головка ректификационной колонки

Формула изобретения

Головка ректификационной колонки, содержащая переходник, магистраль для подвода пара, основание, на котором установлены термометр, дефлегматор и две расположенные на одном уровне капельницы возвращения флегмы и отбора конденсата, расположенные в смотровых трубках и соединенные с магистралями возвращения флегмы и отбора конденсата, затвор, установленный в магистрали возвращения флегмы, регулятор отбора конденсата и приемник конечного продукта, соединенный с магистралью отбора конденсата и снабженный дренажной трубкой, отличающаяся тем, что капельницы со смотровыми трубками расположены по обе стороны от магистрали для подвода пара и размещены между основанием и переходником, в торце которого у смотровых трубок выполнено по крайней мере по одному отверстию, с помощью которых внутренние полости смотровых трубок капельниц возвращения флегмы и отбора конденсата соединены соответственно с внутренней полостью переходника и магистралью отбора конденсата, при этом затвор выполнен из мелкоячеистой сетки с размерами ее ячеек не более 100 мкм и расположен у отверстия возвращения флегмы в торце переходника, а магистраль для подвода пара выполнена в виде двух патрубков, расположенных в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения смотровых трубок, при этом патрубки с одной стороны жестко соединены с основанием, а с другой расположены в отверстиях, выполненных в торце переходника, во внутренней полости которого и внутренней полости основания сформированы выступающие части патрубков, при этом упомянутые части патрубков в переходнике снабжены крепежными резьбовыми элементами для обжатия смотровых трубок и соединения между собой переходника и основания, внутренняя полость которого соединена с дренажной трубкой приемника конечного продукта, а регулятор отбора конденсата выполнен в виде крышки, смонтированной с помощью резьбового соединения на верхнем торце дефлегматора, и полого в виде трубки, жестко соединенного с крышкой штока с заостренной в виде иглы нижней частью, седло которой смонтировано на входе капельницы отбора конденсата, при этом шток регулятора установлен по оси дефлегматора и в верхней части выполнен с радиальными отверстиями, с помощью которых внутренние полости штока и дефлегматора соединены друг с другом, при этом внутренняя полость штока регулятора с помощью его верхнего торцевого отверстия соединена с атмосферой, а с помощью нижнего отверстия с капельницей отбора конденсата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для разделения жидкостей по фракциям с разными температурами кипения и может быть использовано в ректификационных установках.

Известна головка ректификационной колонки, содержащая переходник, магистраль для подвода пара, основание, на котором установлены термометр, дефлегматор и две расположенные на одном уровне капельницы: возвращения флегмы и отбора конденсата, расположенные в смотровых трубках и соединенные с магистралями аналогичного наименования, затвор, установленный в магистрали возвращения флегмы, регулятор отбора конденсата и приемник конечного продукта, соединенный с магистралью отбора конденсата и снабженный дренажной трубкой.

Недостатком указанной головки является ее сложность и низкая плотность компоновки.

Задача изобретения упрощение конструкции и улучшение компоновки.

