本實用新型涉及石油化工生產(chǎn)中分餾過程的精餾塔裝置，屬于石油化工技術領域。

背景技術：

在化工分離過程中，精餾塔是應用最廣泛的分餾分離設備，但缺陷是投資大、能耗較高，在煉油、石化等行業(yè)中，其能耗占全過程的比例甚至高達70%，設備投資超過50%。

隔板塔作為新型精餾塔，對于多組分精餾具有低能耗和低成本的巨大優(yōu)勢。目前主要應用于三組分混合物分離，隔板塔是在普通的精餾塔中沿塔的縱向設置一塊隔板，隔板將塔體中部分割成左、右兩個等分區(qū)域，相比于普通的精餾塔，隔板塔底部的上升氣體將在隔板兩側(cè)進行分配，隔板兩側(cè)的氣體分配值影響精餾過程中的產(chǎn)品純度和能耗，適當?shù)臍怏w分配值不僅可以降低隔板塔的能耗還可以大幅度地提高精餾產(chǎn)品的純度。

隔板式精餾塔由于其結(jié)構(gòu)和工藝的復雜性，產(chǎn)生了更多的操作自由度，節(jié)能和獲取高純度的產(chǎn)品并非易事，需要系統(tǒng)內(nèi)部變量的可控性更強，致使隔板式精餾塔隔的控制問題成為了阻礙其工業(yè)應用的一個主要因素，特別是將進入隔板塔底部的上升氣體在隔板兩側(cè)進行分配，這個分配值影響精餾過程中的產(chǎn)品純度和能耗，適當?shù)臍怏w分配值不僅可以降低隔板塔的能耗，還可以大幅度地提高精餾產(chǎn)品的純度，兩側(cè)的氣流流量如何分配及有效控制問題成為業(yè)界關注的焦點。相對于普通的精餾塔，隔板式精餾塔需要同時調(diào)節(jié)隔板上端下降到隔板兩側(cè)的液體和塔底上升到隔板兩側(cè)的氣體。由于氣體在隔板兩側(cè)分配調(diào)節(jié)涉及復雜的水力學計算、操作參數(shù)的動態(tài)模擬、氣液兩相流場的分析等一系列計算過程，因而，隔板兩側(cè)氣體的分配調(diào)控存在非常高的難度。

目前，普遍采用氣體在隔板兩側(cè)自由分配的方式，自由分配的比值是由隔板塔內(nèi)部構(gòu)件（如填料高度、塔板層數(shù)、流動通道面積等）和塔內(nèi)的操作工況決定的，塔底的上升氣體將遵循左右兩側(cè)壓降相等的規(guī)律自動地分配到隔板兩側(cè)。

由于進料組成和狀態(tài)的變化以及液體的分配比例等都會成為影響氣體分配的重要因素，因而在隔板兩側(cè)自動分配的氣體流量比值常常不能達到隔板塔最優(yōu)的操作狀況。

氣體分配調(diào)控是設計特殊的內(nèi)構(gòu)件來改變隔板兩側(cè)壓降構(gòu)成來調(diào)節(jié)氣相分配的目的，例如，在隔板的底部安裝一塊可以移動位置的擋板，通過該擋板的位置變化來改變隔板兩側(cè)的流通面積，從而改變氣相分配比，利用內(nèi)構(gòu)件或?qū)⒏舯谄姆胖脕砀淖兏舭鍍蓚?cè)壓降，不但其操作彈性較小、靈敏度低，而且由于擋板移動導致的機械磨損，使得設備不能長周期穩(wěn)定運行。

PCT/US2011/056079專利文獻中公開了一種隔板分餾塔及其氣液流量控制方法，該隔板分餾塔包括塔身、氣相收集及分配結(jié)構(gòu)和液相采集及分配結(jié)構(gòu)，其中，氣相收集及分配主要是通過塔外帶有調(diào)節(jié)閥和流量計的旁路氣相管道，結(jié)合自動控制實現(xiàn)氣體的分配與控制。該技術方案主要缺陷在于：首先，由于氣相引出和氣相再次進入塔內(nèi)均需要在塔內(nèi)設置氣相再分布裝置，所以增加了塔高和內(nèi)件的復雜程度；其次，對于生產(chǎn)處理能力較大的隔板塔，旁路氣相管道的直徑會很大，相關部件安裝和檢修不方便；再次，對于帶有調(diào)節(jié)閥和流量計的旁路氣相管道，不僅增加了塔高，氣體流動壓降的特性也將變得十分復雜，壓降過大會導致隔板下面的降液管液泛，系統(tǒng)將不能正常工作；最后，調(diào)節(jié)閥的尺寸隨著裝置規(guī)模而變化，投資將變得十分昂貴，而且不能在較低阻力降范圍內(nèi)靈敏和準確地調(diào)控氣相流量。

