CN102271798B - 去夹带装置 - Google Patents

Abstract

公开了用于从蒸汽流中有效地除去夹带的液体的去夹带装置，这些去夹带装置在蒸馏塔和其它包括汽-液接触装置的设备中有效。这些去夹带装置的特别有代表性的应用是在具有并流接触模块的蒸馏(或分馏)塔中，其中液体和蒸汽进入模块的并流流道中。去夹带装置可例如与不平行的接触级或其它类型高通量塔盘一起使用。

Description

去夹带装置

技术领域

本发明涉及用于如在分馏或其它传质和/或传热操作中实施汽-液接触的接触设备。更具体地，本发明涉及用于分离特别是用于高通量汽-液接触设备中蒸汽流所夹带的液体的去夹带装置(de-entrainment device)。

背景技术

汽-液接触装置如分馏塔盘和填料，尤其是在石油和石化工业中用来实施各种各样的分离。例如，利用分馏塔盘将碳氢化合物分离成具有类似相对挥发性或沸点的馏分。这些馏分包括石油炼制和石化加工的原油衍生的制品如石脑油、柴油燃料、LPG(液化石油气)和聚合物。在某些情况下，塔盘被用来将特定化合物与具有相同化学或功能类的其它化合物分离，例如醇类、醚类、烷基芳香烃类、单体、溶剂、无机化合物等。塔盘也用于气体加工和吸收式分离操作。已经研制出了各种各样的具有不同优点和缺点的塔盘和其它接触装置。

分馏塔盘和填料是在蒸馏设备例如在上述应用中使用的常规汽-液接触装置的主要形式。在塔盘的情况下，典型的分馏塔利用10-250个这些接触装置，视分离的方便性(相对挥发性差异)和所希望的产品纯度而定。常常，塔中每个塔盘的结构相同，但也众所周知，就垂直相邻的塔盘而论，结构可以不同(例如，交替)。各塔盘通常以均匀垂直距离(称之为塔的塔盘间距)水平地安装。然而，该距离在塔的不同区段可以不同。塔盘常常由焊接到塔壁的内表面上的环支承。

传统地，分馏是在具有总体向下的液流和向上蒸汽流的交叉流接触装置或逆流接触装置中进行。在设备中某些点处，使蒸汽相和液相接触以允许蒸汽相和液相交换组分，并达到或尽可能接近相互汽-液平衡。然后蒸汽和液体被分离，朝它们各自的方向移动，并在不同级处再与另外数量的合适流体接触。在许多常规汽-液接触装置中，蒸汽和液体在每一级处以交叉流方式接触。可选的设备与传统的多级接触系统不同之处在于，尽管设备中的总体流动持续是逆流，但在液相和蒸汽相之间实际接触的每一阶段都至少部分地在并流传质区中实施。

在利用常规塔盘的分馏过程期间，在塔的底部处所产生的蒸汽穿过支承一定量液体的塔板盖板区上散布的大量小穿孔升起。蒸汽穿过液体的通道产生一层称之为泡沫的气泡。泡沫的高表面积有助于在塔盘上蒸汽相和液相之间建立组成平衡。然后让泡沫分离成蒸汽和液体。在传质期间，蒸汽将较不易挥发的材料传递给液体，并因此随着它向上穿过每个塔盘而变得稍微更易挥发。同时，液体中较不易挥发的化合物的浓度随着液体向下在塔盘之间移动而增加。液体与泡沫分离并向下移动到下一个下部塔盘。这种连续的泡沫形成和汽-液分离在每个塔盘上实施。因此，汽-液接触装置具有使上升的蒸汽与液体接触和然后让两相分离并朝不同方向流动的两种功能。当各步骤在不同的塔盘上实施合适的次数时，能达到分离的多个平衡阶段，从而基于化合物的相对挥发性有效地分离化合物。

在致力于改善这些分离时已经研究出了许多不同类型的包括填料和塔盘的汽-液接触装置。不同的装置往往会有不同的优点。例如，多降液管塔盘具有高蒸汽和液体通量和在相当大的工作速率范围内有效地运作的能力。结构式填料往往会有低压降，因而使它们在低压操作或真空操作中有用。穿孔盖板是有效的接触装置，但尤其是在较小盖板区中使用时，即使相对开口面积高，也可在塔中引起高压降。用来评估任何汽-液接触装置的性能的两个重要参数是通量和效率。然而，如果例如在从再沸器回路或中间进料流入口到上部汽-液接触装置的上升蒸汽中夹带相当大量的液体，则可能损害通量和效率二者。

