CN105579126B - 包括液体分配器和有角型材制成的传质塔板的塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塔，其具有：壳(10)，其沿着纵轴(L)延伸并且包围塔(1、2、3、4)的内部，至少一个传质塔板(100)，其沿着塔(1、2、3、4)的塔横截面(Q)延伸，相对于所述纵轴(L)横向延伸，以及至少一个液体分配器(200、300)，其被设计来用液相(F)供应至少一个传质塔板(100)。根据本发明，传质塔板(100)具有多个彼此平行延伸且彼此具有距离的径流元件(101)，更具体地是以有角型材的形式，其各自沿着所述塔横截面(Q)延伸，其中径流元件(101)各自具有沿着塔横截面(Q)延伸的第一和第二径流表面(102a、103a)，其中这两个径流表面(102a、103a)在液体分配器(200、300)的方向上沿着纵轴(L)会聚并相遇，并且通过这样做，形成沿着塔横截面(Q)延伸的边缘(104)，并且其中所述液体分配器(200、300)被设计成将液相(F)施加到径流元件(101)的边缘(104)，从而使施加到相应径流元件(101)的液相(F)经由相应边缘(104)两侧的径流表面(102a、103a)从相应的径流元件(101)流走。

Description

包括液体分配器和有角型材制成的传质塔板的塔
本发明涉及塔，更具体地是用于液相和气相之间的传质和/或能量传递，所述气相与所述液相逆流传递。
这种类型的塔具有沿着纵轴延伸并包围所述塔的内部的壳，并且具有至少一个传质塔板，其在塔的内部在塔横截面上延伸，所述塔横截面相对于纵轴横向延伸。这种塔还具有至少一个液体分配器，设计所述液体分配器以用液相供应所述至少一个传质塔板，以便用气相进行传质和/或能量传递，所述气相逆流通过所述至少一个传质塔板。
例如，上述类型的塔被用作石油洗涤塔(称为主分馏器)、水骤冷塔(称为骤冷水塔)以及在原油加工中用于常压蒸馏和减压蒸馏的塔。由于所得的相对长链烃的冷凝物，这类塔遭受严重结垢，对所使用的传质塔板和/或元件具有有害后果。
所述石油洗涤塔的最大结垢问题是聚合物形成对于各传质塔板所造成的。这种聚合物形成主要基于两种机制。
首先，冷凝组分包括单体(例如这些是不饱和烃，如环烷烃、茚或苯乙烯)。这些单体可以在特定条件下形成聚合物。这些条件可能包括适合于聚合的温度范围、单体以足够高浓度的存在、在内部的长停留时间以及锈的存在。这些影响被称为“结垢因素”。理论上应防止所有这四种条件的发生。
其次，在向下的途中，作为第一洗涤介质被引入到石油精段的所述液态烃的主要部分通过石油精段蒸发。因此，最小量的液体以及由此的液体的最长停留时间在石油精段的下端的传质塔板或元件上。此外，随着回流增加，长链烃的蒸发增加，因此气态塔顶产物的温度也升高。
因此，在此基础上，本发明所解决的问题是：设计上述类型的塔，使其较不容易结垢，没有传递活性与容量的减损，更具体地，没有任何实质减损。
通过具有权利要求1的特征的塔，解决了此问题。
相应地，对传质塔板做出规定，其具有多个彼此平行延伸且彼此具有距离的径流元件，更具体地是以有角型材(angular profile)的形式，其各自沿着所述塔横截面延伸，其中径流元件各自具有沿着塔横截面延伸的第一和第二径流表面(更具体地，平面表面)，其中这两个径流表面在液体分配器的方向上以成角度的方式沿着塔壳的纵轴会聚并相遇，并且通过这样做，形成沿着所述塔横截面延伸的边缘，其中所述液体分配器被设计成以限定的方式将液相施加到传质元件的边缘，从而使施加到相应径流元件的液相经由边缘两侧的径流表面从相应的径流元件流走。径流元件的边缘也可以是圆形的设计。径流元件优选具有突出的边缘。
此外，根据本发明，液体分配器具有多个切口，液相可以通过切口被施加到径流元件的边缘，各切口被垂直设置在所分派的径流元件的边缘上方。此外，液体分配器具有多条最终分配器通道，其各自沿所述塔横截面延伸并且还相对于径流元件横向延伸。此外，最终分配器通道各自具有基部，其沿着塔横截面延伸，以及两个从所述基部开始的侧壁，所述侧壁各自具有上凸缘，并且切口以空缺、更具体地以矩形空缺的形式被形成于两个上凸缘。
在有角型材形式的径流元件(尤其是有等臂的那些)的情况下，径流元件具有两个臂，其沿着液体分配器的方向上的纵轴成角度(更具体地成直角)会聚，并且相遇，并且通过这样做，形成沿着塔横截面延伸的边缘。然后，相应的径流元件或有角型材的径流表面由臂的向上翻转的顶面形成(即，面对液体分配器的那些)。
所述臂或径流表面优选包括在80°-100°范围内的角度，更具体地90°的角度。径流表面的垂直于它们的纵向长度方向的宽度优选在40mm-150mm的范围内，优选100mm。
优选地，塔的或塔壳的所述纵轴沿垂直线延伸，相对于适当地设置并且准备运行的塔。塔的壳至少部分是圆柱形设计，在这种情况下，塔的纵轴与壳的圆柱轴线重合。
有利地，本发明的传质塔板能够产生液相的多重帘(curtain)，即，通过从径流表面流下的液相，以及，如果可能或另外，在径流表面上产生两相层，这有助于提高效率。在这方面，在试验中已经显现，本发明的传质塔板，也称为级联塔板，与穿流塔板相当。这些是无降液管但具有较大通道开口的筛状塔板，更具体地具有在20mm-40mm的范围内的直径，其中气相与液相逆流流动通过通道开口。
