專利名稱：一種分餾塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分餾設(shè)備，具體的說，本實(shí)用新型涉及一種用于分餾的規(guī)整填料塔。
自一九三七年出現(xiàn)第一種規(guī)整填料以來，用于分餾的規(guī)整填料塔的應(yīng)用得到了廣泛的推廣。但是，現(xiàn)有的規(guī)整填料塔在分離沸點(diǎn)相差很小的餾份時(shí)遇到了較大的困難；精密蒸餾一直是蒸餾工程的一大難題。
填料層間低阻力液體分布結(jié)構(gòu)是影響傳質(zhì)效果的關(guān)鍵，使用合理結(jié)構(gòu)的液體接收器、液體分配器和氣體分配器，可以使填料塔內(nèi)的液體實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的流動(dòng)狀態(tài)、最佳的液體分布，從而達(dá)到最佳的傳質(zhì)效果。因而，強(qiáng)化液體接收器、液體分配器和氣體分配器之間的優(yōu)化組合成為目前填料塔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
中國專利CN2137179Y公開了一種填料塔內(nèi)液體分配器。該實(shí)用新型的液體分配器由貫通于塔截面、彼此平行、獨(dú)立放置的分支長槽組成；分支長槽的下部是起緩沖沉降作用的凹槽，上部是帶豎直降液孔的水平降液面；經(jīng)過預(yù)分配器按比例分配的液體注入每個(gè)分槽的緩沖沉降槽中。液體在沿緩沖沉降槽進(jìn)行主體流動(dòng)的同時(shí)，沿水平降液面上的降液孔降下。該實(shí)用新型的液體分配器能實(shí)現(xiàn)小液體流率的均勻分配。
中國專利CN2175635Y公開了一種填充塔內(nèi)回流比控制裝置。該實(shí)用新型是一種用于化工分餾填充塔內(nèi)回流比控制裝置。它是在填充塔內(nèi)抽出物料處于內(nèi)壁上有固定承托環(huán)，承托環(huán)上排有相互平行且又與塔外連通的條形槽連成的受液篦子，槽口沿橫向鑲有滑軌板；于滑軌板上坐有對(duì)應(yīng)的條形坐椅式折板連成的遮液簾子，其連桿為位移桿穿出塔外懸臂與動(dòng)力設(shè)備連接。遮液簾子在受液篦子上可往復(fù)移位改變二者相對(duì)位置控制回流比，使由上部回流體一部分從受液篦排出塔外，另一部分從受液篦之間間隙回流塔下再分餾。
目前在填料塔中應(yīng)用較多的是多孔管式液體分散器，但多孔管式液體分散器仍存在以下不足支管管徑太細(xì)則管內(nèi)流速偏高，造成液體噴射不均勻；管徑過大雖有利于分散相液體均勻噴出，但卻增大了連續(xù)相的阻力；噴液孔噴出的液柱呈垂直狀態(tài)，但在同一垂線上的珍珠串形液滴通常合并成大液滴，分散效果欠佳。
射流式液體分散器克服了多孔管式液體分散器的缺點(diǎn)。兩者的主要區(qū)別在于多孔管的形狀和射流孔的開孔方位不同。液體分散器的截面積較大使液體分散器內(nèi)的液體流速較低，各小孔噴射出的液體量比較均勻，使分餾塔內(nèi)的液體分布更為合理。但是現(xiàn)有射流式液體分散器從一級(jí)液體分配槽中進(jìn)入二級(jí)液體分配槽的液體實(shí)際上是不等量的，二級(jí)液體分配槽中的液體存在液位差，使從二級(jí)液體分配槽射流孔中射出的液體量不均勻，在一定程度上影響了分餾塔內(nèi)的液體分布，使現(xiàn)有分餾塔分餾沸點(diǎn)相差2℃以內(nèi)的餾份非常困難。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種較現(xiàn)有分餾塔傳質(zhì)效果更佳的分餾塔。所述的分餾塔包括規(guī)整填料、塔體、液體接收器和液體分配器。使用本實(shí)用新型所述的分餾塔可以分餾液相中沸點(diǎn)相差2℃以內(nèi)的餾份，適用于高真空條件下的分離，并可以應(yīng)用于熱敏性物質(zhì)和高純度產(chǎn)品的蒸餾分離。
下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型所述的分餾塔。
本實(shí)用新型所述的分餾塔為等直徑直立塔器，包括規(guī)整填料、塔體、液體接收器和液體分配器。在進(jìn)行分餾時(shí)，氣相介質(zhì)由塔底側(cè)壁上的氣相進(jìn)口進(jìn)入塔內(nèi)，由塔頂?shù)臍庀喑隹诹鞒龇逐s塔；液相介質(zhì)由塔頂?shù)囊合噙M(jìn)料口進(jìn)入分餾塔，由塔底的液相出料口流出分餾塔。