众所周知的汽-液接触装置的特例包括例如在US6682633中描述的用于在若干放置成水平层的结构单元中蒸汽和液体的并流接触的那些例子。US5837105和相关的US6059934公开了一种具有横跨塔盘散布的多个并流接触区段的分馏塔盘。

解决上述问题和其它考虑的其它装置和包括这些装置的设备在US7424999中已说明，因而包括在本文中作为参考。这些装置是在水平级中的接触模块，并与常规的塔盘状构造不同。一级的模块相对于下级、上级或二者的模块旋转成不平行。接触模块包括至少液体分配器(降液管)和除雾器(汽-液分离器)，它们一起限定接触体积，亦即并流流道。上行的蒸汽进入该接触体积并夹带从液体分配器排放的液体。上行的蒸汽和所夹带的液体在接触体积中并流式运送到除雾器，该除雾器隔开或分离蒸汽和液体，使得在接触之后这些流能分开地分别向上和向下流动。从除雾器流出的液体流到接收盘上，然后穿过管道向下流动。与一个接收盘相关的每个管道使液体流到下级接触级的单独的降液管中。从除雾器流出的蒸汽流到接收盘上方的流体传送体积中，然后流到上级接触级的接触体积中。

在具有汽-液接触装置的蒸馏塔和其它设备(例如吸收塔和急冷塔)中，在上升的蒸汽流中夹带液体在塔或设备的所有区段中都是不希望有的。例如，来自进料口或再沸器返回口的蒸汽常常包含具有不代表与设备的接触级有关的组成的夹带液体。因此向上夹带这种液体对塔或其它设备的整体操作不利，因为这导致由于增加了穿过接触级的液体输送而损失塔通量及由于夹带液体不代表其所流向的接触级的组成而损失效率。液体夹带的这些不利效果在含有高通量装置的塔或设备如US7424999中所说明的那些中尤其成问题，在该塔或设备中高蒸汽表面速度/表观速度大大增加了通过重力从蒸汽中分离夹带液体的难度。

因此，在该领域中需要有可有效地去夹带或分离夹带液体的装置，尤其是在含有汽-液接触装置的塔或其它设备的规定部分中，和尤其是高通量装置。常常，对这些去夹带装置的需要在与再沸器返回路线连通的蒸馏塔底部区段以及进料流引入处附近的区段(该区段在引入位置处可包括蒸汽馏分和液体馏分二者)中是有重要意义的。

发明内容

本发明与发现用于有效地从蒸汽流中除去夹带的液体的去夹带装置有关。这些去夹带装置在蒸馏塔和包括汽-液接触装置的其它设备中是有作用的。这些去夹带装置的特别有代表性的应用是在具有并流接触模块的蒸馏(或分馏)塔(如US7424999中所说明的那些)中，其中液体和蒸汽进入模块的并流流道。所述模块可例如在具有用于将液体从一级传送到下一个下级的结构的不平行接触级中使用而不降低液体处理能力。这些模块使得有效地使用供液体流动和接触的塔空间，以便达到高通量、高效率和低压降。

例如，当夹带的液体的组成与接触级有关的组成不接近时，如果需要，模块的这些优点尤其是与它们的使用有关的高蒸汽和液体流动也能使除去不希望的液体的能力变复杂。这种组成不匹配例如当液体从下接触级或者塔外部流(管路或管道)如进料口或再沸器返回口向上被夹带时能发生，如上所述。这种液体的向上夹带还增加液体穿过其所流至的接触级的运输量并导致塔通量损失。为了解决汽-液接触通量和效率及设备总体性能的损失，需要有效的去夹带装置。

这些去夹带装置能设在蒸馏塔或其中希望防止带走液体的汽-液接触设备的任何区段中。特别有利的一个区段是在塔底区段中，其中除去从再沸器升起的夹带液体常常是有益的。有利地，去夹带装置可以设计用于与在整个蒸馏塔中多种情况下所用的汽-液接触装置类型相容。例如，有代表性的去夹带装置可以包括具有去夹带模块的去夹带级，该去夹带模块与包括多个具有接触模块的级的设备中的正上方的下部接触模块不平行对准，例如相对于该下部接触模块旋转，所述接触模块也处于类似的不平行对准。有利地，该下部接触模块中的结构如管道可以与去夹带装置接合或处于流体连通。可选地，去夹带装置可以配置用于与其它高通量汽-液接触装置(包括MD^TM塔盘、ECMD^TM塔盘、或常规多程塔盘)相容，这样使得从这些装置回收的液体流到去夹带装置的降液管，该降液管绕开/避开/旁通于(bypass)去夹带流道。