试验还已经表明，所述级联塔板在容量和效率方面优于单流相对侧挡板(single-flow side-to-side baffle)。相对侧挡板是单流或多流的、倾斜或者水平的塔板，具体是贯穿结构(through construction)，因而不具有通道开口，并且其仅仅在塔横截面的一部分的上方延伸，塔板一块在另一块之上方彼此偏移地设置，从而使从一块塔板流下的相到达设置在其下面的塔板上。例如，这样的塔板可以交替地在塔的相对侧布置，从而使液相在塔内向下的途中来回流动。
由于它们的结构，有利地，本发明的传质塔板不易结垢，例如不存在可能迅速被堵塞的任何小面积开口。根据测试，效率比较高，大约是单流或双流相对侧挡板的两倍高。此外，它们的容量超过了相对侧挡板的容量。由于有角径流元件(angular runoff element)，本发明的传质塔板还具有比较高的结构强度，但优选使用悬挂式支架(见下文)。
径流元件或它们的径流表面(或所述臂)优选具有纵向延伸设计，这意味着在其纵向长度的方向上，它们的长度大于它们相对于该方向横向的方向的长度，并且优选在整个塔横截面上延伸，即，从壳的一个内部区域到塔的壳的相对侧的内部区域。这些径流元件可以由多个片段组成，每个本身被设计为径流元件，并且在纵向长度的方向上被一个接一个地设置。两个这样的片段之间存在(并且中断复合径流元件的径流表面)的间隙可以由封盖元件隐藏，其抵靠相应片段的两个径流表面片段，产生均匀径流元件的整体印象，具体地其基本上沿着整个塔横截面从塔的壳的一个内部区域向塔的壳的相对侧内部区域延伸。
优选地，传质塔板在整个塔横截面上延伸，彼此平行地延伸的径流元件优选设置为彼此等距离地相对于它们的纵向长度方向而横向延伸，这意味着相邻径流元件对在传质塔板上限定细长通道开口或孔，气相通过所述通道开口或孔能够沿着塔壳的纵轴在塔中上升。
更优选地，所述传质塔板具有支撑环，传质塔板经由支撑环被固定到位，特别是在壳上，支撑环优选沿所述塔横截面围绕塔的壳的内部。在每种情况下，这种情况下的径流元件优选通过第一端部区域以及相对的第二端部区域位于支撑环上。在这种设置中，端部区域之一通过固定轴承、另一端部区域通过滑动轴承安装在支撑环上。在一个径流元件由多个片段组成的情况下，每个片段优选有一个固定轴承；所讨论的片段的其他轴承优选是滑动轴承。
此外，传质元件可以由一个、两个或多个承载件(更具体地，异型承载件)支撑，其彼此平行地延伸，并且沿着所述塔横截面延伸，这些承载件相对于径流元件横向延伸，并且作为其上有径流元件和/或它们的组件(见上文)的部件。其端部区域相对，该承载件优选各自啮合在支撑环的下方，并且各自在一侧上经由设置在支撑环下方的滑动轴承并且在另一侧上经由设置在支撑环下方的固定轴承连接到壳。
所述塔优选地具有多块这样的传质塔板，其沿着塔壳的纵轴一块在另一块之上设置，优选地传质塔板彼此平行地延伸。两块相邻传质塔板的径流元件优选被设置成相对彼此具有偏移，从而从上部径流元件的一个径流表面流下的液相撞击到在其下方偏移设置的下部径流元件的径流表面上。
如已经解释的，所述至少一个液体分配器更优选具有多个切口，通过所述切口液相可以被施加到径流元件和/或有角型材的边缘。为此目的的切口优选各自沿着塔壳的纵轴被垂直地设置在所分派的径流元件或有角型材的边缘上方。
这有利地确保了液体的全部量在最上部的传质塔板上已经可用，相比之下，喷雾喷嘴通常30％-50％的液体最后在径流元件之间的间隙或通道，从而仅仅在下部的传质塔板上有效。因此，优选地，设计第一液体分配器以将液相完全施加到径流元件上，更具体地引导到其边缘上。此外，当液体被喷雾(小液滴)时，不利地，通过各塔顶的液体流出物较多。
如已经解释的，至少一个液体分配器更优选具有多条纵向延伸的最终分配器通道，基本上在整个所述塔横截面上，其每个沿着所述塔横截面延伸并且也相对于径流元件或它们相应的纵向长度的方向横向延伸。
所述最终分配器通道优选各自具有沿着塔横截面延伸的基部，以及两个从所述基部开始的侧壁，其纵向延伸，并且彼此相对，所述侧壁各自具有上凸缘，并且以空缺形式、更具体是矩形空缺形式的切口形成于这两个上凸缘上。此外，在端面，最终分配器通道优选被另外的侧壁包围。侧壁的凸缘上的所述空缺或切口更特别地各自具有下边缘，液相经由下边缘从相应的最终分配器通道流到径流元件的下面边缘上，其中该下边缘沿着塔的纵轴与所讨论的最终分配器通道的相应的基部具有一定距离，从而在理论上相应的最终分配器通道能够收集污垢直到切口的所述下边缘，然后相应的最终分配器通道仍然始终可以将要分配的液相经由切口和/或空缺以确定的方式供应到所分派的传质塔板上。
此外，液体分配器优选具有至少两条纵向延伸的初级分配器通道，其彼此平行设置，并且沿着塔壳的纵轴在最终分配器通道的上方，初级分配器通道被用于将液相供应到最终分配器通道，其中，所述初级分配器通道特别地沿着所述塔横截面延伸。初级分配器通道优选地垂直于最终分配器通道延伸。初级分配器通道经由至少一条补偿通道彼此流动连接，从而使得有可以通过至少一条补偿通道来补偿初级分配器通道内的液相的水平的任何差异。
此外，初级分配器通道也优选各自具有沿着塔横截面延伸的基部，以及从所述基部开始的两个侧壁，纵向延伸并且彼此相对，其中所述侧壁各自具有上凸缘，其中空缺、更具体是矩形空缺形式的切口被形成于这些凸缘上，液相能够分别经由所述切口传递到分派的最终分配器通道内。初级分配器通道内的这些切口优选各自被垂直设置在分派的最终分配器通道的上方。在此，同样地，在凸缘上的所述空缺或切口各自具有下边缘，液相经由下边缘从相应的初级分配器通道传递到下面的最终分配器通道内，其中，该下边缘沿着塔壳的纵轴与所讨论的初级分配器通道的相应基部有距离，从而相应的初级分配器通道能够收集污垢高达切口的所述下边缘，同时通过切口或空缺仍然能够把要分配的液相施加到相应分派的最终分配器通道上。此外，初级分配器通道各自在其端面被另一个侧壁包围。