Это достигается тем, что в известной головке ректификационной колонки, содержащей переходник, магистраль для подвода пара, основание, на котором установлены термометр, дефлегматор и две расположенные на одном уровне капельницы: возвращения флегмы и отбора конденсата, расположенные в смотровых трубках и соединенные с магистралями аналогичного наименования, затвор, установленный в магистрали возвращения флегмы, регулятор отбора конденсата и приемник конечного продукта, соединенный с магистралью отбора конденсата и снабженный дренажной трубкой, капельницы со смотровыми трубками, расположены по обе стороны от магистрали для подвода пара и размещены между основанием и переходником, в торце которого у смотровых трубок выполнено по крайней мере по одному отверстию, с помощью которых внутренние полости смотровых трубок капельниц возвращения флегмы и отбора конденсата соединены соответственно с внутренней полостью переходника и магистралью отбора конденсата, при этом затвор, выполненный из мелкоячеистой сетки с размерами ее ячеек не более 100 мкм, расположен у отверстия возвращения флегмы в торце переходника, а магистраль для подвода пара выполнена в виде двух патрубков, расположенных в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения смотровых трубок, причем патрубки с одной стороны жестко соединены с основанием, а с другой расположены в отверстиях, выполненных в торце переходника, во внутренней полости которого и аналогичной полости основания сформированы выступающие части патрубков, при этом упомянутые части патрубков в переходнике снабжены крепежными резьбовыми элементами для обжатия смотровых трубок и соединения между собой переходника и основания, внутренняя полость которого соединена с дренажной трубкой приемника конечного продукта, а регулятор отбора конденсата выполнен в виде крышки, смонтированной с помощью резьбового соединения на верхнем торце дефлегматора, и полого в виде трубки, жестко соединенного с крышкой, штока с заостренной в виде иглы нижней частью, седло которой сформировано на входе капельницы отбора конденсата, причем шток регулятора установлен по оси дефлегматора и в верхней части снабжен радиальными отверстиями, с помощью которых внутренние полости штока и дефлегматора соединены друг с другом, кроме того, внутренняя полость штока регулятора с помощью его верхнего торцового отверстия соединена с атмосферой, а с помощью нижнего такого же отверстия с капельницей отбора конденсата.

На фиг. 1 представлена общая схема головки ректификационной колонки; на фиг. 2 сечения А-А на фиг. 1.

Головка ректификационной колонки состоит из переходника 1, магистрали для подвода пара, выполненной из двух патрубков 2 и основания 3. На последнем установлены термометр 4, дефлегматор 5 и две, расположенные на одном уровне, капельницы: возвращения флегмы 6 и отбора конденсата 7, расположенные в смотровых трубках 8 и соединенные соответственно с магистралями аналогичного наименования, в частности магистралью отбора конденсата 9 (магистраль возвращения флегмы как таковая из-за ее специфики на фиг. 1 и 2 не обозначена).

Капельницы 6 и 7 со смотровыми трубками 8 расположены по обе стороны от магистрали для подвода пара (ее патрубков 2) и размещены между основанием 3 и переходником 1. Герметичность стыка смотровых трубок 8 с последними обеспечивается прокладками. В торце переходника 1 у смотровых трубок 8 выполнено по крайней мере по одному отверстию 10 и 11. С помощью отверстия 10 внутренняя полость смотровой трубки 8 капельницы возвращения флегмы 6 соединена с внутренней полостью переходника 1, а с помощью отверстия 11 внутренняя полость смотровой трубки 8 капельницы отбора конденсата 7 сообщена с магистралью аналогичного наименования, выполненной в виде трубки 9. Такая трубка для магистрали возвращения флегмы в явном виде отсутствует. В связи с этим магистралью возвращения флегмы можно считать само отверстие 10.

У отверстия возвращения флегмы 10 размещен затвор 12, который выполнен из мелкоячеистой сетки с размерами ее ячеек не более 100 мкм. При смачивании такой сетки флегмой на ней за счет сил поверхностного натяжения образуется жидкостная пленка, выполняющая роль непроницаемой для пара мембраны. Однако с другой стороны эта мембрана не мешает проникновению флегмы из капельницы в переходник 1. Следовательно в изобретении сетчатый затвор обеспечивает движение в патрубках 2 только пара. Этому способствует также и место установки сетчатого затвора у отверстия возвращения флегмы в торце переходника 1. Кроме того, сетчатые затворы по сравнению с затворами сифонного типа требуют для выполнения своих функций гораздо меньшего количества жидкости.

Патрубки 2 расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения смотровых трубок 8. Причем рассматриваемые патрубки с одной стороны жестко соединены с основанием 3, а с другой стороны расположены в отверстиях, выполненных в торце переходника 1. Во внутренних полостях переходника 1 и основания 3 сформированы выступающие части патрубков 13 и 14. Такие выступающие части 13 в основании 1 предотвращают попадание протекающей по основанию флегмы в патрубки для подвода пара 2. Последнее вместе с использованием в изобретении сетчатого затвора превращает систему подвода пара и систему возвращения флегмы в две практически независимые системы.