本发明的各方面尤其有关于模块化构造的去夹带装置，其中，从紧接的上级引入到去夹带模块的液体分配器或降液管的入口中的液体能避开去夹带流道，该去夹带流道在没有合适的提供所希望的旁通的液体导管时另外用作并流流道。所述降液管可以与一个或多个导管成为一体(亦即降液管和一个或多个导管可以形成为单件式或者可以焊接、螺栓固定、用带固定、或用其他方法紧固或固定(例如以密封方式))。按照可选的实施例，所述降液管可以给一个或多个导管进料或与一个或多个导管处于液体连通而不实际附接。例如，所述降液管的出口可以接近一个或多个导管，以便从导管上方或者从一个或多个导管内将液体排放到该导管中(例如，在降液管的出口位于一个或多个导管的入口内部的情况下)。

按照代表性的实施例，所述导管垂直地穿过去夹带流道足够的距离以避免穿过去夹带模块的降液管流动的液体与上升蒸汽的显著接触。所述导管优选地延伸在去夹带级的液体接收盘下方，以使(通常通过出口排放到并流流道的底部(在并流汽-液接触装置的情况下)的)来自降液管的液体有效地旁通于该去夹带流道。在代表性的实施例中，导管在接收盘下方延伸到一深度，该深度至少等于(如从对应于一个或多个接收盘的平面的水平面(例如底部垂直位置)到对应于一个或多个除雾器或除雾器排的顶部的水平面(例如顶部垂直位置)所测得的)去夹带模块的高度。在另一些实施例中，导管延伸的深度为该高度的至少25％(例如从25％到500％)，至少50(例如从50％到300％)，或至少75％(例如从75％到150％)。导管可以具有若干可能的横断面形状，包括圆形、椭圆形、矩形(例如方形)、或多边形。

因此，本发明的一些实施例涉及能例如在高通量汽-液接触应用(例如，分馏塔和其它汽-液接触设备)中使用的去夹带装置。按照一个实施例，用于分离夹带的液体(例如在蒸馏塔底部区段处)的去夹带装置包括具有至少一个去夹带模块的去夹带级。该模块包括至少一个降液管，该降液管与旁通去夹带流道的导管成为一体或者具有接近该导管的出口。该导管还可以如上所述表征。所述模块还包括除雾器和至少一个管道，该除雾器具有接近去夹带流道的入口表面和在接收盘上方的出口表面，所述至少一个管道具有与接收盘流体连通的上端。

在另一个实施例中，去夹带级，除了具有防带走模块之外，还具有多个接收盘。去夹带模块包括一对基本上平行的、间隔开的除雾器和位于除雾器之间的降液管，该降液管与旁通于一对去夹带流道的导管成为一体或具有接近该导管的出口。该实施例可以具有特征：(i)除雾器的入口表面处于与去夹带流道流体连通，(ii)除雾器具有在去夹带级的多个接收盘的单独的接收盘上方的出口表面，和/或(iii)每个接收盘都具有至少一个管道。

本发明的另一些实施例涉及包括上述任何去夹带装置的汽-液接触设备(例如蒸馏塔或分馏塔)。按照特定的实施例，去夹带装置设在具有下部接触模块(例如高通量汽-液接触模块)的下部接触级的下方。下部接触模块可以相对于去夹带模块旋转，例如处于具有旋转角度(例如90°或正交)的不平行对准，该旋转角度等于设备内相邻级的其它汽-液接触模块之间的旋转角度。也可以使用不同的旋转角度。

在其中去夹带装置与下部(或下级)高通量接触模块结合使用的代表性实施例中，该下部接触模块包括至少一个降液管及除雾器，该降液管具有接近至少一个并流流道的出口，该除雾器具有接近并流流道的入口表面和在接收盘上方的出口表面。下部接触模块还具有至少一个管道，该管道具有上端和下端，所述上端与接收盘流体连通。有利地，该下部接触模块的每个管道的下端可以处于与去夹带装置的单独的降液管流体连通并因此接合该单独的降液管(例如，使得下部接触模块安置成将液体送到去夹带装置的去夹带模块中)。

在另一个代表性的实施例中，该下部接触模块包括一对间隔开的基本上平行的除雾器和位于除雾器之间的降液管，该降液管与除雾器的入口表面一起限定一对并流流道。按照该实施例，除雾器的入口表面处于与并流流道流体连通，降液管具有处于与并流流道流体连通的出口，除雾器具有在下部接触级的分开的接收盘上方的出口表面。每个接收盘都具有至少一个管道，一个接收盘的每个管道都提供至去夹带模块的降液管的流体连通。