中國專利201320829355.2公布了一種用于隔板塔中的氣體調(diào)配裝置，采用流量檢測裝置、控制器、筒體、隔板、方形隔槽、降液管、進氣通道、方形閥片調(diào)節(jié)機構(gòu)、套筒、轉(zhuǎn)軸、電機和氣體分布機構(gòu)。該裝置主要存在的設計缺陷是：調(diào)節(jié)氣體流量存在調(diào)控性能曲線不規(guī)律，不容易實現(xiàn)微調(diào)，調(diào)節(jié)控制規(guī)律性差，氣量非線性等缺陷；隔板兩側(cè)氣體的阻力降反應會滯后，方形閥片不具備微調(diào)特性，導致方形閥片調(diào)節(jié)機構(gòu)很難實現(xiàn)穩(wěn)健調(diào)節(jié)；由于塔內(nèi)有傳動部件，潤滑和磨損問題較難解決，會影響設備的長周期正常運轉(zhuǎn)。

上述隔板式精餾塔熱耦合工藝操作變量較多，而且許多參數(shù)相互耦合，隔板兩側(cè)的氣體流量和其他變量的物理關系復雜，氣體在隔板兩側(cè)的有效分配和穩(wěn)健控制是保證產(chǎn)品指標和降低能耗的重要手段，急需有先進的技術手段解決這個工業(yè)難題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：

現(xiàn)有精餾塔裝置的操作彈性小、生產(chǎn)技術方案調(diào)整困難和三個以上多組分物料分離裝置投資大、能耗高的難題。

本實用新型解決該技術問題所采用的技術方案是：

帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，包括：由多段非等分隔板精餾塔段、一段或多端氣液調(diào)控器（10）、精餾塔配套本體法蘭（33）構(gòu)成的非等分隔板精餾塔，原料換熱處理單元，塔頂物料處理單元，塔底物料處理單元；其特征在于：非等分隔板精餾塔的非等分隔板精餾塔中段(9)進料口與原料換熱處理單元的原料入口管（7）連接；非等分隔板精餾塔的精餾塔頂（13）通過精餾塔頂部管道（15）和精餾塔頂部物料回流管道（18）與塔頂物料處理單元連接；非等分隔板精餾塔的精餾塔釜（1）通過塔底熱物料循環(huán)管（32）和塔底物料出口管（3）與塔底物料處理單元連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：塔頂物料處理單元由精餾塔頂部管道（15）、精餾塔頂冷卻器（16）、精餾塔頂冷卻器循環(huán)水進出口管（17）、精餾塔頂部物料回流管道（18）、精餾塔頂回流罐（19）、溫度表（14）、壓力表（29）、精餾塔頂部物料出口管（20）、精餾塔頂部物料回流泵（21）及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；精餾塔頂部管道（15）連接精餾塔頂冷卻器（16），精餾塔頂冷卻器（16）連接精餾塔頂回流罐（19），精餾塔頂部物料回流泵（21）入口連接精餾塔頂回流罐（19）下部，精餾塔頂部物料回流泵（21）出口連接精餾塔頂部物料回流管道（18）和精餾塔頂部物料出口管（20）。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：原料換熱處理單元由塔底物料輸送泵（2）、塔底物料出口管（3）、中段物料輸送泵（4）、中段物料出口管（5）、原料塔底物料換熱器（6）、原料入口管（7）、原料中段物料換熱器（8）及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；原料入口管（7）與原料中段物料換熱器（8）和原料塔底物料換熱器（6）的管程依次連接后，與非等分隔板精餾塔中段（9）的進料管連接；塔底物料出口管（3）與塔底物料輸送泵（2）后，與原料塔底物料換熱器（6）的殼程連接，再與精餾塔釜（1）出料管連接；中段物料出口管（5）與中段物料輸送泵（4）后，與與原料中段物料換熱器（8）的殼程連接，再與非等分隔板精餾塔中段（9）的出口管連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：塔底物料處理單元由非等分隔板精餾塔底重沸器熱媒出入口管（30）、非等分隔板精餾塔底重沸器(31)、塔底熱物料循環(huán)管(32) 及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；塔底熱物料循環(huán)管(32)與非等分隔板精餾塔底重沸器(31)管程連接后，與精餾塔釜（1）上部管道連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：非等分隔板精餾塔由精餾塔頂（13）、多段非等分隔板精餾塔段、一段或多段氣液調(diào)控器（10）、精餾塔釜（1）、精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）組成；非等分隔板精餾塔的非等分隔板精餾塔段與氣液調(diào)控器（10）通過精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）連接；一段非等分隔板精餾塔段與一段氣液調(diào)控器（10）連接后，再與另一段非等分隔板精餾塔段連接；精餾塔頂（13）與非等分隔板精餾塔段上段（11）連接，非等分隔板精餾塔下段（26）與精餾塔釜（1）連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：非等分隔板精餾塔段主要由精餾塔段、精餾塔內(nèi)隔板、精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）、精餾塔內(nèi)填料及配套機構(gòu)或塔盤及配套機構(gòu)、進料管、出料管及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；精餾塔內(nèi)隔板將精餾塔內(nèi)腔分隔成容積不等的二部分，二部分容積比例為1：0.95～1：0.60。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：氣液調(diào)控器（10）主要由精餾塔段、熱交換器及進出口管（23）、精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）及配套的閥門、管道、管件、電儀設備控制構(gòu)成；熱交換器是盤管式，或是列管式，管內(nèi)通循環(huán)水或原料。