优选地，所述初级分配器通道各自通过相应的至少一根、优选通过两根进料管被液相填充，其中这些进料管沿着塔的壳的纵轴至少部分地进行延伸，因此，液相通过它从相应的进料管输送，相应进料管的切口沿着纵轴面对被供应的初级分配器通道的相应基部。在它们相应的切口的区域内，所述进料管各自优选地被设置在彼此平行延伸的两块防溅板之间，每块这样的板在初级分配器通道的分派的侧壁上被固定就位。此外，在它们的侧壁朝外的外侧，在相应的初级分配器通道上切口的两侧，初级分配器通道各自具有一块挡板，所述挡板优选从相应的侧壁垂直地伸出，通过下部自由端区域，每个伸进设置在相应切口下方的最终分配器通道内。挡板被设计成从初级分配器通道的切口引导液相流，从而所述流最后尽可能完全地处于所分派的最终分配器通道内。
因此，在上述的实施方案中，优选地初级分配器和最终分配器通道被设计成向上开口的通道(通道向下由所述基部包围，在两侧由所述侧壁包围，并且在端面被其他侧壁包围)。所述通道因此也分别被称为初级分配器槽和最终分配器槽。
根据另一个实施方案，最终分配器通道是管状设计。优选地，这些最终分配器通道各自具有外周壁，并且最终分配器通道的所述切口作为这些壁上的通道开口而形成。优选地，在每种情况下多个切口沿着相应壁的外周方向彼此并排设置。因此，这些彼此并排设置的通道开口给径流元件的同一边缘进料，所述径流元件在相应的最终分配器通道的下方延伸并相对于它横向延伸。
还对最终分配器通道进行规定：其从沿着所述塔横截面相对于最终分配器通道横向延伸的管状初级分配器通道开始。管状初级分配器通道优选地具有周壁，并且具体地最终分配器通道从该周壁的下部区域开始。这些最终分配器通道优选在初级分配器通道两侧延伸，并且具体地，最终分配器通道对从初级分配器通道相反的方向开始且彼此平齐，并且具体地，最终分配器通道各自可分离地、更具体地经由凸缘连接被连接到初级分配器通道。
此外，优选对初级分配器通道进行规定：为了对液相初级分配器通道进行液相的进料的目的，其与沿着塔横截面相对于初级分配器通道横向延伸的流入管连接，其中具体地，初级分配器通道从流入管的端部开始。优选地，流入管同样具有周壁，并且优选初级分配器通道从流入管的所述端部上的周壁的下部区域开始。
具有管状最终分配器通道和初级分配器通道的上述液体分配器优选被用于例如在水骤冷塔形式的塔的情况下的含水液相，例如，其被用在用于冷却和/或洗涤裂化气(见下文)的有气态原料(如乙烷)的气体裂化器(gas cracker)中。
与此相反，具有形成在侧壁的凸缘上的切口并且尤其具有向上开口的最终分配器通道和初级分配器通道或槽的在开始时描述的液体分配器优选被用于在石油洗涤塔(要不然在常压与减压蒸馏塔)内分配液态烃相(例如热解油)，其在具有较重的液体原料(例如石脑油)的液体裂化器的情况下，用于冷却和洗涤生产的裂化气(例如烃的重馏分的分裂)(见下文)。
根据本发明的另一个实施方案，规定：所述塔具有至少一个第一(例如上部)和一个第二(例如下部)处理段或回路，相比于所述第一段，所述第二段比第一段更易结垢，换言之，在第二段内每单位时间所出现的导致塔内部(例如传质塔板、液体分配器)结垢的物质的量比在第一段内的多。为了这个目的，优选塔被设计成在第二段中从气相(例如，来自石脑油裂化器的裂化气)除去高沸点组分(例如更高沸点的不饱和烃，如单体)，塔优选被设计成在第一段中，从所述气相消除与此相比的低沸点烃。例如，在石油洗涤塔中处理裂化气的情况下，在第一或上部段内，通过液态含烃洗涤介质(例如热解石油精)形式的液相，可以进行洗涤，而在第二或下部段内，通过主要包括重烃(例如热解油，或热解石油精和热解油的混合物)的液相或液态洗涤介质进行洗涤。在上部段内的石油精馏分沸腾，通常在1bar-2.5bar的主导压力范围内，优选1.5bar，以及大约在140℃-210℃的范围内，而在下部段出现的液体石油馏分在高于250℃的温度下沸腾。然后，在第一段内，获得较轻的冷凝物，实例是具有例如10个或者更少碳原子的油性芳香组分(例如，萘(C10H8))。第一段内的沸程优选设定在105℃-140℃的范围。在第二段内，主要是具有例如大于10个碳原子的烃被冷凝出来。这些主要是轻油和重油。例如，石油精的沸程的端部位于例如大约100℃，轻油的沸程的端部在大约128℃，例如重油的沸程的端部大约在171℃。本文的目的具体是设定温度水平，以便可以提供液体给热消费者。石油洗涤塔的一般规则是：长链分子的馏分从顶部至底部增加。诸如炭黑和焦油的固体颗粒已经主要从下部段内的气相中分离出来，并且存在于液相中。类似地，液相的粘度也从顶部至底部在塔内增加。因此，有利地石油洗涤塔在下部或第二段内具有本发明的较不易结垢的径流元件，或者配备有这些元件的传质塔板。在上段内，有较少的聚合物或长链烃。因此，在此可以使用比第二段的径流元件更高效力的传质元件或传质装置。这种类型的传质装置优选是筛状塔板、阀状塔板、网状填料、结构化填料或者散装填料床。
在塔被设计成石油洗涤塔的情况下，其被设置且意在用于冷却裂化气以及从裂化气除去烃馏分(更具体地，重烃馏分)，所述液体分配器优选地被设计成将液态烃相(例如热解油)形式的洗涤介质施加给本发明的这些径流元件或有角型材，以便对逆流通过的裂化气施加洗涤介质。在这种情况下，最终分配器通道和初级分配器通道优选地被设计成向上开口的通道(见上文)。