代表性的去夹带装置有利地具有模块化结构，模块的总数主要由其中所用的容器的尺寸(例如塔直径)及正常使用时所遇到的流体速率和特性决定。上述任何实施例的去夹带级都包括至少一个模块(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个模块)，每个模块都具有与两个除雾器有关的降液管。代表性的去夹带级具有若干与接收盘平行交替排列的模块，此处一级中接收盘的总数由于在每一级的两端上末端接收盘的布置而一般超过降液管的总数一个。

本发明的另一些实施例涉及用于使蒸汽流和液体流接触的方法，该方法包括使蒸汽流和液体流通过包括如本文所述的去夹带装置的设备中的并流流道。有利地，使用去夹带装置以高去夹带效率(亦即从上升的蒸汽中分离夹带的液体)有助于高效高通量汽-液接触模块提高处理高蒸汽和液体载荷的能力，同时占据较小的塔空间。

本发明的这些和另一些实施例从下面详细说明得知。

附图说明

图1是包括具有接触模块的接触级、带有下部接触级和去夹带级的代表性设备的示意性截面视图。

图2是代表性的单个去夹带模块的示意性截面视图。

图3是单个下部接触级的俯视图。

图4是示出去夹带级包括两个去夹带模块和有关部件的设备的示意性截面视图。

图5是去夹带级的俯视图。

图6示出穿过去夹带流道的夹带液体流和上升蒸汽流二者。

图7示出包含若干汽-液接触级的蒸馏塔和在塔的底部处具有去夹带级的去夹带装置。

图8示出带有与高通量塔盘结合使用的去夹带装置的蒸馏塔。

在整个附图中自始至终使用相同的标记来说明相同或类似的零部件。附图被理解为用于说明本发明和/或所包括的原理。如具有本公开的知识的本领域技术人员很容易明白的，按照本发明的不同的另一些实施例，设备、去夹带模块或相关的设备具有部分地由它们的特殊用途所决定的配置和部件。

具体实施方式

图1示出本发明的并流式汽-液接触设备，该设备在容器10内包括若干级，其中包括中间接触级8、下部接触级12和去夹带级14。容器10可以是例如蒸馏塔、吸收器、直接接触式换热器或其它用来实施汽-液接触的容器。容器10包含分别是下部接触级12和去夹带级14，及可选的收集器/分配器。分馏塔或蒸馏塔通常包含10-250个或更多的与下部接触级12类似或相同的接触级，并可以具有一个或多个去夹带级14，这视塔的任何特定区段中所夹带的液体的分离需要而定，如上所述。用于去夹带级14的通常位置是在塔的塔区段(例如，在中间加料部分上方)或塔底的下方，和尤其是邻近再沸器返回口。也可以靠近任何入口流如塔加料流使用去夹带级。这些级的去夹带模块20的设计可以横贯去夹带级基本上是均匀的，但去夹带模块20在宽度和/或高度方面也可以不同。为简单起见，在图1中仅示出三级，亦即中间接触级8和下部接触级12，而去夹带级14在该实施例中位于下部接触级12的下方。

应该理解，设备如蒸馏塔可以包含若干区段，而每个区段都具有许多接触级。另外，在各区段之间和/或各区段中可以有多个流体加料部分和/或流体产品抽出部分。在蒸馏中所用的其它接触装置(如塔盘和/或填料)可以在设备的相同和/或不同的区段中(例如，上方和/或下方)混合，因为各区段具有如本文所述的接触级或去夹带级。代表性的接触装置包括MD^TM塔盘、ECMD^TM塔盘和多程塔盘。容器10包括通常具有筒形横断面的外壳11。

按照图1，每个相邻的接触级8和12(成上/下级关系)相对彼此旋转90°，因而沿与紧密相邻级垂直的方向分配液体以减少液体分配不均。在另一些实施例中，各垂直地相邻的接触级可以以不同的旋转角取向，级与级之间该旋转角可以相同或者可以变动。每个接触级8、12都包括一个或多个接触模块20a和接收盘26a。同样，每个去夹带级14都包括至少一个去夹带模块20和相邻的接收盘26。

如图2和4中所示，去夹带模块20可以包括液体分配器或降液管22，该降液管22可以具有与图1的不是去夹带级的接触级12中降液管22a类似或相同的结构。在无论哪种情况下，降液管22都位于一对汽-液分离器或除雾器24之间。降液管22和除雾器24配合以限定去夹带流道56。降液管22接近导管15，该导管15允许将从降液管22的一个或多个出口34排放的液体避开去夹带流道56。这防止液体进入该流道并与该流道中向上流动的蒸汽中已经存在的液体汇合，去夹带模块20设计用来分离该液体或去除(去夹带)该液体。如上所述，降液管22可以与导管15成为一体(亦即形成为整体部件或者例如用密封方式附接)。

