CN1037747C - 平行流带挡板降液管精馏塔板 - Google Patents
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Abstract
通过提供一对在每个降液管(10)上方的连接竖直相邻的降液管的出口的倾斜的液体转向挡板(3)从而提供了一种迂回的与每块塔板上的液体运动有关的液体流动途径和基于塔板至塔板的平行的液体流动，而增加了液体流动途径的长度并产生lewis Case Ⅱ的特点使板效率增加。来增加多重降液管型精馏塔板的效率。
Description
本发明涉及用作精馏塔内完成易挥发化学物质分离的精馏塔板的汽液接触设备的设计和结构。
精馏塔板广泛地用于烃加工、化学和石油化学工业中。从而，已经进行了大量的研究、开发和创造性思考以提供改进的精馏塔板。精馏塔板的开发在接触区结构、降液管设计和整个塔板结构方面提供了许多变化。
US-A-3,410,540表示了一种现有技术的多重降液管型塔板，该塔板使用了与本课题的塔板中所用的相似的非常有特色的降液管设计。
US-A-4582569公开了一种精馏塔，其中向上的蒸汽流被一种一直延伸到塔的中心的中心挡板分成两股单独的平行物流。
在Chemical Week杂志的1983年10月19日版的第30页上的一篇文章阐明了另一种精馏塔板流动，其中一种中心挡板将塔分成两个单独的蒸汽通道区，流体在两区之间从一侧到另一侧向下流动。
本发明是一种用于精馏的改进的汽液接触设备。本课题的发明使用了用于多重降液管型塔板的降液管的类型和布置，以及独特的引导汽液流动的挡板体系以提供高容量高效的接触装置，所用的塔板与较广泛使用的错流塔板不同。本发明的一个优选的实施例的特征在于提供穿过塔板的平行液体流和将向上的蒸汽流分成多股单独的物流。
本发明的各种实施例的共同特征是有相互上下成平行直线的降液管和有覆盖降液管入口的斜的降液管挡板。斜的降液管挡板的排列可以改变以提供不同的液体流动路径和由此得到本发明的不同的实施例。在一优选的实施例中，中心液/汽挡板从塔板表面上延伸以引导液体和泡沫流动经过塔板表面并防止予计以不同方向运动的液体和泡沫的混合。
塔板可以使用一个或多个降液管。在本发明的一个实施例中，使用塔板有单个降液管，该实施例可作为一带塔板的精馏塔用于分离挥发的化学物质，该塔由一个封闭的上部第一端部和一个封闭的下部第二端部的圆筒形外部容器，和一个圆柱形内部容积；一组沿外部容器的中心轴竖直间隔开的多重降液管型汽液接触塔板构成，每块塔板有一个一般为环形圆周边并包括：(i)至少一个位于中心的、窄的、槽形的降液管，每个降液管由两个相对的侧壁和两个端壁形成，所述端壁比侧壁短，侧壁和端壁定向垂直于塔板的平面，每个降液管有一敞开的入口和一可液封的出口装置，竖直邻接塔板的降液管装置相互上下成竖直的直线排列，(ii)至少两个细长的汽液接触板面，每个降液管侧壁设有一个相邻的汽液接触板面以使塔板有至少比降液管装置多一个的汽液接触板面；一个位于中心的平面液/汽挡板，所述挡板设置在每块塔板上并使每个降液管长度沿外部容器的中心轴平分成两半，并将每个汽液接触板面分成两个对称的区域，每个区有90度的扇面形状；液/汽挡板从板面表面垂直延伸至降液管入口上方处；而且，限定相邻塔板间液体流动竖直路径的装置包括一组倾斜的降液管挡板，每个挡板从每个降液管的一个侧壁延伸至一个竖直相邻的塔板的成直线对准的降液管的一个相对的侧壁，降液管挡板穿过该降液管敞开的入口上方，两个降液管挡板的每一个置于每个降液管的不同区上方，而且每个降液管的两个降液管挡板倾斜以将液体输送到不同的接触板面上。
图1是一个俯视精馏塔的截面图，表示间隔穿过塔板2的三个降液管10，中心液/汽挡板7将塔的内部容积分成两个单独的通道。该视图表示液体出口9沿降液管10的长度均匀分布。