在根据本发明的另一个示例性实施方案中，塔被设计成水骤冷塔，其对例如通过诸如乙烷的气态原料的裂化所产生的裂化气施加液相，所述液相包含水或由水组成，以便冷却和洗涤裂化气。在这种情况下，具体地，液体分配器被设计成将该包含水或者水液相施加给径流元件或有角型材，以便对逆流通过的裂化气施加此液相。在水骤冷塔形式的塔的情况下，液体分配器优选地具有上述管状最终分配器通道和初级分配器通道。
根据另一个实施方案，塔被设计用于原油流的常压蒸馏(即，在大气压力下发生精馏)。在这种情况下，优选地加热的原油通过塔内的精馏分馏成多个组分或冷凝物。该原油优选作为两相(气体/液体)进入塔。最高温度是在塔的底部，因此轻组分不能冷凝出来并以气体形式再上升。在塔的顶部，例如，获得气体和轻石油精(light petroleum spirit)，其被称为石脑油，包括煤油、柴油燃料以及轻取暖用油。例如，更下方的气-油(取暖用油和柴油的原材料)，以及塔底的常压渣油。
在这种情况下，塔优选被细分成多个段，其中获得各冷凝物或各组分。各个段可以通过烟囱式塔板彼此分隔，使气相在塔内逐段上升，并且抽出相应的冷凝物。
在每种情况下，至少一个，优选两个或更多的本发明的传质塔板被优选地设置在最下部的段或者在多个下部段内，其中产生最重的冷凝物，也可能还在其上方的段内；一个段的传质塔板通过本发明的液体分配器(见上文)用液相进料，更具体地用所讨论的段(或者，在适当情况下，位于其上方的塔段)的各自的冷凝物，其与气相逆流。还存在这种可能性：给用于常压蒸馏的常规塔配备本发明的具有径流元件的传质塔板，以及本发明的相应的液体分配器。
根据另一个实施方案，塔被设计成用于原油流或常压蒸馏的塔底产物的减压蒸馏的塔。在这种情况下，如上文关于常压蒸馏或精馏的描述，冷凝物可以在不同的段从所述塔底产物中分离出来，但现在塔中或者其各个段内主要是真空。在这种情况下，塔的压力可以在10mbar-30mbar的范围内。
通过附图，本发明的其他细节与优点将通过示例性实施方案的以下附图描述进行说明。
图1显示具有本发明的传质塔板的石油洗涤塔的剖视图；
图2显示图1的细节；
图3显示根据图2的细节III；
图4显示根据图3的细节的平面图；
图5显示沿着图4中的V-V线的局部剖视图；
图6显示本发明的径流元件的固定轴承的细节视图；
图7显示根据图2的细节VII的剖视细节视图；
图8显示本发明的传质塔板(下部)以及用于将液相施加给传质塔板的液体分配器(上部)的平面图；
图9显示沿着液体分配器的补偿通道的图8的IX方向的细节视图，其将液体分配器的两条初级分配器通道彼此连接；
图10显示沿着具有矩形空缺形式的切口的最终分配器通道的图8的X方向的细节视图，其被沿着最终分配器通道的侧壁的一条凸缘设计；
图11显示沿着具有矩形空缺形式的切口的初级分配器通道的图8的XI方向的细节视图，其被沿着初级分配器通道的侧壁的一条凸缘设计；
图12显示根据图8-11的液体分配器的初级分配器通道的进料管的局部剖面细节视图；
图13显示根据图8-12的液体分配器的初级分配器通道中的进料管的另一幅局部剖面细节视图；
图14-15显示具有本发明的传质塔板的水骤冷塔形式的塔的剖视图。
图16显示根据图14与15的塔的液体分配器的另一个实施方案的平面图；
图17显示根据图16的液体分配器的剖视图；
图18显示根据图16与17的液体分配器的最终分配器通道的剖视图；
图19显示另一条最终分配器通道的剖视图；
图20-21显示沿着图17内的XX方向的细节视图；并且
图22显示用于原油流的常压蒸馏塔以及减压蒸馏塔的示意性剖视图。
图2-8显示本发明的传质塔板100，例如，其可以被用于：用于裂化气S的冷却和洗涤的根据图1的石油洗涤塔1中，用于裂化气S的冷却和洗涤的根据图14与15的水骤冷塔2中，用于常压蒸馏的塔3中，或者根据图22的用于原油流R的减压蒸馏的塔4中。一般而言，本发明的传质塔板100可以有利地被用于塔的任何地方，其中由于其间要发生传质的液相或气相，其具有高结垢风险。
所述塔1-4具有外周壳10，其沿纵轴L延伸并且包围相应的塔1-4的内部，相应的传质塔板100在这内部基本上在整个塔横截面Q延伸，其垂直于纵轴L定向。
根据图8，传质塔板100具有多个纵向延伸的径流元件101，其被定向成彼此平行，并且在相同的高度(相对于壳10的纵轴L)上平行于所述塔横截面Q延伸。在此，相邻的径流元件101被等距离地彼此隔开，并且相对于它们的纵向长度的方向横向延伸，从而形成各对径流元件101之间的通道开口或孔，气相穿过它能够在塔1-4的内部上升。
根据图3-5、图6以及图8，径流元件101各自具有第一臂102和第二臂103，其成角度彼此连接以形成边缘104，从而使径流元件101形成等臂有角型材101。径流元件101的各自的边缘104具有类似的纵向延伸的设计，并且平行于塔横截面Q延伸。此外，径流元件101的臂102与103沿着纵轴L向上会聚，意味着径流元件101的这两条臂102与103限定面向上的径流表面102a与103a，其每一个从相应的径流元件101的边缘104开始向下倾斜。相应地，如果液相F通过液体分配器被施加给径流元件101的相应的边缘104，它经由相应的边缘104两侧的径流表面102a与103a流下，从而形成液相F的两重帘。