本實用新型的有益效果是：

1、精餾塔裝置的精餾塔主要是采用多段組合型非等分隔板精餾塔段與氣液調(diào)控器構(gòu)成，在生產(chǎn)生產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)整幅度較大時，可以快速地增加一段或二段組合型非等分隔板精餾塔段和氣液調(diào)控器，提高裝置處理能力，生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品。

2、精餾塔裝置的多段組合型非等分隔板精餾塔段與氣液調(diào)控器間隔安裝，可以通過調(diào)節(jié)氣液調(diào)控器內(nèi)熱交換器的循環(huán)水或物料流量，調(diào)節(jié)氣液分配比例，滿足生產(chǎn)工藝要求。

3、非等分精餾塔段內(nèi)的隔板將精餾塔內(nèi)腔分隔成容積不等的二部分，可以依據(jù)每段精餾塔內(nèi)的物料組分分布進行調(diào)整，使含量的關鍵組分從容積大的精餾塔段分隔腔出料口采出，進一步提高設備利用效率。

4、對于多組分物料，特別是4個組分以上物料的一次性切割分離，本實用新型的帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置可以將每段精餾塔的預留出口管投入使用，分離更多組分。

5、通過原料換熱處理單元使高溫產(chǎn)品的熱量與原料進行熱交換，大大提高了裝置熱量利用效率，降低了裝置能耗。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為本實用新型的帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、精餾塔釜；2、塔底物料輸送泵；3、塔底物料出口管；4、中段物料輸送泵；5、中段物料出口管；6、原料塔底物料換熱器；7、原料入口管；8、原料中段物料換熱器；9、非等分隔板精餾塔中段；10、氣液調(diào)控器；11、非等分隔板精餾塔上段；12、非等分隔板精餾塔上段隔板；13、精餾塔頂；14、溫度表；15、精餾塔頂部管道；16、精餾塔頂冷卻器；17、精餾塔頂冷卻器循環(huán)水進出口管；18、精餾塔頂部物料回流管道；19、精餾塔頂回流罐；20、精餾塔頂部物料出口管；21、精餾塔頂部物料回流泵；22、非等分隔板精餾塔上段物料預留出口管；23、氣液調(diào)控器熱交換器及出入口管；24、非等分隔板精餾塔中段物料出口管；25、非等分隔板精餾塔中段隔板；26、非等分隔板精餾塔下段；27、非等分隔板精餾塔下段隔板；28、非等分隔板精餾塔下段物料預留出口管；29、壓力表；30、非等分隔板精餾塔底重沸器熱媒出入口管；31、非等分隔板精餾塔底重沸器；32、塔底熱物料循環(huán)管；33、精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓。

