«СОВРЕМЕННЫЕ МАССООБМЕННЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ» Авторы: Тютюник Г.Г., Солодовник Д.В., Андреевская Т.В. г. Геленджик, сентябрь 2012 г.

2 СОДЕРЖАНИЕ ОБЗОР ЗАРУБЕЖНЫХ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ МАССООБМЕННЫХ ТАРЕЛОК……………………………………………… МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦИОННЫМИ СТУПЕНЯМИ…………………………………….….. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ПРЯМОТОЧНЫМИ КОНТАКТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ……………………. СТРУКТУРИРОВАННАЯ НАСАДКА……………………………………….. СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ КОНТАКТНЫХ УСТРОЙСТВ………………………………………………………

Центробежная массообменная тарелка ULTRA FRAC компании Koch-glitsch 3 Тарелка с вихревыми элементами Shell ConSep («Зульцер») ОБЗОР ЗАРУБЕЖНЫХ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ МАССООБМЕННЫХ ТАРЕЛОК

- очистка от мехпримесей - снижение габаритно-массовых характеристик колонн - повышение производительности аппаратов - увеличение диапазона эффективной работы 4 МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦИОННЫМИ СТУПЕНЯМИ Преимущества: Технические сложности при реализации решений других производителей: Колонна с центробежными сепарационными ступенями конструкции ОАО «НИПИгазпереработка, D=1600 мм Колонна с эффективными переливными тарелками, D=2000 мм - высокое гидравлическое сопротивление - значительный вторичный унос из центробежных элементов и каплеотбойников - увеличение высоты колонны - отсутствие сепарационных элементов, способных работать при содержании капельной жидкости в газе более 1500 г/м Патент от

-Максимальный рабочий фактор нагрузки Cs=0.21 м/с (Cb=0.27 м/с) -Диапазон эффективной работы может достигать 6,5 МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦИОННЫМИ СТУПЕНЯМИ 5 Унос жидкости, % Параметр потока

-Увеличение производительности массообменных колонн на 30…50 % по сравнению с обычными переливными тарелками -Применимы для реализации энергосберегающих технологических схем с элементами термодинамической обратимости -Повышение производительности существующих деметанизаторов установок НТК на 20…30 % МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦИОННЫМИ СТУПЕНЯМИ Зависимость гидравлического сопротивления от фактора скорости при L/G=0,1…1,0 6 Гидравлическое сопротивление, мм.вод.ст.

10% МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦИОННЫМИ СТУПЕНЯМИ 7 - Максимальный фактор скорости и максимальный фактор нагрузки больше на 10 % по сравнению с лучшими зарубежными аналогами Массообменный элемент из пластика

Скруббер газа ЦКБН 8 ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ПРЯМОТОЧНЫМИ КОНТАКТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ОАО «НИПИГАЗПЕРЕРАБОТКА»

– завихритель; 2 – обечайка; 3 – каплесъемник; 4 – вытеснитель; 5 – рециркуляционные патрубки; 6 – направляющие. Центробежный сепарационный элемент конструкции НИПИгазпереработка

10 Принципиальное устройство центробежной тарелки ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ПРЯМОТОЧНЫМИ КОНТАКТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ 1 – обечайка, 2 – завихритель, 3 – каплесъемник, 4 – питающая трубка с перфорацией, 5 - направляющие, 6 – сетка на обечайке, 7 – сетка на питающей трубке.

Испытания массообменного элемента 5 11 Центральная трубка 1 имеет заглушенный торец и специальные отверстия 2 для подача жидкости, что позволяет равномерно распределить жидкость в зоне массообмена ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ПРЯМОТОЧНЫМИ КОНТАКТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ 1 – питающая трубка с перфорацией, 2 – перфорация, 3 – каплесъемник, 4 – дефлектор

Испытания массообменного элемента 6 12 Наличие гидрозатвора позволяет увеличить время контакта фаз и значительно увеличить поверхность массообмена на лопатках завихрителя ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ПРЯМОТОЧНЫМИ КОНТАКТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

13 Перспективы развития: расчеты показали, что максимальный рабочий фактор скорости данного контактного устройства составляет более 7 Па 0,5, что позволит существенно снизить габариты вновь проектируемых массообменных колонн ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАССООБМЕННАЯ ТАРЕЛКА С ПРЯМОТОЧНЫМИ КОНТАКТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ Промышленный образец массообменного элемента

Каналы зигзагообразной формы чередуются с каналами типа «диффузор-конфузор» - высокая эффективность - незначительный капельный унос - хорошая смачиваемость СТРУКТУРИРОВАННАЯ НАСАДКА Патент от Приведенная конструкция будет использована в качестве статического смесителя на установке очистки пропана от метанола для ООО «Тобольск-Нефтехим»

15 РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА Данная регулярная насадка может быть использована в качестве контактного устройства для массообменных колонн и статических смесителей, а также как предварительная каплеотбойная ступень в сепараторах, колоннах и т.д. предыдущее поколение новое поколение - низкое гидравлическое сопротивление - равномерное распределение потоков жидкости и газа по сечению насадки - низкий унос капельной жидкости с газом - способность работы на загрязненном сырье - широкий диапазон изменения удельной поверхности насадки от 100 до 700 м 2 /м 3

16 РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА Гидравлическое сопротивление новой регулярной насадки в области рабочих нагрузок на 20…35 % меньше по сравнению с насадками Mellapak компании Sulzer и Flexipac компании Koch-Glitsch (по данным специализированного программного обеспечения Sulcol (Sulzer) и KG-Tower (Koch-Glitsch)

СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ КОНТАКТНЫХ УСТРОЙСТВ 17 Тип контактного устройства Относительная производительность Относительная эффективность Диапазон эффективной работы Величина гидравлического сопротивления, мм вод.ст. Колпачковая тарелка112…370…100 Клапанная тарелка1,2…1,41…1,13…430…70 Ситчато-клапанная тарелка 1,2…1,51,23…450…80 Ситчатая тарелка1,2…1,31…1,22…340…60 Струйная тарелка1,20,82…340…70 Массообменная тарелка с сепарационными ступенями 1,8…2,21,14…6150…250 Центробежная тарелка с прямоточными элементами 2,0…2,71,01…2,5120…200 Регулярная насадка1,7…1,91,3…1,52,5…3,55…30 new

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ! © ОАО «НИПИгазпереработка», Тютюник Георгий Геннадьевич Старший научный сотрудник Лаборатория 1 Тел +7(861) доб