根据图7，优选地多块本发明的传质塔板100沿纵轴L一块在另一块之上地设置，相邻传质塔板100的径流元件101沿着塔横截面Q彼此相对偏移地设置，因此从传质塔板100的相应的径流元件101的径流表面102a与103a流下的液相F被施加到下面的传质塔板100的被设置在这个径流元件101下方的两个径流元件101。在此，相应的下部传质塔板100的径流元件101沿着塔横截面Q设置，优选在每种情况下在位于它上面的传质塔板100的两个径流元件101之间的中间。因此，本发明的传质塔板100也被称为级联塔板。
根据图3-6，具有彼此相对的端部区域101d(参见图6)，传质塔板100的径流元件101位于所分派的外周支撑环110上，其在相应的塔1-4的壳10的内部上固定就位。在此，一个端部区域101d通过固定轴承、另一个通过滑动轴承被安装在支撑环110上。
径流元件101可以从塔的壳10的一个内部区域到塔的壳10的相对的内部区域在塔横截面Q上连续地延伸。然而，还可能径流元件101由多个片段101a与101b构成(参见图4)，其在径流元件101的纵向长度方向上相继设置。在这种情况下，两个相邻片段101a与101b之间的间隙可以被封盖101c覆盖。在这种情况下，这样的片段101a与101b通过它们的自由端区域位于支撑环110和/或承载件112上，具体是异型承载件112，其相对于径流元件101横向延伸。任选地，可以提供多个这样的承载件112，在这种情况下其彼此平行地延伸。然后，片段101a或101b的一个端部区域经由固定轴承而另一个端部区域经由滑动轴承分别安装在支撑环110或承载件112上。
当其存在时，承载件112各自通过在支撑环110下的一个自由端区域113啮合，所述区域113位于轴承111上，轴承111在壳10的内部的相应的支撑环110下固定就位。相应的承载件112的这些端部区域113具有容纳所分派的支撑环110的空缺，因此相应的支撑环110与相应的承载件112一起形成基本上无级表面112a，径流元件101可以位于其上(参见图3)。在承载件112的情况下，在每种情况下，类似地优选一个端部区域113经由滑动轴承111形式的轴承111(参见图3)被安装在壳10上，而另一个端部区域113通过固定轴承安装(参见图2)。
此外，根据图8，传质塔板100各自可以在最外侧径流元件101侧具有封盖元件115，其目的是把所述径流元件101与封盖元件115之间的通道开口划定到所设想的宽度。
为了用液相F给一块在另一块之上设置的多块传质塔板100进料，根据图8-13提供液体分配器200的第一实施方案。该分配器200具有多条向上开口的最终分配器通道202，其横截面是箱形，沿着相应的塔1-4的纵轴L被设置在传质塔板100的上方，并且在每种情况下其沿着所述塔横截面Q延伸并且也相对于径流元件101横向延伸。
纵向延伸的最终分配器通道202各自具有平行于塔横截面Q延伸的基部203，以及两个侧壁204，所述侧壁204从所述基部203开始，并且各自具有上凸缘205(参见图10)，切口201沿其以矩形空缺的形式形成，这些空缺沿着相应的塔1、3、4的纵轴L设置，其在每种情况下在分派到相应的切口201的径流元件101的边缘104上方垂直地设置。为将液相F分配到径流元件101上，然后用液相F填充最终分配器通道202，从而使得该液相F穿过单个切口201的平行于相应的基部203延伸的下边缘206，并下落到所述边缘104上，并且还通过级联径流元件101向下分配(参见图7)，从而形成液相F的多重帘，其中用于处理的气相(例如裂化气)S被强制逆流，从而引起相F和S之间的剧烈的传质和/或能量转移。
根据图9，为了给最终分配器通道填充液相F，提供两条初级分配器通道210，它们彼此平行并且沿着纵轴L被设置在最终分配器通道202上方，所述通道210类似地被设计成向上开口，并且横截面为箱形。初级分配器通道210类似地沿着塔横截面Q，优选以与最终分配器通道202同样的方式在整个塔横截面上方延伸，亦即，从相应的塔1、3、4的壳10的一个内部区域到壳10的相对的内部区域。此外，初级分配器通道210相对于最终分配器通道202横向延伸。
类似地，初级分配器通道210各自具有平行于塔横截面Q而延伸的基部211，以及两个侧壁212，其从所述基部211开始并且各自具有上凸缘213，在其上切口214以矩形空缺的形式被设计，通过它液相F可以在每种情况下被传递到分派的最终分配器通道202内。为此，沿着相应的塔1、3、4的壳10的纵轴L，初级分配器通道210的切口214各自依次垂直设置在分派的最终分配器通道202(参见图11、12与13)上方。
根据图12和13，相应地，经由至少一根进料管220，优选地经由两根进料管220，用液相F填充所述初级分配器通道210，所述管道220至少部分地沿着相应的塔1、3、4的壳10的纵轴L延伸；相应的进料管220的切口221沿着所述纵轴L朝向被供给的初级分配器通道210的相应的基部211，通过切口221，液相F从相应的进料管220流入所分派的初级分配器通道210。所述进料管220各自被设置在两块防溅板222之间，它们彼此平行延伸，并且在两侧处于相应的进料管220的切口221的侧翼，并且各自在所讨论的初级分配器通道210的所分派的侧壁212上固定就位。
此外，在其侧壁212的向外的外侧，在相应的初级分配器通道210的切口214的两侧，初级分配器通道210具有挡板216，这些挡板216从相应的侧壁212垂直地伸出，并且通过下部自由端区域，其各自伸进设置在相应的切口214下方的最终分配器通道202内。挡板216用于引导液相F从初级分配器通道210的切口214流入所分派的最终分配器通道202内。