另外，降液管22可如图2所示与导管15分开并形成例如具有出口34。在分开的导管的情况下，降液管的出口34可以包括一个或多个狭槽、穿孔、或其它类型在降液管22的底部附近排列成一排或多排的开口。导管15与降液管22分开是可使得用于这种配置的导管15可通风的选择方案。降液管出口34可以位于降液管的侧壁30中和/或底部，使得降液管出口34靠近导管15并提供降液管22和导管15之间的流体连通。如图2中所示，降液管22的出口34实际上是在导管15的顶部下方，因而出口34是在导管15内部。按照另一些实施例，出口34可以是在导管15的上方，但定位成使得大部分、基本上全部或全部从出口34排放的液体都流到导管15中并因此避开去夹带流道56。导管15也可具有为扩口形的或带漏斗配置的上端，以便帮助将从降液管22排出的液体流入导管15中。

除了去夹带模块20之外，每个去夹带级都还可以包括一个或多个接收盘26，而每个接收盘26都具有一个或多个管道28。降液管22的入口32可配置成用来与在去夹带级紧上方的汽-液接触级(一般不是去夹带级)的接收盘的管道28a接合。如图2所示，去夹带级的导管15大体从去夹带级的接收盘26的水平面上方(亦即靠近降液管22的出口34)延伸到正好在该接收盘的水平面的下方，其代表性的延伸深度如上所述。在一些代表性的实施例中，导管15延伸到与去夹带级的接收盘22的管道28延伸的深度基本上相同(例如80％-120％或90-110％)的水平面。在利用高通量并流接触级与去夹带级结合的设备中，去夹带级的导管15和管道28能延伸一比这些接触级中一个、一部分、或全部接触级的管道或其它传送液体元件更大的长度。例如，导管15和管道28可以从再沸器返回口或中间进料流入口上方延伸到下方。去夹带级的管道28也可以具有例如与接触级中一个、一部分、或全部接触级的管道或其它传送液体元件不同的配置，以便合适地围绕分配器设置。管道28可以例如具有不同的横断面几何形状和/或表面积或者另外地在数量或安置方面不同。

图3示出两个相邻的级(亦即下级和上级)的俯视图，亦即上级的下部接触级和下级的去夹带级，其中上级的除雾器未示出，以便更清楚地显示接收盘26a、管道28a、上级的降液管22a和下级的去夹带级的降液管22的布置。在下部接触级(及去夹带级)处，各接收盘26a基本上平行并横跨设备或容器的横截面区域间隔开。下部接触级的降液管22a设在同一接触级的每对相邻的接收盘26a之间，从而在下部接触级中形成接收盘26a和接触模块的交替样式。每级处的降液管22a、22和接收盘26a、26可以用通过焊接或其它常规手段固定到容器壁或外壳11的内表面上的支承环(未示出)支承。每一级处的降液管及其相关的接收盘可以用螺栓、夹紧、或其它方法固定到支承环上，以便在运行期间将它们保持在所希望的位置或塔高度处，并防止在所希望接触区域外部液体横过各级漏泄。

位于两个接触模块之间(或者在去夹带级的情况下两个去夹带模块之间)的接收盘，和位于模块和容器壳或外壁之间的接收盘分别称之为中心接收盘和末端接收盘。因此中心接收盘由两个相邻的模块共享。在另一个实施例(未示出)中，每个模块中都包含一对接收盘。当这些模块横跨该级以基本上平行对准的方式布置时，各模块这样相邻，使得在每对相邻的降液管之间有两个接收盘。垂直隔板21可选地包括在分别是接触级或去夹带级的两个相邻的接触模块或去夹带模块20a或20之间，以便拦截从除雾器24流出的蒸汽，和一般地减少接收盘26或26a上方的流体传送体积58中新现流体相互干扰的任何趋势。垂直隔板21可以位于接触级或去夹带级的相邻两个接触模块20a或20的除雾器24之间，并基本上平行于除雾器24。

按照图2，与导管15流体连通以便避开去夹带流道56的降液管22在上部有一入口32，而在下部具有带一个或多个出口开口的出口34。两个倾斜式降液管侧壁30使降液管22沿向下的方向变窄。出口34附近基本上是V形的降液管22的底部可以是弄尖的、弯曲的、或者如图2所示是平的。具有不同形状如阶梯式或倾斜阶梯式的降液管的可选实施例是可行的。在另一些实施例中，降液管的横断面形状可以是矩形(例如方形)、或者它可以是弯曲的、不规则的或另外配置成限定所希望的去夹带流道和几何形状以用于接受其中含液体的蒸汽。V形降液管如所示提供去夹带级14的下部中除雾器24和降液管侧壁30之间的大的去夹带体积和上部中大降液管入口32的结合，用于从上面容纳放大的管道28a并提高液体处理能力。