图2是示于图1中的塔1的侧视截面图，表示这些降液管的降液管侧壁4的结构和连接降液管挡板3的结构的较好视图。
图3是穿过示于图2中的塔1的部分所看到的侧视截面图，表明3块塔板2，每块塔板有三个降液管10，降液管挡板3防止下落的液体流入紧接的下面降液管。
图4是纵向向下看的两降液管的简化的截面图和表示在降液管侧壁4的上边处的蒸汽转向挡板15的布置。
图5是一个侧视截面图，表示本发明的一个不同的实施例，其特征是液体由两个不同的降液管的倾斜的降液管挡板3和3′导向到塔板2的相同的段上。
图6是图5的塔板的顶视图，表示预计的在塔板的表面上的液体流动路径。
汽液接触装置被用于广泛的应用场合，使一种在整个装置中一般向下流动的液体与一种上升的蒸汽物流接触。例如，这些装置广泛地用于使一种气流与一种处理液体接触，所述处理液体有选择地从气流中除去产品化合物或不纯物。从而本课题的设备可被用于酸气吸收装置或汽提塔或用于环氧乙烷吸收塔、汽液接触设备的另一种应用是通过精馏分离化学物质。从而本发明的设备可被用于各种汽液接触任务。在此所讨论的主要用于一种精馏分离过程，但这并不想以任何方式将本发明的用途局限于所述那种操作方式。
本发明的设备可用于分离几乎任何化学物质，所述物质可用精馏分离或提纯。精馏塔板广泛地用于分离具体的烃如丙烷和丙烯或苯和甲苯或用于分离各种烃馏分如LPG(液化石油气)、轻油或煤油。用本发明设备分离的化学物质并不局限于烃但可包括任何有足够的挥发性和温度稳定性可由精馏分离的化合物。这些物料的实例为乙酸、水、丙酮、己炔、苯亚乙基丙烯腈、丁二烯、甲酚、二甲苯、氯苯类、乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、二甲苯酚类、乙酸乙烯酯、苯酚、异和正丁烷、丁烯类、戊烷类、庚烷类、己烷类、卤代烃类、醛类、醚类如MTBE和TAME，和醇类包括叔丁基醇和异丙醇。
接触塔板的质量的两个决定因素是它的完成分离的效率和它的以液体或蒸汽流通量表示的容量。本发明的一个目的是增加多重降液管塔板效率。本发明的另一个目的是提供一种汽液接触设备，该设备有一种Lewis Case 2汽液接触布置。
在继续描述本发明以前，在此定义和表征称为“多重降液管型”塔板所指的塔板类型是有用的。
多重降液管塔板在几种结构特性方面有别于常规的错流塔板，见US-A-3,410,540。首先，多重降液管塔板没有“受液盘”。所述盘一般位于引入降液管开口下方的未穿孔区。受液盘是未穿孔区，液体在经过塔板的板面上前下落经过降液管冲撞该区。受液盘常常与塔板的板面或“有效”区由一入口堰分开。从而一般受液盘位于降液管的正下方，所述降液管由紧接着的上面的常规精馏塔板引入。
多重降液管精馏塔板的水平表面区域基本上分成降液管装置区和一般称为板面的汽液接触区。没有设置用于接收来自位于紧接的上方的塔板的下落液体的无孔区。
多重降液管型精馏塔板的另一种区别特征是设置相对大量的穿过塔板的槽状降液管装置。本主题的塔板可使用一至七或更多降液管。这些降液管装置与常用的错流精馏塔板相比间隔相对紧密，因为它们延伸穿过塔板表面而不是在塔板的圆周处。相同塔板相邻降液管间的距离(测量它们的侧壁或堰间距)一般在0.3和1.0米之间并常小于0.5米。这种情况使多重降液管型塔板有独特的设计，由交错的板面和均匀间隔的穿过精馏塔板上表面的降液管装置构成的俯视图如图1所示。
实际的多重降液管塔板的降液管装置与一般的错流精馏塔板所用的降液管相比也是独特的。该降液管装置不向下延伸至下一块精馏塔板。而是它们在位于两块塔板之间的一个中间距离处中止。从而从上面的塔板降下的降液管在下面的塔板板面表面和降液管入口的适当的上方处中止。多重降液管塔板的降液管顶部或入口处用作塔板的出口堰，而且上面的多重降液管塔板的降液管底部是在位于下面的塔板的出口堰的适当的上方。