为了使在两条初级分配器通道210内的液相F总是在同一水平，根据图8与9，两条初级分配器通道210可以经由至少一条补偿通道215连接，其在两条初级分配器通道210之间延伸，特别相对于它们横向地延伸。
优选地，上述液体分配器200被用于更粘稠的液相F。具体地，在更水性的相F的情况下，优选使用本发明的液体分配器300的第二实施方案，如下所述。
根据图16-21，该分配器300具有具外周壁303的管状最终分配器通道302，其中每个有用于分配液相F的通道开口301形式的切口301，多个这种通道开口301彼此并排地沿着相应的最终分配器通道302或者相应的壁303的外周方向U设置。根据图18，例如，两个这样的通道开口301可以被沿着外周方向U彼此并排地设置，以这样的方式，例如，两个开口301每个以与垂直线成B＝15°到B＝50°(例如，B＝27°)的角度指向下方。所述角度由在径流元件101上的射流冲击的所需点引导，并且可以以已知的方式(具有倾斜轨道的轨道抛物线)来计算。根据图19，例如，四个这样的通道开口301可以沿着外周方向U在壁303上彼此并排形成，并且两个最外侧的通道开口301可以例如与垂直线成B＝36°的角度指向下方，并且，例如两个内侧通道开口301在每种情况下以B'＝12.5°的角度。
根据图16，管状最终分配器通道302各自在将要供应的传质塔板100的径流元件101上方延伸，平行于塔横截面Q，并且也相对于径流元件101横向延伸；上述切口301或通道开口301，其各自沿着最终分配器通道302的外周方向U在相应的壁303上一个接一个形成，各自依次沿着分派的径流元件101的边缘104上方的纵轴L垂直地设置，以便对元件101进行液相F的进料(参见图20与图21)。
根据图16与17，还对最终分配器通道302进行规定：各自从管状初级分配器通道310开始，其相对于最终分配器通道302横向延伸并且也平行于塔横截面Q，初级分配器通道310具有周壁311，周壁311具有下部区域311b，下部区域311b沿着壳10的纵轴L朝下(也参见图20与21)；两条最终分配器通道302以相反方向从所述区域311b开始，并且彼此齐平。所述管状最终分配器通道302优选各自可分离地连接(优选通过法兰连接315)到初级分配器通道310，因此可以例如为了装配和维修目的而被从初级分配器通道310取下而不造成破坏。
此外，对于用将被分配的液相F填充初级分配器通道310，所述初级分配器通道310与流入管320连接，其平行于塔横截面Q并且相对于初级分配器通道310横向且居中延伸。这个初级分配器通道310从流入管320的端部321开始，特别是从流入管320的周壁322的下部区域322b开始，沿所述纵轴L朝下(参见图17)。
为了流入管320的通风，其端部321在最高点具有通风孔316。此外，初级分配器通道310也在其两个相对端部318的最高点具有通风孔317。
图1显示以石油洗涤塔形式的本发明的塔1，其中采用上述传质塔板100以及液体分配器200，以图8-13的方式，提供这种塔1，例如，在用于烯烃生产的石脑油裂化的液体裂化器的情况下，作为蒸汽裂化器之后的第一塔，以便冷却和洗涤在所述蒸汽裂化器内产生的裂化气S。
塔1具有基本上是圆柱形的壳10，其沿着与垂直线重合的纵轴L延伸，并且限定塔1的内部，其被细分成三个工艺段20、21与22，具体是上部的第一段20、位于段20的下方的中间的第二段21以及位于段21的下方的下部的第三段22。在例如大约400℃与600℃之间的温度下，在下部的第三段22的底部区域，经由气体分配器420向石油洗涤塔1供应预冷的裂化气S。在此，石油洗涤塔1的第三段22具有多块传质塔板100，它们沿纵轴L一块在另一块之上设置；如上所述，在每种情况下相邻的传质塔板100被设计成使得每块下部传质塔板100的径流元件101被居中地设置在设置于其上的传质塔板100中的通道开口或孔的下方。
裂化气S沿着塔1的壳10的纵轴L从底部到顶部流过塔1的整个内部；在下部的第三段22内，液态含烃相F'，即重油F'，通过液体分配器200作为上述的洗涤介质F'被施加到如上所述的传质塔板100，传质塔板100沿着纵轴L被设置在传质塔板100的上方。洗涤介质F'相应地在第三段22内流下，并且通过传质塔板100与上升气相S剧烈接触。因此，最重烃的馏分从该裂化气相S中分离出来，并且这些烃作为重油F'在塔1的底部12收集。通过其中的液体分配器200，从那里抽出重油F'、冷却并且作为洗涤介质F'至少部分地被回收到塔1的第三段22内，并且再次被施加给气相S。
经由烟囱式塔板410的有盖的烟囱411，气相S从最低的第三段22通入到塔1中间的第二段21。在此，气相S继续向上升高，同样地通过传质塔板100，经由第二段21的其他液体分配器200，其与液态含烃洗涤介质F形式的液相F逆流地被进料，因此相应的从气相S中分离出的组分作为轻油F在烟囱式塔板410上收集。从那里轻油F能够直接经由降液管412通入第三段22的液体分配器200的初级分配器通道210。此外，从塔1的第二段21的所述烟囱式塔板410抽出所述轻油F，并且与石油精馏分混合，并且作为所述洗涤介质F经由所述另外的液体分配器200被回收到第二段21内。