其中所述的規(guī)整填料可以選用金屬絲網(wǎng)波紋型規(guī)整填料、金屬網(wǎng)孔波紋型規(guī)整填料、金屬刺孔波紋型規(guī)整填料、孔板波紋型規(guī)整填料中的一種；其中所述的金屬可以選用不銹鋼、磷銅、黃銅、鋁或低碳鋼等材料。優(yōu)選使用不銹鋼絲網(wǎng)波紋型規(guī)整填料或不銹鋼刺孔波紋型規(guī)整填料中的一種。
所述的規(guī)整填料由支撐柵板支撐；填料壓架浮壓在規(guī)整填料的上表面。
其中本實(shí)用新型所述的液體分配器包括一級(jí)液體分配槽和二級(jí)液體分配槽。一級(jí)液體分配槽為底部有一排與二級(jí)液體分配槽相對(duì)應(yīng)的小孔的長方形槽；二級(jí)液體分配槽為數(shù)個(gè)不同長度的平行放置的錐形底的長方形槽，其槽的兩垂直側(cè)面和兩錐面上開有數(shù)個(gè)小孔；一級(jí)液體分配槽與二級(jí)液體分配槽在分餾塔內(nèi)互相垂直，一級(jí)液體分配槽置于二級(jí)液體分配槽上方；優(yōu)選一級(jí)液體分配槽位于分餾塔橫截面的中部，不同長度的二級(jí)液體分配槽等距均勻的分布在分餾塔中；二級(jí)液體分配槽通過型鋼梁與支撐座固定在塔內(nèi)壁上；二級(jí)液體分配槽的數(shù)量與一級(jí)液體分配槽底部的小孔數(shù)量相一致，一級(jí)液體分配槽底部的小孔分別對(duì)準(zhǔn)其下方的二級(jí)液體分配槽；在分餾塔內(nèi)靠近塔壁的部位使用長度較短的二級(jí)液體分配槽，遠(yuǎn)離塔壁的部位使用長度較長的二級(jí)液體分配槽；根據(jù)實(shí)際的需要，可以增加或減少一級(jí)液體分配槽底部的小孔數(shù)量，相應(yīng)的也需要增加或減少二級(jí)液體分配槽的數(shù)量；相臨二級(jí)液體分配槽之間通過一個(gè)或幾個(gè)連通槽或連通管相連，優(yōu)選使用兩個(gè)連通槽或連通管連接。在二級(jí)液體分配槽的兩垂直側(cè)面和兩錐面上開有數(shù)排小孔，優(yōu)選為在二級(jí)液體分配槽的兩垂直側(cè)面上各開一橫排或兩橫排小孔，在二級(jí)液體分配槽底部的兩錐面上各開一橫排小孔。二級(jí)液體分配槽的兩垂直側(cè)面上小孔的孔徑略大于兩錐面上小孔的孔徑，以保證形成不同射程的多股液流，使整個(gè)塔截面獲得網(wǎng)格狀的均勻液體分布。
其中本實(shí)用新型所述的液體接收器包括集液圈和集液瓦。所述的集液瓦為一組相互平行、均勻分布、不同長度、其側(cè)截面為S形的集液瓦片。所述的集液圈為環(huán)狀的集液槽。在靠近分餾塔壁的一側(cè)放置較短的集液瓦，在遠(yuǎn)離分餾塔壁的一側(cè)使用較長的集液瓦；集液瓦之間間隔一定的空隙，所形成的條形間隙就是氣相的通道；優(yōu)選集液瓦等距均勻的分布在分餾塔中；每一個(gè)集液瓦的兩端固定在集液圈上。集液圈上有一孔，該孔通過導(dǎo)管與位于其下方的一級(jí)液體分配槽連通。
上層規(guī)整填料流下的液體由集液瓦收集后，大量的液相介質(zhì)由集液瓦兩端流入集液圈，再通過集液圈下部的孔引至集液瓦下的一級(jí)液體分配槽進(jìn)行第一級(jí)分配；少量的液相介質(zhì)直接由集液瓦濺出或由集液瓦上的凹槽上溢出；集液瓦濺出或溢出的液流與二級(jí)液體分配槽射出的液流共同使分餾塔內(nèi)的液體分布更為優(yōu)化。
在進(jìn)行分餾時(shí)，液相介質(zhì)由塔頂?shù)囊合噙M(jìn)料口進(jìn)入分餾塔后，直接進(jìn)入一級(jí)液體分配槽，再由一級(jí)液體分配槽分配入二級(jí)液體分配槽，最后灑入二級(jí)液體分配槽下面的規(guī)整填料中。在分餾塔的中段，由規(guī)整填料中流下的液相介質(zhì)先由集液瓦收集，再由集液瓦流至集液圈，最后由集液圈下部的孔引至集液瓦下面的一級(jí)液體分配槽進(jìn)一步分配。
本實(shí)用新型所述的分餾塔中的規(guī)整填料的高度由理論塔盤數(shù)經(jīng)計(jì)算后確定。
本實(shí)用新型所述的分餾塔可以由不超過7組的規(guī)整填料組合組成。
本實(shí)用新型所述的分餾塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，分餾塔內(nèi)的阻力降很小，使所述的分餾塔可以應(yīng)用于高真空、高純度情況下的蒸餾分離，也可以應(yīng)用于熱敏物料的分離。
