного эфира вместе с
полимеризацией стирола. Они пришли к выводу, что обе реакции носили автокаталитический характер и что
на обе сильно влиял свет. Например, один образец итаконового эфира, хранившийся в темноте в течение
трех месяцев, остался неизменным, в то время как другой образец, подвергнутый воздействию итаконового
эфира, загустел через 65 дней и затвердел через 103 дня.
Показатель преломления образца, выдержанного в течение 132 часов в темноте при температуре 100 °C, не
изменился. Было установлено, что [пурпурный]: ": -_ температурный коэффициент реакции должен быть
чрезвычайно малым.
Другой образец хранили в темноте в течение 10 лет при обычных температурах, после чего он стал вязким.
В результате тщательного исследования условий полимеризации я пришел к выводу, что при попытке
полимеризации сложных эфиров итаконовой кислоты могут проявляться антикаталитические явления. Я
обнаружил, что реакцию можно значительно ускорить путем нагревания, и что воздействие света не является
необходимым для получения желаемого результата. Многократные эксперименты доказали, что желаемый
результат может быть получен путем нагревания продукта в темноте. Я обнаружил, что, хотя присутствие
небольших количеств кислоты не вредно и в некоторых случаях может быть даже полезным, реакция
замедляется, если вещество находится в эффективном контакте с некоторыми основными веществами,
например, сухой негашеной известью или некоторыми органическими основаниями, такими как пиперидин.
Соседние файлы в папке патенты