当设置在精馏塔中时，现有技术的多重降液管塔板上的降液管定位于与上下紧邻设置的塔板成90℃。然而在本发明中的每块塔板的降液管与塔的其它塔板上的降液管相对准，以使在一块塔板上的降液管在上面的塔板上的降液管的紧下方。一个降液管的出口正好在另一个降液管的入口上方。降液管沿一组平面布置，所述平面沿塔的中心竖直轴沿伸。这组平面的数目等于一块塔板上的降液管的数目。
多重降液管型精馏塔板的另一个区别特征是在降液管装置的底部或出口设置可液封装置。从而降液管装置的底部被一块有各种穿孔的板或被一些其它用于延缓液体直接向下流出降液管装置的装置部分封住。这种液封出口设置在位于紧下方的塔板的板面的适当上方，并且在与该紧接着的下面塔板相连的降液管的入口上方某处。下落的液体被收集在降液管装置的下部，而且经过这些开孔向前流到所述紧接着的下面塔板上。
象错流塔板中一样本课题的多重降液管型塔板的降液管的底部没有入口堰。可液封的出口完成这一功能，而且降液管底部正好在下一个塔板上方。
常规的多重降液管塔板特征是在液体最先落到塔板上的位置与液体经降液管装置流出塔板的位置之间有非常短的液体流路径。这主要是由于如上述的降液管的间隔近。液体需流过这种短的距离与随着蒸汽向上经过板面引起的搅动一起使得多重降液管塔板从液体入口至出口处基本上没有液体/高度梯度。
相邻的降液管的降液管侧壁之间的距离(板面段的宽度)在1和0.3米之间时，平均液体流动路径小于1米。
多重降液管塔板的任何部分的确实尺寸必须由一个受过训练的设计者考虑预计的塔板操作的所有方面作出选择。下面是商用的常规多重降液管型塔板的尺寸范围，该范围的提供是为了提供设计和使用本课题的设备的指导和为了将本发明的多重降液管型塔板与常规的错流精馏塔板区别开这两个目的。竖直相邻的塔板之间的间隔一般在20和91厘米之间，且优选在25至61厘米之间。板面区的总开孔面积一般在5％至15％范围内。这包括由存在于塔板的板面区内的圆形孔和任何长狭孔两者提供的开孔面积。一般的圆形穿孔的孔径可在0.3至2.6厘米范围内。一般优选的孔尺寸为0.47至0.64厘米。由狭孔提供的开孔面积优选为板面面积的0.25-5％。板面的一个有代表性的厚度为0.19-0.34cm。
多重降液管型塔板的降液管的长方形入口孔一般为6至25cm宽。从侧壁的水平顶边至侧壁的底边测得的降液管的高度一般在15.2至47.5cm之间。这包括降液管延伸到板面上方和板面下方的高度。中心液/汽挡板高度一般近似等于相连的降液管装置侧壁高。引导液体流动挡板(7和16)的高度可以是从塔板板面至挡板的水平上表面测量值为10至30cm范围。
本发明的目的是通过(1)实现有利的Lewis Case 2流动和/或(2)提供一种经过塔板板面的较长的平均液体流动路径来提供一种高效塔板。
精馏塔板上并流的优点在一篇公知的W.K.Lewis的1936年的经典论文中提出。该论文中研究的三种汽液接触方案中，方案2限定为未混合的蒸汽向塔上方开始流动，而液体是以相同的方向流经每块相继的塔板，而方案3限定为未混合的蒸汽向塔上方开始流动，而液体以交错的方向流经每块相继的塔板。方案2指出的是并流。方案3是一种常规的流动路径。Lewis，Case2保证了在一块给定的塔板上不管质量传递发生在塔板上的何处质量传递推动力近似相同。由此，当使用按照Lewis Case 2操作的塔板时可得到大大增加的效率。从而，本发明的一个目的是提供一种多重降液管型塔板，该塔板提供LewisCase 2并流方式。
必须注意到，文本中所用的术语“并流”指的是在竖直相邻的或相继的塔板上的液体物流而不是在一单个塔板上的两个流体物流。