使用本實(shí)用新型所述的分餾塔還可以根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)分餾塔內(nèi)的真空度、蒸汽量以及塔頂回流量，進(jìn)而控制氣、液相介質(zhì)在物料進(jìn)出口的溫度。
由于本實(shí)用新型所述的分餾塔較現(xiàn)有分餾塔其傳質(zhì)效果更好，所以，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明可以用于分離液相介質(zhì)中沸點(diǎn)溫度差小于2℃的餾份。現(xiàn)有分餾塔難以分離的物質(zhì)，本實(shí)用新型所述的分餾塔可以較容易的將其分離。


圖1為本實(shí)用新型所述的分餾塔其正剖面的示意圖。
圖2為本實(shí)用新型所述的分餾塔其A-A橫截面的剖視圖。
圖3為本實(shí)用新型所述的分餾塔其B-B橫截面的剖視圖。
與現(xiàn)有的分餾塔相比，本實(shí)用新型所述的分餾塔具有如下優(yōu)良效果1．本實(shí)用新型所述的二級(jí)液體分配槽之間通過一個(gè)或幾個(gè)連通槽或連通管相連，使二級(jí)液體分配槽中的液面高度相同，使各二級(jí)液體分配槽中噴灑出的液體量比較均勻，液相介質(zhì)均勻的進(jìn)入規(guī)整填料層，保證了液相介質(zhì)在規(guī)整填料層中始終處于最佳的分散狀態(tài)。
2．本實(shí)用新型所述二級(jí)液體分配槽的兩垂直側(cè)面上小孔的孔徑略大于兩錐面上小孔的孔徑，使分餾塔內(nèi)形成不同射程的多股液流，可以使整個(gè)分餾塔截面獲得網(wǎng)格狀的均勻液體分布，使規(guī)整填料層中的液體分布效果更佳。
3．本實(shí)用新型所述的集液瓦收集由上部規(guī)整填料流下的不規(guī)則液流后，大量的液相介質(zhì)由集液瓦兩端流入集液圈，再引至集液瓦下的一級(jí)液體分配槽進(jìn)一步分配，少量的液相介質(zhì)直接由集液瓦濺出或由集液瓦上的凹槽上溢出；與二級(jí)液體分配槽射出的液流共同作用使分餾塔內(nèi)的液體分布更為優(yōu)化，傳質(zhì)效果更好。
4．本實(shí)用新型所述的集液瓦的設(shè)計(jì)使氣相介質(zhì)由分餾塔底部向上運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力更低，氣體分布更加均勻。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的分餾塔進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
本實(shí)用新型所述的分餾塔為等直徑直立塔器，包括規(guī)整填料[6]、支架、液體接收器和液體分配器。在進(jìn)行分餾時(shí)，氣相介質(zhì)由塔底側(cè)壁上的氣相進(jìn)口[10]進(jìn)入塔內(nèi)，由塔頂?shù)臍庀喑隹赱9]流出分餾塔；液相介質(zhì)由塔頂?shù)囊合噙M(jìn)料口[8]進(jìn)入分餾塔，由塔底的液相出料口[11]流出分餾塔。
其中所述的規(guī)整填料[6]優(yōu)選使用不銹鋼絲網(wǎng)波紋型規(guī)整填料或不銹鋼刺孔波紋型規(guī)整填料中的一種。
本實(shí)用新型所述的液體分配器包括一級(jí)液體分配槽[1]和二級(jí)液體分配槽[3]。一級(jí)液體分配槽[1]為底部有一排小孔的長方形槽；二級(jí)液體分配槽[3]為數(shù)個(gè)不同長度的平行放置的長方形錐底槽，其槽的兩垂直側(cè)面和兩錐面上開有小孔。本實(shí)用新型所述的液體接收器包括集液圈[4]和集液瓦[2]。所述的集液瓦[2]為一組不同長度、其側(cè)截面為S形的集液瓦片。所述的集液圈[4]為環(huán)狀的集液槽。所述的規(guī)整填料[6]由支撐柵板[5]支撐；填料壓架[7]浮壓在規(guī)整填料[6]的上表面。