Выступающие части патрубков 14 в переходнике 1 снабжены крепежными резьбовыми элементами 15, которыми являются сами патрубки, выполненные с резьбой, и упомянутые гайки 15. Герметичность соединения обеспечивается прокладками (на фиг. 1 не обозначены). Перечисленные выше крепежные элементы обеспечивают необходимое обжатие смотровых трубок 8 и соединение между собой основания 3 и переходника 1.

Совмещение в изобретении прямого предназначения патрубков по подводу пара и креплению между собой составных частей головки значительно упрощает ее конструкцию. Крестообразное же размещение между основанием и переходником патрубков 2 и смотровых трубок 8 улучшает общую компоновку головки.

Регулятор отбора конденсата 16 выполнен в виде крышки 17, смонтированной с помощью резьбового соединения на верхнем торце дефлегматора 5, и полого в виде трубки штока 18, который жестко соединен с упомянутой крышкой 17. Шток 18 выполнен с заостренной в виде иглы нижней частью 19, седло которой сформировано на входе капельницы отбора конденсата 7. Шток 18 установлен по оси дефлегматора 5. В верхней части штока 18 выполнены радиальные отверстия 20. Благодаря этим отверстиям внутренние полости штока 18 и дефлегматора 5 соединены друг с другом. В свою очередь, внутренняя полость штока 18 с помощью верхнего торцового отверстия 21 соединена с атмосферой, а с помощью аналогичного нижнего отверстия 22 с капельницей отбора конденсата 7.

Как следует из фиг. 1, регулирование зазора между штоком 18 и его седлом на входе капельницы 7 в изобретении производится крышкой 17, которая как и патрубки 2 помимо своего прямого назначения крышки дефлегматора выполняет роль привода регулятора 16. Применение в последнем штока с иглой позволяет производить более точную регулировку отбора конденсата. Выполнение же дефлегматора 5 и регулятора 16 в одной сборке упрощает конструкцию и улучшает компоновку головки в целом. Шток 18, размещенный во внутренней полости дефлегматора 5, вызывает турбулизацию пара внутри дефлегматора, что улучшает процесс конденсации.

Приемник конечного продукта 23, закрытый герметичной пробкой 24, соединен с магистралью отбора конденсата трубкой 9 и снабжен дренажной трубкой 25. Эта трубка соединена с внутренней полостью основания 3. Причем это соединение в основании (фиг. 1) расположено выше уровня размещения иглы штока 19 и седла капельницы 7 (уровень i). Благодаря этому воздух с парами конечного продукта из приемника 23 подводятся во внутреннюю полость основания 3 для дополнительного охлаждения в дефлегматоре 5 перед выходом в атмосферу через отверстие 21.

Работа головки осуществляется следующим образом.

Пары исходного продукта, поступающие от колонки, попадают сначала в переходник 1, потом по двум патрубкам 2 в основание 3 и затем в дефлегматор 5, на стенках которого конденсируются. Образовавшийся конденсат стекает в основание 3 и из него в капельницы 6 и 7. Далее по обычной методике с помощью регулятора отбора 16 выводят работу колонки на заданный режим.

Работу головки контролируют по показаниям термометра 4 и функционированию обоих капельниц 6 и 7 путем их визуального наблюдения.

Сбор конечного продукта происходит в приемник 23, по мере наполнения которого дренаж воздуха с парами конденсата происходит по трубке 25 во внутреннюю полость основания 3 и далее в дефлегматор 5 для их дополнительного охлаждения. При переполнении приемника 23, закрытого герметичной пробкой 24, потерь конденсата не происходит, так как конденсат, поднимаясь по трубкам 9 и 25 и капельнице 7, наполняет их до уровня i, после чего весь возвращается в колонку через капельницу 6.

Согласно изобретению, головка проста по своей конструкции и обладает плотной компоновкой.