常规的多重降液管塔板有短的液体流动路径。提供较长的液体流动路径会增加多重降液管型塔板的效率。从而在本发明的一个实施例中(见图5和6)提供一种较长的流动路径。该实施例实现较长的流动路径同时通过改变覆盖降液管入口的一些降液管挡板的倾斜定位或方向仍保持并流。
本课题的塔板的两个基本结构特征是它是一种多重降液管型塔板且降液管相互上下对准(如上所提出的)，而且至少两个交错倾斜的降液管挡板从每个降液管的一个侧壁向上延伸并覆盖降液管入口。降液管挡板防止液体由塔板上方进入每个降液管并限定液体流到塔板板面上的方向。
本发明的一个实施例体现了这两个基本特征，其特征为：有一种汽液接触塔板，该塔板有一般为圆形外周并包括：(i)至少一个位于中心的、狭窄的槽形降液管，每个降液管由两个相对的侧壁和两个比侧壁短的端壁形成，侧壁和端壁定位于垂直于塔板的平面，每个降液管有一个敞开的入口和一个可液封出口装置，(ii)至少两个长的汽液接触板面，每个降液管侧壁相邻设有一个汽液接触板面使得塔板有一个至少比降液管装置多一个的汽液接触板面，和(iii)用于液体从一个竖直的较上面的降液管流到塔板上时限定竖直的液体流动路径的装置，所述降液管包括两个倾斜的降液管挡板，所述降液管挡板与侧壁的一个上边相交，并优选被一块基本上不穿孔的密封板相互隔开，降液管挡板长度基本上等于相联系的降液管的一半，而且穿过每个降液管的敞开的入口上方，每个降液管的两个降液管挡板斜置以将液体输送至不同的接触板面。
降液管的竖直对准有助于在塔内限定分离的汽流路径。所述分离的流动路径的限定由斜置的降液管挡板完成。优选在降液管的端部有间隙以允许压力平衡并提供经过塔板表面的均匀的汽流。这是出于希望保持塔内真实限定的气流的考虑。
穿过塔板的平行的液体流动由一系列未穿孔的降液管挡板保持，所述挡板从每个降液管的一个侧壁的上边延伸至紧接着的较高降液管的相对的移壁底边。该挡板系统拦截从较上面的降液管落下的液体并防止它进入紧接着的较低的降液管的出口。这避免了液体通过进入紧接着的较低的塔板的降液管而与该塔板旁路的任何可能性。挡板的倾斜的表面的益处还在于它将水平动量传给下落的液体，所述液体趋向于将存在于塔板路径的液体和泡沫推向塔板的该部分或区的出口降液管的入口。
塔板上的液体流动路径将随着如存在于塔板上的和存在于液体流动的塔板区上的降液管的数目这样的因素而改变。如果有两个或多个降液管，一些液体将流到两个降液管之间的板面区上并在之后与它们垂直或平行流动。相反，从最外面的降液管落到一个塔板板面上的液体，或落到一单个的降液管塔板上的液体流向塔的外壁。塔的内表面，优选与定向的塔板狭孔一起引导液体围绕中心挡板至塔的另一个蒸汽通道。这是一种半圆形流动路径，该路径由容器壁和竖直中心挡板限定，实际上相似于一种“马蹄形塔板”。
本发明的一些实施例包括连接到塔板表面降液管中点处的另外的未穿孔竖直挡板，并向上延伸到塔板之间的板间容积内以将它分成多个蒸汽路径。这些竖直挡板防止在塔板的两侧以相反方向流动的液体和泡沫混合。从而挡板防止液体“近路”穿过板面并避开它的预计的路径。
优选的是本发明的塔板包括一定数目的导气狭孔，所述孔是在精馏塔板的板面区内。狭孔如此定向使上升经过板面的气体经过这些狭孔传递水平推力或动量给塔板上的液体或泡沫，其方向为最近的降液管装置的方向。在塔板的每侧的端部这种情况是特别优选的，在该处液体必须以半圆形方式围绕中心挡板流动。这些狭孔和它们的作用与US-A-4,499,035和US-A-3,417,975中所述的那些相似。
上升经过狭孔的蒸汽以相对塔板表面成一定角度离开狭孔，具有一定的水平分量并将蒸汽的一些水平动量传递给板面表面上的液相或悬浮的液滴。这产生了一种净力推动泡沫朝向出口降液管。从而实现了泡沫更快地通过而进入降液管装置，以及降低了塔板上泡沫高度。更重要的是通过适当的狭孔布置会使塔板上所有区域的液体全流向出口。