權(quán)利要求1．一種分餾塔，為等直徑直立塔器，包括規(guī)整填料[6]、塔體、液體接收器和液體分配器，其特征在于所述的液體分配器包括一級(jí)液體分配槽[1]和二級(jí)液體分配槽[3]；一級(jí)液體分配槽[1]為底部有一排與二級(jí)液體分配槽[3]相對(duì)應(yīng)的小孔的長方形槽；二級(jí)液體分配槽[3]為數(shù)個(gè)不同長度的平行放置的錐形底的長方形槽，其槽的兩垂直側(cè)面和兩錐面上開有數(shù)個(gè)小孔；相臨二級(jí)液體分配槽[3]之間通過一個(gè)或幾個(gè)連通槽或連通管相連，一級(jí)液體分配槽[1]與二級(jí)液體分配槽[3]在分餾塔內(nèi)互相垂直，一級(jí)液體分配槽[1]置于二級(jí)液體分配槽[3]上方；其中所述的液體接收器包括集液圈[4]和集液瓦[2]；所述的集液瓦[2]為一組相互平行、均勻分布、不同長度、其側(cè)截面為S形的集液瓦片；所述的集液圈[4]為環(huán)狀的集液槽。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，所述的規(guī)整填料[6]為金屬絲網(wǎng)波紋型規(guī)整填料、金屬網(wǎng)孔波紋型規(guī)整填料、金屬刺孔波紋型規(guī)整填料、孔板波紋型規(guī)整填料中的一種。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的分餾塔，其特征在于，所述的金屬為不銹鋼、磷銅、黃銅、鋁或低碳鋼中的一種。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，所述的規(guī)整填料[6]為不銹銅絲網(wǎng)波紋型規(guī)整填料或不銹鋼刺孔波紋型規(guī)整填料中的一種。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，所述的規(guī)整填料[6]由支撐柵板[5]支撐；填料壓架[7]浮壓在規(guī)整填料[6]的上表面。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，在二級(jí)液體分配槽[3]的兩垂直側(cè)面上各開一橫排或兩橫排小孔，在二級(jí)液體分配槽[3]底部的兩錐面上各開一橫排小孔。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，二級(jí)液體分配槽[3]的兩垂直側(cè)面上小孔的孔徑大于兩錐面上小孔的孔徑。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，相臨二級(jí)液體分配槽[3]之間通過兩個(gè)連通槽或連通管相連。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，所述的分餾塔由不超過7組的規(guī)整填料組合組成。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分餾塔，其特征在于，所述的規(guī)整填料[6]為不銹鋼絲網(wǎng)波紋型規(guī)整填料或不銹鋼刺孔波紋型規(guī)整填料中的一種；規(guī)整填料[6]由支撐柵板[5]支撐；填料壓架[7]浮壓在規(guī)整填料[6]的上表面；在二級(jí)液體分配槽[3]底部的兩錐面上各開一橫排小孔，兩垂直側(cè)面上小孔的孔徑大于兩錐面上小孔的孔徑；一級(jí)液體分配槽位于分餾塔橫截面的中部，不同長度的二級(jí)液體分配槽等距均勻的分布在分餾塔中；集液瓦等距均勻的分布在分餾塔中。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種較現(xiàn)有分餾塔傳質(zhì)效果更佳的分餾塔。所述的分餾塔包括規(guī)整填料、塔體、液體接收器和液體分配器。液體分配器包括一級(jí)液體分配槽和二級(jí)液體分配槽。液體接收器包括集液圈和集液瓦?，F(xiàn)有分餾塔難以分離的物質(zhì),本實(shí)用新型所述的分餾塔可以較容易的將其分離。使用本實(shí)用新型所述的分餾塔可以分餾液相中沸點(diǎn)相差2℃以內(nèi)的餾份,并適用于高真空條件下的分離,還可以應(yīng)用于熱敏性物質(zhì)和高純度產(chǎn)品的蒸餾分離。
文檔編號(hào)B01D3/14GK2423942SQ00209109
公開日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月11日
發(fā)明者劉一峰, 談鐘駿, 吳梅英, 張寶蘭, 安翠玲, 鄭澤恒, 董令文, 施玲, 肖青 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石油化工集團(tuán)公司北京化工研究院