为了通过去夹带模块20实施有效的液体去夹带，应尽量减少或避免将蒸汽加到导管15或管道28中。在运行时，如果导管15不是实际上固定到降液管22上，则降液管22中的液位能提供朝下流动的液体的动态密封，以防止上行的蒸汽穿过出口34进入降液管。降液管出口34的一个或多个开口优选地沿着降液管22的长度分布，且它们可以这样排列，使得各开口在尺寸或数量上不同或者在降液管22的并非位于导管15上方或未与导管15垂直地对齐的各区段中消除开口。在其中导管15附接到降液管22上的可选实施例中，然后导管15按类似于上述降液管22动态密封的方式，本身例如用导管15中液面所形成的动态密封防止漏出蒸汽。可选地，密封和防止蒸汽流入导管15是例如由导管15伸入到液面中如塔贮槽或液体分配器的液体槽中所形成的静态密封。同样，管道28可以(i)例如通过限制液体喷口或其它类型液体出口区，以便在管道28中形成液面并因此形成动态液体密封来动态密封，或者(ii)通过将管道28浸没到液面(例如槽式分配器)中静态密封。另外，通过在管道28和紧接的下级的降液管之间部分或完全密封可以防止蒸汽流入管道28中。

除雾器24大体基本上沿降液管22或22a的长度在两侧上成排地延伸。各排除雾器24可以用多个单独的除雾器单元40组装成，该单独的除雾器单元40包括凸形和凹形端板以便在各单元之间形成密封且基本上防止液体穿过接合部漏泄。用于结合除雾器排各单元的其它方法包括使用合适的紧固件如螺栓、夹子、销钉、夹具或带。一些机构如凸-凹形接片-槽组合可提供快速装配和拆卸的优点。焊接也是可行的。除雾器24的模块化配置允许制造者以一个或少量标准尺寸生产待装配到不同长度的除雾器排24中的除雾器单元。某些定制尺寸的除雾器单元也许为特别短的除雾器排24或者为匹配降液管22的长度所必需，这视设备的尺寸和各种各样可用的标准尺寸除雾器单元而定。模块化设计具有便于装配去夹带模块20的另一个优点，因为各除雾器单元比由单个单元形成的整排除雾器轻。然而，按照某些实施例，单个除雾器单元也可以是完整的除雾器24。

除雾器24用来去除蒸汽流中夹带的液滴，一个例子是雾消除器，如具有不同通道和百叶窗的叶片型除雾器，因此通过除雾器的流体流必须经历若干变向，迫使所夹带的液滴冲击分离结构的各部分并向下流到除雾器的底部。用于除雾器(或汽-液分离装置)的分离结构的例子是网状垫或纺织线。也可使用这些结构的组合。除雾器单元40的分离结构的设计中的许多可能的变型也是可行的，而重要的考虑是这些结构在从流动的蒸汽流中分离所夹带的液体的效率。该效率被认为与流体流中的障碍物数量有关。障碍物使液滴冲击到固体表面上。具有许多死端的结构可以导致形成较静止的区域，也促进液体分离。

如图2所示，不同的可选元件可以与除雾器24配合和/或加到除雾器24中以便进一步改善整个设备的性能和/或结构整体性。例如，示出了作为入口表面的穿孔入口板42、作为出口表面的穿孔出口板44，和不穿孔的顶板45。穿孔板为一种可与除雾器24合作的流动操纵装置。用于除雾器24的流动操纵装置的另一些非限制性例子包括膨胀金属、多孔固体、网状垫、筛、格栅、网、异型金属丝网筛和蜂窝结构。现已发现，流动操纵装置的相对开口面积影响除雾器24的分离效率和压降二者。流动操纵装置的相对开口面积可以在除雾器的不同侧上和同一侧上改变，以便优化除雾器24的分离效率和压降。在单个除雾器中可以使用不同类型的流动操纵装置。在另一些实施例中，流动操纵装置并未在除雾器的入口表面和出口表面的某些或任一个上使用。