具體實施方式

下面通過實施例對本實用新型進一步進行說明，但是并不因此限制權(quán)利要求書保護內(nèi)容。

實施例

本實用新型的帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置結(jié)構(gòu)如下：

帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，包括：由多段非等分隔板精餾塔段、一段或多端氣液調(diào)控器（10）、精餾塔配套本體法蘭（33）構(gòu)成的非等分隔板精餾塔，原料換熱處理單元，塔頂物料處理單元，塔底物料處理單元；其特征在于：非等分隔板精餾塔的非等分隔板精餾塔中段(9)進料口與原料換熱處理單元的原料入口管（7）連接；非等分隔板精餾塔的精餾塔頂（13）通過精餾塔頂部管道（15）和精餾塔頂部物料回流管道（18）與塔頂物料處理單元連接；非等分隔板精餾塔的精餾塔釜（1）通過塔底熱物料循環(huán)管（32）和塔底物料出口管（3）與塔底物料處理單元連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：塔頂物料處理單元由精餾塔頂部管道（15）、精餾塔頂冷卻器（16）、精餾塔頂冷卻器循環(huán)水進出口管（17）、精餾塔頂部物料回流管道（18）、精餾塔頂回流罐（19）、溫度表（14）、壓力表（29）、精餾塔頂部物料出口管（20）、精餾塔頂部物料回流泵（21）及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；精餾塔頂部管道（15）連接精餾塔頂冷卻器（16），精餾塔頂冷卻器（16）連接精餾塔頂回流罐（19），精餾塔頂部物料回流泵（21）入口連接精餾塔頂回流罐（19）下部，精餾塔頂部物料回流泵（21）出口連接精餾塔頂部物料回流管道（18）和精餾塔頂部物料出口管（20）。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：原料換熱處理單元由塔底物料輸送泵（2）、塔底物料出口管（3）、中段物料輸送泵（4）、中段物料出口管（5）、原料塔底物料換熱器（6）、原料入口管（7）、原料中段物料換熱器（8）及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；原料入口管（7）與原料中段物料換熱器（8）和原料塔底物料換熱器（6）的管程依次連接后，與非等分隔板精餾塔中段（9）的進料管連接；塔底物料出口管（3）與塔底物料輸送泵（2）后，與原料塔底物料換熱器（6）的殼程連接，再與精餾塔釜（1）出料管連接；中段物料出口管（5）與中段物料輸送泵（4）后，與與原料中段物料換熱器（8）的殼程連接，再與非等分隔板精餾塔中段（9）的出口管連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：塔底物料處理單元由非等分隔板精餾塔底重沸器熱媒出入口管（30）、非等分隔板精餾塔底重沸器(31)、塔底熱物料循環(huán)管(32) 及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；塔底熱物料循環(huán)管(32)與非等分隔板精餾塔底重沸器(31)管程連接后，與精餾塔釜（1）上部管道連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：非等分隔板精餾塔由精餾塔頂（13）、多段非等分隔板精餾塔段、一段或多段氣液調(diào)控器（10）、精餾塔釜（1）、精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）組成；非等分隔板精餾塔的非等分隔板精餾塔段與氣液調(diào)控器（10）通過精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）連接；一段非等分隔板精餾塔段與一段氣液調(diào)控器（10）連接后，再與另一段非等分隔板精餾塔段連接；精餾塔頂（13）與非等分隔板精餾塔段上段（11）連接，非等分隔板精餾塔下段（26）與精餾塔釜（1）連接。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：非等分隔板精餾塔段主要由精餾塔段、精餾塔內(nèi)隔板、精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）、精餾塔內(nèi)填料及配套機構(gòu)或塔盤及配套機構(gòu)、進料管、出料管及配套的閥門、管道、管件、電儀控制設備構(gòu)成；精餾塔內(nèi)隔板將精餾塔內(nèi)腔分隔成容積不等的二部分，二部分容積比例為1：0.95～1：0.60。

根據(jù)上述帶氣液調(diào)控器的多段組合型非等分隔板精餾塔裝置，其特征在于：氣液調(diào)控器（10）主要由精餾塔段、熱交換器及進出口管（23）、精餾塔配套本體法蘭及連接螺栓（33）及配套的閥門、管道、管件、電儀設備控制構(gòu)成；熱交換器是盤管式，或是列管式，管內(nèi)通循環(huán)水或原料。