通过参考附图可以对本发明有更完全的理解。图1表示向下看位于外部容器的圆形外壁内的一块多重降液管塔板2的上表面的示图。这幅附图中表示的具体的塔板有三个降液管而且该塔板由一个角铁环8支撑，该环被焊到壁的内表面。每个降液管10包括两个降液管端壁6和两个平行的降液管侧壁4。降液管均匀间隔穿过塔板。位于降液管之间的是塔板的穿孔板面或板面11部分。穿孔板面11还存在于最外面的降液管装置和塔板的外周之间。即，封在端部降液管和塔板的外周之间的塔板部分还装有穿孔板面且是塔板的有效汽液接触区。没有显著大小的未穿孔区存在于塔板的任何板面部分中其作用作为受液盘。
板面优选含有均匀分布于板面表面的标准对称的(圆形的)穿孔和上面提到的导汽狭孔。在本发明中圆形穿孔的精确对准或间隔并不是可控制变化的。然而重要的是在塔板板面的接收来自多于一个降液管的液体的部分上设置较多的单位面积的穿孔数以在塔板上保持穿过塔板的均匀的汽液流量比。
任意两个导流狭孔之间的有代表性的最大优选间隔为大约5至17.8cm。优选穿孔以相对均匀的方式分布在整个板面区。为了使制作费用最少，一般先使板面材料穿孔以提供所希望数目的圆形开孔来加工板面材料。然后加工导流狭孔完成第二穿孔步骤。
再参照图1，可以观察到每个长方形槽状降液管由两个平行侧壁4连接到两个平行端壁6上构成。在每个降液管中点处中心挡板7从整个表面的每个板面区向上升起。这些挡板防止存在于挡板的两侧上的液体和泡沫混合。挡板终止于紧接着的较高塔板下的一段短距离处以提供一个允许压力和蒸汽流速平衡的小间隙。挡板7的端部与容器的内表面分开一段间断的距离以允许液体从塔板的一侧流向另一侧。这段距离应当大于从降液管侧壁至容器壁的最大距离的一半。图1表示在降液管底部有大量的动态液封的液体出口9这些出口的布置与常规的多重降液管型塔板不同之处在于它们沿降液管的长度均匀间隔。
图2表明沿图1所示线2剖视的视图。在该图中所见到的主要特征是降液管侧壁4的大的平表面和倾斜的降液管挡板3。可以看到降液管挡板在降液管之间的延伸方式为液体和蒸汽都不能从一个板面表面水平越过降液管到另一板面表面。中心挡板7的端视图表示了它们的垂直于降液管的平面结构。每个塔板2由支撑环8支撑在容器壁上。典型地将一片较低的“角”托盘焊到降液管壁上以支撑板面。一个第二片“角”托盘栓接到板面上方壁上以形成一个夹持塔板的槽。
降液管的底部典型地是一块在侧壁4之间延伸的平底板。一些相对大的开孔或穿孔9设置在该底板上，这是为了聚集在降液管内的液体的快速流出。底板的目的是延缓液体流动，足以使降液管装置的底部被液体动态地封住防止蒸汽向上通过。在本课题的塔板中开孔9沿降液管的每端的长度均匀分布。开孔可以是圆形的、正方形的或沿降液管装置的宽度或长度方向延长的。优选圆形开孔和在侧壁4之间延伸的延长的槽，有时称为百叶窗。
图3是沿图1的剖面线3截取的剖视图，所述图是沿水平方向经过示于图1中的精馏塔的一部分看到的。图3表示在中心蒸汽挡板7的一侧上的每个降液管的一部分。在这个设备图中可以看到塔的该部分中的三个多重降液管精馏塔板2和每个塔板的三个降液管的层叠的竖直对准。在每块塔板的板面11的底部和中心挡板7的顶边之间的空隙可在该图中看到。该图使得分辨角形环8支撑塔板的方式和降液管挡板3从一个降液管的入口至正好位于其上方的降液管的出口延伸的方式。在该实施例中两个倾斜的降液管挡板覆盖每个降液管的入口。这些降液管有“相对的”斜面，所述斜面在降液管的不同侧上输送液体到板面部分上。
