ВЕРТИКАЛЬНЫЙ АДСОРБЕР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БУТАНОВОЙ ФРАКЦИИ

Полезная модель относится к оборудованию для проведения адсорбционного разделения бутановой фракции на изобутан и н-бутан на адсорбенте - цеолите в виде гранул диаметром 3 мм, расположенном вертикально по высоте адсорбера.
Известен адсорбер, содержащий корпус с крышкой и днищем и расположенный между ними слой адсорбента, по а.с. СССР №516415, B01D 53/02 от 23.01.74.
Недостатком известного адсорбера является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки или разделения газового потока от целевого компонента.
1
1
1
2
1
2
Близким техническим решением к заявляемому объекту является вертикальный адсорбер, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, в крышке смонтированы загрузочный люк, патрубок для подачи исходной смеси с распределительной сеткой, патрубок для отвода паров при десорбции и патрубок для предохранительного клапана, при этом в средней части корпуса установлены балки с опорами, которые поддерживают колосниковую решетку. На колосниковой решетке уложен слой гравия, вместо которого могут быть использованы два слоя сетки из нержавеющей стали. Слой адсорбента расположен между слоем гравия (слоями сетки из нержавеющей стали) и сеткой, на которой расположены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции. Выгрузку отработанного адсорбента осуществляют через разгрузочный люк в корпусе. В днище смонтирован барботер и смотровой люк с патрубком для отвода конденсата и подачи воды. Барботер выполнен тороидальной формы и закреплен на конической поверхности днища посредством распорок. Патрубок для отвода очищенного газа расположен на конической поверхности днища. Процесс адсорбции и десорбции протекает при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: отношение высоты H цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин: H/D=0,73-1,1; отношение высоты H цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: H/S=:220-275; отношение высоты слоя адсорбента H к высоте H цилиндрической части корпуса находится в оптимальном соотношении величин: H/H=0,22-0,55; отношение высоты слоя адсорбента H к высоте H слоя гравия находится в оптимальном соотношении величин: H/H=5,0-12,0 (Патент РФ №247153, B01D 53/02, 10.01.13 г.).
Недостатком известного адсорбера считается неравномерность расположения слоя адсорбента по высоте при загрузке его в адсорбер.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества разделения бутановой фракции.
Указанная задача достигается тем, что в вертикальном адсорбере для разделения бутановой фракции, содержащем цилиндрический корпус с крышкой и днищем, при этом в крышке смонтированы загрузочный люк, патрубок для подачи исходной смеси бутана с распределительной сеткой, патрубок для отвода н-бутана при десорбции и патрубок для предохранительного клапана, а в средней части корпуса установлены балки с опорами, поддерживающие колосниковую решетку, на которой уложены два слоя сетки из нержавеющей стали, при этом слой адсорбента расположен между двумя слоями сетки из нержавеющей стали и сеткой, на которой расположены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции, при этом в корпусе расположен разгрузочный люк, а в днище смонтирован смотровой люк, патрубок для подачи метановой фракции при десорбции и патрубок для отвода изобутана при адсорбции и отработавшего газа - азота при охлаждении, который расположен на конической поверхности днища, согласно полезной модели, к колосниковой решетке при помощи подшипников присоединен электромагнит, создающий горизонтальные виброколебания колосниковой решетки.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведена схема работы адсорбера с основными элементами его конструкции. Устройство вертикального адсорбера.
Вертикальный адсорбер имеет цилиндрический корпус 1 с коническими крышкой 2 и днищем 3. В крышке 2 смонтированы загрузочный люк 4, патрубок 5 для подачи исходной смеси - бутановой фракции и охлаждающего газа - азота через распределительную сетку 6, патрубок 7 для отвода н-бутана при десорбции и патрубок 8 для предохранительного клапана. В средней части корпуса установлены балки 9 с опорами 10, поддерживающими колосниковую решетку 11, на которой уложены два слоя сеток из нержавеющей стали 12. Слой адсорбента 13 - цеолит в виде гранул диаметром 3 мм расположен между двумя слоями сеток из нержавеющей стали 12 (вместо слоя гравия) и сеткой 14, на которой расположены грузы 15 для предотвращения уноса адсорбента 13 при десорбции. Выгрузка отработанного адсорбента 13 осуществляется через разгрузочный люк 16, установленный в корпусе. В днище 3 смонтирован смотровой люк 17 с патрубком 18 для отвода конденсата, патрубок 19 - для подачи метановой фракции при десорбции и патрубок 20 для отвода изобутана при адсорбции и отработавшего газа - азота при охлаждении. Устанавливается адсорбер на подставку при помощи опорного кольца 21. К колосниковой решетке 11 при помощи подшипников 22 присоединен электромагнит 23, имеющий сердечник 24. К электромагниту 23 с другой стороны присоединяется пружина 25, опирающаяся на неподвижную опору 26.
Адсорбер работает следующим образом.
Бутановая фракция на разделение подается в верхнюю часть аппарата через патрубок 5 для подачи исходной смеси через распределительную сетку 6. Изобутан, отделенный от н-бутана, выводится из адсорбера через патрубок 20. Адсорбент 13 - цеолит в виде гранул диаметром 3 мм загружается через загрузочный люк 4, а отработанный адсорбент удаляется через разгрузочный люк 16. Десорбция осуществляется путем подачи через патрубок 19 метановой фракции. Патрубок 7 предназначен для отвода н-бутана при десорбции, а в патрубок 8 устанавливается предохранительный клапан для безаварийного протекания процесса.
Предлагаемая конструкция адсорбера позволяет повысить равномерность распределения адсорбента по высоте адсорбера за счет присоединения электромагнита 23 к колосниковой решетке 11 при помощи подшипников 22. К электромагниту 23 с другой стороны присоединяется пружина 25, опирающаяся на неподвижную опору 26. Сердечник электромагнита 24 образует магнитное поле, которое притягивает колосниковую решетку 11, при этом электромагнит 23 упирается в пружину 25, вызывая ее сжатие. По достижении максимального сжатия, пружина 25 начинает разжиматься, возвращая электромагнит 23 в исходное положение, тем самым, вызывая горизонтальные виброколебания колосниковой решетки 11. В результате виброколебаний, поступающий в адсорбер через загрузочный люк 4 адсорбент равномерно распределяется по колосниковой решетке, образуя равномерный слой по высоте.
В отличие от аналогов предлагаемая полезная модель позволяет повысить качество разделения бутановой фракции за счет равномерного распределения адсорбента по высоте посредством использования электромагнита, позволяющего создавать горизонтальные виброколебания колосниковой решетки.