入口表面42处的穿孔入口板或其它流动操纵装置靠近降液管22。穿孔出口板44还延伸与穿孔入口表面42相对的除雾器侧的大部分并沿着除雾器单元40的底部延伸。无孔的顶板45防止液体直接从顶部离开除雾器单元40和提高汽-液分离效率。无孔的顶板45在两侧具有弯条，一个弯条沿降液管侧壁30用于与壁附接，而另一个弯条沿除雾器40的穿孔出口板44用于与穿孔出口板44连接。现已发现，从穿孔出口板44的顶部向下延伸一距离的无孔条也改善汽-液分离效率。该条通常延伸覆盖除雾器出口的高度的5％-30％，一般地10％-20％。

多个管道28a从下部接触级贯穿该级的接收盘26a并伸入去夹带级的降液管22的入口32。每个贯穿特定接收盘26a延伸的管道28a都将液体导入去夹带级的不同降液管22，如图3中最佳示出的。在该代表性的实施例中，管道28a的顶部与接收盘26a的水平面50齐平，因而液体可以没有任何障碍自由地从接收盘26a流到管道28a中。在另一些实施例中，当管道通过开口装配时，管道可以通过搁靠在接收盘的平底50上的边缘悬挂在接收盘上。管道也可以安装到接收盘的下侧表面上。连接管道和接收盘的任何常规手段都可以使用，这些手段包括但不限于悬挂、螺栓接合、焊接和压配合。可以使用垫片和/或密封剂来防止接收盘和管道之间的漏泄。在另一些实施例中，当形成开口时，管道可以至少部分地由接收盘平坦底部的可以切割和折叠或推出的部分限定。另外，管道28a的顶部口可以放大并比去夹带级的降液管入口32宽，如图2中所示，以便增加液体处理能力和减少在管道入口处的堵塞趋势。管道28a的侧壁如此倾斜，使得管道28a装配在降液管22内并留下间隙用于方便安装和蒸汽排气，如图2中所示。

除雾器24的入口表面42和降液管22的相邻侧壁30之间的体积形成去夹带流道56，如图2中所示，导管15中向下流动的液体避开该流道56。然而，从去夹带级的下方提供的蒸汽和液体的向上流的并流流通过在降雾器单元40中这些流动的接触而分离。在除雾器24的入口表面42处的穿孔板或其它流动操纵装置改善了穿过除雾器24的流体流动分配并改善了汽-液分离。接收盘26的上方及它支承的各除雾器排24之间的体积限定流体传送体积58。各排除雾器24可以与垂线成一角度取向，如图2中所示，以便提供去夹带流道56和流体传送体积58的改善的几何形状，该去夹带流道56具有从底部到顶部逐渐减少的体积(以便匹配该体积中减少的蒸汽流)，流体传送体积58具有从底部到顶部逐渐增加的体积(以便匹配该体积中增加的蒸汽流)。

穿过去夹带级14的去夹带模块20的流体流包括来自下部接触级12的液体流，该液体流通过该接触级12的若干接收盘26a与该级的管道28a配合流到降液管22中。液体经由出口34从降液管22流出并通过导管15避开去夹带流道56。然而，来自防带走级下方的蒸汽中例如来自再沸器返回口的蒸汽中所夹带的液体被上升的蒸汽向上运送到除雾器单元40的入口表面42。蒸汽和液体在除雾器单元40内如上所述通过分离结构分离，因此被分开的蒸汽主要是通过出口表面44从除雾器单元40流出进入到流体传送体积58中。被分开的蒸汽然后继续向上到达下部接触级12的并流流道。被分开的液体穿过出口表面44的底部从除雾器单元40流出并流到接收盘26上。然后接收盘26引导被分开的液体流到多个管道28中，每个管道28都将液体引导到所希望位置例如塔池中。

按照另一些实施例，代替穿孔入口板42，可以使用多孔覆盖层如网状垫来盖住通向除雾器单元40的入口。已发现，使用这种多孔覆盖层，尤其是在较高蒸汽速率下运行期间，改善了汽-液分离。多孔覆盖层可以是用于液滴去夹带或所谓“雾消除器”的常规网状材料。它通常包括很松散的形成大表面积、低压降的覆盖层的纺织绞合线。网状覆盖层用于细小液滴聚结和到分离器的液体分配。可选的构造包括将网状物安装在除雾器单元40内部分离结构内的凹坑中。

图4示出模块化结构的去夹带装置并具有去夹带级14，如本文所述。该实施例的装置具有两个去夹带模块20，但模块数量可以改变，且主要由设备的尺寸(例如直径)及液体和蒸汽流在设备中的速率和物理特性决定。每个去夹带模块20都具有一个降液管22、两个除雾器24及相关的接收盘26和液体导管15。