在该实施例中在塔板的一侧上的挡板3全部相同方向倾斜，而且在塔的另一侧(或另一半)上的挡板朝向相反方向。从而液体在任何一块塔板的两侧上以相反的方向流动，但在每块塔板的一侧上的全部板面区域以相同方向流动。即图3中液体会在三块塔板的每一块的可见的或前侧从右到左流动，同时它会在塔板的隐藏中心挡板7后面的部分的这侧上从左到右流动。该图还阐明中心挡板7或一个未穿孔结构的等同物在降液管的入口上方延伸以提供一个防止液体流动从一个降液管挡板至另一个的竖直壁。从而这两股下落的液流是分开的。在该图中还可以看到降液管的总高的至少1/5至1/4位于塔板板面上方以提供塔板的出口堰，降液管装置的其余部分延伸到板面的下方。蒸汽挡板7有一个上边13，所述13至紧接着的较高的塔板的底部的下面并伸展与其底部平行。
每个降液管被认为延伸经过整个塔板。它不被任何向下延伸进入降液管的板或挡板或被任何其它装置截成两个单独的降液管。从而降液管内的液体在塔板的两侧之间自由运动并自由混合。降液管内的液体的流动和混合对于确保液体经过塔板的均匀分布是必需的。液体必须在降液管的两侧之间能自由流动。这种通过降液管传递流体的能力可以结合降液管底部中的可液封出口的尺寸的变化来控制输送到塔板板面的不同部分的液体量。这可用来保持经过板面的均匀的汽液流量比。优选一定数目的支架延伸经过降液管入口以用来增强和稳定降液管内的液体流动。
优选的是连接降液管的斜挡板3基本上是不穿孔的。然而，如果需要，可以设置小的覆盖的开孔如导流狭孔作为允许蒸汽通过和增加汽液接触面积的一种手段。
图4阐明了一种可被用于本课题的塔板上的不是必须的特征。该特征包括一个优选未穿孔的基本上水平的板15，称为蒸汽转向挡板，该板固定到降液管的侧壁4上或降液管挡板3上。优选位置是在平的降液管挡板3和降液管侧壁相交处以形成限制或防止蒸汽和液体流动的密封。该蒸汽转向挡板可以是固定在降液管上的该点处的单独的一块板或它可是一个由降液管挡板的简单延伸部分形成的边。蒸汽转向挡板限制蒸汽向降液管出口的向上流动并确保液体撞到塔板板面上时水平流动。该挡板还打算利用截住的汽流传递水平动量给进入塔板的液体。
图5表示一种不同的整体塔板布置。该塔板设计与图1-3中所示的非常相似。然而，降液管挡板3不象图3中那样在每块塔板上全以相同方向排列。在该具体的三降液管塔板系统中，中间的降液管挡板3′定向在与其它两个降液管挡板相反的斜面上。在中间降液管的“前面”上的降液管挡板有与两个相邻的降液管的“后端”上的降液管挡板相同的斜度。该降液管挡板在塔的每块塔板上均匀布置。
如图5所示，当两个降液管挡板将液体导向塔板板面的相同部分时板面的那部分和降液管出口的设计必须如此选择使提供塔板的其它部分相同的汽液流速比。
图6是图5的实施例的塔板的顶视图。提供该图以阐明液体/泡沫经过该塔板实施例的表面的流动。该视图表示该塔板布置如何能提供比一块液体在其上流动经过垂直于降液管的塔板的塔板较长的液体停留和液体流动路径。还非常明显的是本发明的该实施例没有设置一块从塔板板面的表面向上延伸的竖直中心挡板(图1的挡板7)以防止液体混合。
图5和6阐明设置一块不是必须的引导液体流动的挡板16，该挡板设在两个降液管之间的塔板板面中途的上表面上。挡板16优选设在接收来自两个降液管挡板3和3′的液体的塔板板面的部分上。该挡板可被穿孔，因为它们的主要作用是帮助液体和泡沫转向流经塔板板面到降液管的另一端。挡板16可以延伸降液管10的整个长度但优选长度只等于相联的降液管的一半。再有，这些挡板不是必须的。
本发明的一个实施例的相应的特征可以是一种用作精馏塔内部容积内的汽液接触装置的设备，包括一组相似构造的精馏塔板，所述塔板间隔相关并相互上下对准以限定一个位于每对相邻塔板之间的容积，每块塔板包括至少两个槽形降液管装置，所述装置包括两个侧壁和两个端壁并延伸入塔板两侧的塔板容积内，全部塔板的降液管装置以相同方向排列对准并相互上下设置；倾斜的液体转向挡板延伸经过所述塔间容积，从每块塔板的降液管装置的出口端到紧接着的下面的塔板的对准的降液管的入口端；蒸汽转向挡板横越至紧接着的下面的塔板的入口上方的空间并封住从紧接着的上面的降液管的出口向下流的液体入口；和用于将塔的内部容积分成至少四个对称的和分开的蒸汽流动路径的装置，所述路径从塔的一个较下端至塔的一个较上端延伸，所述装置包括一块轴向延伸进入塔的第一和第二端之间的塔板间容积的平面中心挡板。