最后，裂化气S从第二段21经由阀状塔板403进入塔1的上部的第一段20，在这里经由阀状塔板401与400进入塔1的顶部11，在此它被抽出。在第一段20内，气相S与液态含烃洗涤介质F”接触，液态含烃洗涤介质F”代表石油精馏分，例如，其来自下游水洗涤器内的水/石油精分离设施的倾析器，洗涤介质F”被施加到最高的段20的最高的阀状塔板400。通过洗涤介质F”，石油精馏分在上部的第一段20内从裂化气S中分离出来，并且能够经由降液管404进入塔1的第二段22的液体分配器200，或者可以被添加到洗涤介质F。如果水F”'作为第二液体被得到，其可以经由单独端口从第一段20中抽出。
此外，为了维修目的，塔1具有多个人孔405，具体地，经由它们可到达液体分配器200。
图14和15显示水骤冷塔2形式的本发明的另一个塔2，其更具体的是在蒸汽裂化器下游的第一塔，在气体裂化器的情况下，用于冷却和洗涤裂化气S，例如其是通过诸如乙烷的气态轻原料的蒸汽裂化产生的。
根据图14，在此，裂化气S经由气体分配器管530被引入到塔2的下部的第三段22，在那里它通过一块在另一块之上设置的多块传质塔板100上升，通过这样做，其通过液体分配器300以图16-21的方式与水的形式的液相F接触。从塔2的底部12抽出液相F，并且如果适当的话，在过滤之后经由液体分配器300被供应给第三段22的传质塔板100。这些传质塔板100的径流元件101被设置成彼此偏移，如上所述。
气相S经由烟囱式塔板522的有盖的烟囱523从第三段22通入塔2的第二段21，所述段21被设置在第三段22的上方，并且在该段中，正如前面在第三段22内那样，气相S通过多块传质塔板100，其经由其他的液体分配器300用水的形式的液相F进行进料。从所述烟囱式塔板522中抽出液相F，并且经由第二段22的所述液体分配器300在过滤后被回收到第二段22。
气相S依次经由烟囱式塔板520的有盖的烟囱521从第二段22通入塔2的上部的第一段20；在烟囱式塔板520的上方，有散装床(dumped bed)509，其置于支撑板508上，并且在顶部被床限制器506包围。经由液体分配器504，以水的形式的液相F被供应到床509，收集在烟囱式塔板520上，其从那里被抽出并且被回收到液体分配器504。床509也可经由喷嘴507通过洗油W进料，以便在必要时清洁该床。上升气相S经由分离器501通入塔2的顶部11，其从那里被抽出。此外，在所述液体分配器504的上方，洗油W经由喷嘴502可以被施加到分离器501，以便在必要时清洁分离器。
为了维修目的，水骤冷塔2具有多个人孔505，其例如可以到达塔2的内部，例如液体分配器300与504。
此外，经由相应的端口T和A，烟囱式塔板520与522可以被撇去或除去焦油以及其他污垢产物。
最后，图22显示本发明的塔3、4的其他实施方案，塔3是用于原油流R的常压蒸馏塔，而塔4是用于减压蒸馏的塔，其蒸馏常压渣油。
在这种情况下，在加热装置40内加热原油流R，并且作为两相混合物被送入用于常压蒸馏的塔3的下段704(在大气塔压下)。经由烟囱式塔板603、602、601、600，气相传递到塔3的顶部11，在那里其被抽出50(例如含乙烷、丙烷和/或丁烷)。在各个段703、702、701、700内，经由相应的分派的塔板603、602、601、600，原油R的各个馏分被冷凝出来并作为轻馏出物51(如石油精)或者中间馏出物52、53、54(例如柴油燃料或取暖用油)从塔3的相应的段703、702、701、700中抽出。各冷凝物54、53、52、51经由热交换器5被冷却，并且被部分回收到各个段703、702、701、700的上部区域，在那里，通过液体分配器200，其被以图8-13的方式施加给本发明的传质塔板100，如上所述，传质塔板100可以一块在另一块之上设置，并且在上升的气相与相应的冷凝物54、53、52、51之间产生剧烈的传质。第二段703的冷凝物54还可以被引入最下段704中，塔3的常压渣油在其中收集。
塔3的底部产物，即原油流R的常压渣油R'，再次通过加热装置41加热，并且被引入到塔3的最下段803进行减压蒸馏。在这种情况下，常压渣油R'的气相通过烟囱式塔板702、701、700上升进入塔4的单独的段802、801、800，更具体地在10mbar-30mbar的塔压范围内，并且在单个的段内，产生相应的冷凝物63、62、61，这些是重油。在塔4的底部，焦油和沥青作为减压渣油R”获得。单种冷凝物63、62、61可以被热交换器6冷却，被部分地传回到塔4内，其中，以图8-13的方式，在相应的段802、801、800内，它们通过液体分配器200被施加到本发明的传质塔板100，其如上所述地一块在另一块之上设置。
参考符号表

Claims (13)

1.塔，其具有
-壳(10)，其沿着纵轴(L)延伸并且包围塔(1、2、3、4)的内部，
-至少一个传质塔板(100)，其沿着塔横截面(Q)延伸，相对于塔(1、2、3、4)的纵轴(L)横向延伸，
-至少一个液体分配器(200、300)，其被设计来用液相(F)供应所述至少一个传质塔板(100)，
其特征在于，
传质塔板(100)具有多个彼此平行延伸且彼此具有距离的径流元件(101)，更具体地是以有角型材的形式，其各自沿着所述塔横截面(Q)延伸，其中径流元件(101)各自具有沿着塔横截面(Q)延伸的第一和第二径流表面(102a、103a)，其中这两个径流表面(102a、103a)在液体分配器(200、300)的方向上沿着纵轴(L)会聚并相遇，并且通过这样做，形成沿着塔横截面(Q)延伸的边缘(104)，并且其中设计所述液体分配器(200、300)以将液相(F)施加到径流元件(101)的边缘(104)，从而使施加到相应径流元件(101)的液相(F)经由相应边缘(104)两侧的径流表面(102a、103a)从相应的径流元件(101)流走，其中液体分配器(200、300)具有多个切口(201、301)，可以通过切口将液相(F)施加到径流元件(101)的边缘(104)，其中切口(201、301)各自被垂直设置在所分派的径流元件(101)的边缘(104)上方，并且其中，液体分配器(200、300)具有多条最终分配器通道(202、302)，其各自沿着所述塔横截面(Q)并且还相对于径流元件(101)横向延伸，并且其中