图5提供去夹带级的俯视图，示出降液管22、除雾器24及接收盘26如何正常地横过整个塔横断面延伸，而附接到降液管上的导管15及附接到接收盘上的管道28可以如所示分成多个较小的单元。导管15可形成具有不同的横断面形状并沿不同的纵向方向延伸，以便从所希望位置接收液体和将液体排放到所希望的位置，而同时避开与向上流动的蒸汽接触，否则该蒸汽会夹带导管15中的液体。

图6示出在代表性去夹带装置60中所夹带的液滴5的流动，该夹带的液滴5在通过去夹带流道之后在除雾器24中与夹带它的蒸汽6分开，而从上部接触级(未示出)流动的液流7进入降液管22，并通过导管15避开这些去夹带流道。降液管22可以开口，例如具有至少一个狭槽用于将液流7排放到导管15中。蒸汽6及其夹带的液滴5向上流动穿过去夹带通道和然后横过除雾器24。所夹带的液体5在与蒸汽6分开之后落到接收盘26上。处于与降液管22流体连通的导管15使液体流7引导到去夹带装置60下方所希望的位置。

图7示出安装在容器11中的去夹带装置60，如图6中的去夹带装置。在所示的实施例中，去夹带装置60安装在下部接触级12和若干中间接触级8的下方。去夹带装置60从再沸器返回口70的向上升的蒸汽中除去液体。穿过去夹带装置60的降液管22流动的液体穿过导管15避开该蒸汽。去夹带装置60可选地可以设在容器11内的其它位置中，以便类似地在容器11的任何级处除去在进料或蒸汽中夹带的液体。

图8示出去夹带装置60与可以设置成从上面与去夹带装置60的降液管22流体连通的其它类型汽-液接触装置如MD^TM塔盘65或可选地ECMD^TM塔盘或多程塔盘65相结合地使用。

本发明的所有方面针对去夹带装置的使用，该去夹带装置常常与用于实施汽-液接触的接触模块结合，尤其是与并流接触模块结合，该并流接触模块提供高通量和高效率并经常与汽-液接触设备内高液体和蒸汽流量相关。去夹带装置也可以与高通量塔盘一起使用，该高通量塔盘包括MD^TM塔盘、ECMD^TM塔盘或常规多程塔盘。本领域的技术人员应该意识到本文所述的设备和相关方法的优点及它们在其它应用中的适用性。鉴于本公开，应该理解，可以得到其它有利的结果。具有从本公开获得的知识的本领域技术人员将意识到，在不脱离本公开的范围的情况下，在上述设备和方法中可进行不同的改变。用来说明理论的或观察的现象或结果的结构应被理解为仅是示例性的，且不得以任何方式限制所附权利要求书的范围。

Claims (7)

1.用于分离所夹带的液体的去夹带装置，该去夹带装置包括具有至少一个去夹带模块的去夹带级，该去夹带模块包括：

至少一个降液管，该降液管与导管成为一体和/或具有接近导管的出口，该导管旁通于去夹带流道；

一对除雾器，该除雾器具有接近所述去夹带流道的入口表面和在接收盘上方的出口表面；和

至少一个管道，该管道具有与所述接收盘流体连通的上端，

其中所述降液管具有出口开口以在降液管中提供液位并且所述导管与所述开口流体连通，所述降液管设置在一对除雾器之间，并且所述降液管和所述除雾器中的至少一个配合以限定去夹带流道。

2.如权利要求1所述的去夹带装置，其特征在于，所述降液管具有在所述导管内的出口。

3.如权利要求1或2所述的去夹带装置，其特征在于，所述导管延伸在所述接收盘下方。

4.如权利要求3所述的去夹带装置，其特征在于，所述导管在所述接收盘下方延伸一深度，该深度至少等于从所述接收盘到所述除雾器顶部的去夹带模块的高度。

5.如权利要求1所述的去夹带装置，其特征在于，所述降液管与多个导管成为一体或具有多个接近多个导管的出口，所述多个导管旁通于所述去夹带流道。

6.一种用于实施并流汽-液接触的设备，设备包括具有至少一个下部接触模块的下级，所述下部接触模块包括：

至少一个具有接近至少一个并流流道的出口的降液管；

除雾器，该除雾器具有接近所述并流流道的入口表面和在接收盘上方的出口表面；和

至少一个管道，该管道具有上端和下端，所述上端与所述接收盘流体连通，其中每个管道的所述下端与权利要求1的去夹带装置的单独的降液管流体连通。

7.一种用于使蒸汽流和液体流接触的方法，该方法包括使蒸汽流和液体流通过权利要求6的设备的下部接触模块的并流流道。