本发明的一个更为广泛的实施例是一种精馏塔，该塔包括一个有一组装在其中的本课题的塔板、中心挡板和降液管挡板的封闭的圆筒形外部容器。整个设备可包括用于引进要被接触的液体和蒸汽物流的常规附件和这样的其它常用的设备如一个再沸器和一个回流系统。
用一种甲醇水混合物测试本课题的塔板。用一个61cm直径的塔进行测试。侧试的目的是确定在各种载荷下的塔板效率。结果示于下面的表1中。它们表明本发明的塔板显示出有比一种常规的多重降液管塔板或该常规多重降液管塔板的一种改进型较高的效率。
表1
| 蒸汽配置％ | 常规的 | 改进常规的 | 本发明的 |
| 5060708090 | 5856555454 | 5956555049 | 4859666357 |
Claims (10)
1.一种汽液接触塔板〔2〕，该塔板有一个一般的圆形的外周边并包括：
(i)至少一种窄的槽形降液管〔10〕，每个降液管〔10〕由两个侧壁(4)和比侧壁〔4〕短的两个端壁〔6〕构成，壁〔4，6〕垂直于塔板〔2〕的平面，每个降液管〔10〕有一个敞开的入口和一个底板，该底板有多个出口(9)以提供可液封的出口装置；
(ii)至少两个细长的汽液接触板面〔11〕，汽液接触板面〔11〕邻接每个降液管侧壁〔4〕使得塔板〔2〕比降液管〔10〕有至少多于一个汽液接触板面〔11〕，和
(iii)用来限定来自竖直上方的降液管流体流到塔板〔2〕上的液体向下流动路径的装置，包括防止降液管〔10〕的向下流动的液体直接流到下层塔板的降液管的倾斜挡板〔3〕，其特征在于每个降液管有两个倾斜的挡板〔3〕，降液管挡板(3)与侧壁〔4〕的上边缘〔5〕相交，降液管挡板〔3〕的长度基本上等于相连的降液管〔10〕的一半并跨越每个降液管〔10〕的敞开的入口，每个降液管〔10〕的两个降液管挡板〔3〕都倾斜以输送流体到不同的接触板面。
2.按照权利要求1的汽液接触塔板，其特征在于中心挡板(7)从板面向上升起，垂直于每个降液管〔10〕延伸并将每个降液管的两个降液管挡板(3)分开，所有中心挡板〔7〕一侧的降液管挡板〔3〕沿同一方向倾斜，在中心挡板另一侧的所有降液管挡板沿相反方向倾斜。
3.按照权利要求1或2的汽液接触塔板，其特征在于水平板(15)安装在每个降液管挡板(3)与相应降液管侧壁上缘相交处，所述板在相应塔板的板面〔11〕上方延伸。
4.按照权利要求1的汽液接触塔板，其特征在于一个降液管的降液管挡板〔3′〕以与相邻降液管上的降液管(3)相反方向倾斜。
5.按照权利要求4的汽液接触塔板，其特征在于液流导向挡板〔16〕从板面上向上升起并与降液管平行且位于相邻降液管上的向彼此方向传输流体的两个降液管挡板(3，3′)之间。
6.按照权利要求2的汽液接触塔板，其特征在于降液管挡板(3，3′)是无孔的。
7.按照权利要求4的汽液接触塔板，其特征在于降液管挡板(3，3′)是无孔的。
8.按照权利要求5的汽液接触塔板，其特征在于降液管挡板(3，3′)是无孔的。
9.一个分馏塔，其特征在于包括多个彼此叠放的按照权利要求1，2，4-8任一项的塔板，降液管排列在塔板上且一个在另一个正上方。
10.一个分馏塔，其特征在于包括多个彼此叠放的按照权利要求3的塔板，降液管排列在塔板上且一个在另一个正上方。
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