-最终分配器通道(202)各自具有基部(203)，其沿着塔横截面(Q)延伸，并且两个侧壁(204)从所述基部(203)开始，其中所述侧壁(204)各自具有上凸缘(205)，并且其中切口(201)以空缺、更具体地以矩形空缺的形式被设计于两个上凸缘(205)处，或者
-所述最终分配器通道(302)是管状设计，并具有外周壁(303)，其中所述最终分配器通道(302)的所述切口(301)设计为这些壁(303)上的通道开口。
2.如权利要求1所述的塔，其特征在于所述液体分配器(200)具有至少两条初级分配器通道(210)，它们彼此平行，沿着最终分配器通道(202)上方的纵轴(L)设置，并且用于用液相(F)供应最终分配器通道(202)，其中，更具体地初级分配器通道(210)沿着塔横截面(Q)延伸，并且其中具体地初级分配器通道(210)相对于最终分配器通道(202)横向延伸。
3.如权利要求2所述的塔，其特征在于初级分配器通道(210)各自具有基部(211)，其沿着塔横截面(Q)延伸，以及从基部(211)开始的两个侧壁(212)，其中，所述侧壁(212)各自具有上凸缘(213)，在此切口(214)被设计成空缺、更具体地矩形空缺的形式，液相(F)通过它可以被引导到相应的一条分派的最终分配器通道(202)内，其中具体地，初级分配器通道(210)的这些切口(214)在每种情况下在所分派的最终分配器通道(202)上方垂直地设置。
4.如权利要求2或3所述的塔，其特征在于初级分配器通道(210)经由至少一条补偿通道(215)彼此相通。
5.如权利要求1所述的塔，其特征在于所述最终分配器通道(302)各自从沿着所述塔横截面(Q)相对于最终分配器通道(302)横向延伸的管状初级分配器通道(310)开始，其中具体地管状初级分配器通道(310)具有周壁(311)，并且其中具体地最终分配器通道(302)从该周壁(311)的下部区域(311b)开始，其中最终分配器通道对(302)从初级分配器通道(310)相反的方向开始且彼此平齐，并且具体地最终分配器通道(302)各自可分离地、更具体地经由凸缘连接(315)被连接到初级分配器通道(310)。
6.如权利要求5所述的塔，其特征在于为了对初级分配器通道(310)进行液相(F)的进料，初级分配器通道(310)与沿着塔横截面(Q)相对于初级分配器通道(310)横向延伸的流入管(320)连接，其中具体地，初级分配器通道(310)从流入管(320)的端部(321)开始，并且其中具体地流入管(320)具有周壁(322)，并且其中具体地初级分配器通道(310)从流入管(320)的所述端部(321)上的流入管(320)的周壁(322)的下部区域(322b)开始。
7.如权利要求1-3和5-6中任一项所述的塔，其特征在于所述塔(1、2、3、4)具有至少一个第一以及至少一个第二段(20、21、22)，其中，具体地第二段(21、22)与第一段(20)相比更易于结垢，并且其中具体地设计塔(1)以在第一段(20)中从气相(S)分离低沸点组分，并且其中具体地设计塔(1)以在第二段(21、22)中从气相(S)分离出与其相比高沸点的组分，其中至少一个传质塔板(100)，以及更具体地该至少一个液体分配器(200、300)被设置在第二段(21)内，并且其中具体地，在第一段(20)内设置传质装置，其具体地与所述传质塔板(100)相比更有效地传递，并且其中具体地该传质装置被设计成筛状塔板、阀状塔板、网状填料、结构化填料或者散装填料床。
8.如权利要求1-3中任一项所述的塔，其特征在于所述塔(1)被设计成石油洗涤塔，其被设置并用于冷却裂化气(S)，以及从裂化气(S)分离烃馏分，其中具体地，液体分配器(200)被设计成将液态烃相的形式的液相(F、F')供应到这些径流元件(101)的边缘(104)上，以便对逆流引导的裂化气(S)施加此液相(F)。
9.如权利要求1和5-6中任一项所述的塔，其特征在于塔(2)被设计成水骤冷塔(2)，其被设置和用于对裂化气(S)施加液相(F)，所述液相(F)包含水或由水形成，其中具体地，液体分配器(300)被设计成将包含水或由水形成的此液相(F)施加到这些径流元件(101)的边缘(104)，以便对逆流通过的裂化气(S)施加此液相(F)。
10.如权利要求1-3中任一项所述的塔，其特征在于所述塔(3)被设计用于原油流(R)的常压蒸馏。
11.如权利要求1-3中任一项所述的塔，其特征在于所述塔(4)被设计用于原油流(R)的减压蒸馏。
12.如权利要求10所述的塔，其特征在于所述塔(4)被设计用于所述常压蒸馏的底部产物的减压蒸馏。
13.如权利要求1-3和5-6中任一项所述的塔，其特征在于径流元件(101)被设计成等臂有角型材，两个相邻的径流元件(101)在每种情况下限定细长的通道开口，气相通过它能够在塔内上升。
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