CN109999748A - 一种高效连洗分离塔及酚钠溶液与脱酚馏分分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效连洗分离塔及酚钠溶液与脱酚馏分分离方法，所述高效连洗分离塔包括塔体、L形进料缓冲器、管道混合器及加热器；塔体的下部设有缩颈段，缩颈段将塔体分为上段塔体和下段塔体；上段塔体的顶部设放散口，上部设脱酚馏分出口和蒸汽入口，上段塔体的下部设原料混合物入口，下段塔体设冷凝水出口及酚钠溶液出口；塔体内设加热器，加热器贯穿于上段塔体、缩颈段和下段塔体中，加热器的上端与蒸汽入口相连，下端连接冷凝水出口。本发明有效解决了常规分离设备中酚钠溶液和脱酚馏分界面分离不清的问题，保证了酚钠溶液和脱酚馏分的分离效果，设备结构简单，操作稳定，易于控制。

Description

一种高效连洗分离塔及酚钠溶液与脱酚馏分分离方法

技术领域

本发明涉及冶金焦化技术领域，尤其涉及一种高效连洗分离塔及酚钠溶液与脱酚馏分分离方法。

背景技术

目前在冶金焦化行业，连续洗涤脱酚主要是针对焦油蒸馏切取的酚油馏分、萘油馏份或酚萘洗三混馏分等高酚馏分组分，用10～15％浓度的NaOH溶液或碱性酚钠溶液在泵前加入高酚馏分中，经泵叶轮充分混合后送入连洗分离塔，在连洗分离塔内NaOH与高酚馏分中的酚反应生成酚钠溶液和脱酚馏分；物料连续进入连洗分离塔内，在塔内发生化学反应的同时，酚钠溶液和脱酚馏分根据密度差不断分离，最终脱酚馏分从塔顶流出，酚钠溶液从塔底排出。根据酚钠溶液和脱酚馏分的界面调整酚钠溶液排出量，控制塔的连续稳定生产，然后分别进入后续流程。

传统连洗分离塔采用圆柱形中空塔体，塔底部带盘管式加热器，酚钠溶液和脱酚馏分的界面分离不清，影响产品质量，不利于连洗分离塔的稳定生产，分析原因主要有以下几方面:

1)物料直接进入酚钠溶液和脱酚馏分反应层，进料扰动明显，影响酚钠溶液和脱酚馏分的反应和分离，造成此段溶液乳化，影响分离效果；

2)酚钠溶液和脱酚馏分集中进入塔内，酚钠溶液和脱酚馏分在塔内进料端的浓度不均匀，不能很好的分布于整个塔截面内，不易于分离；

3)由于原料中酚含量不同，特别是含酚低的物料生成酚钠溶液的量少，使酚钠溶液大部分溶于脱酚馏分中，很难分离；

4)塔底设置的盘管式加热器使塔内底部液体温度逐步向上传导，导致塔内温度不均，而且影响酚钠溶液的沉降分离；

5)根据常规的高酚馏分组分，反应后酚钠溶液中的酚钠浓度大约在10％～20％，其中酚钠的含量低，密度略重于水，分散在溶液中，不利于酚钠的沉降分离；

上述问题亟需通过塔体结构改造进行解决，目标是使酚钠溶液和脱酚混合物的界面清楚，保证工艺过程的连续稳定进行。

发明内容

本发明提供了一种高效连洗分离塔及酚钠溶液与脱酚馏分分离方法，有效解决了常规分离设备中酚钠溶液和脱酚馏分界面分离不清的问题，保证了酚钠溶液和脱酚馏分的分离效果，设备结构简单，操作稳定，易于控制。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种高效连洗分离塔，包括塔体、L形进料缓冲器、管道混合器及加热器；所述塔体的下部设有缩颈段，缩颈段将塔体分为上段塔体和下段塔体；上段塔体的顶部设放散口，上部设脱酚馏分出口和蒸汽入口，上段塔体的下部设原料混合物入口，原料混合物入口通过L形进料缓冲器连接管道混合器的物料出口，管道混合器的物料入口连接泵后高酚馏分-碱液/酚钠溶液混合物输送管道，或同时连接泵后酚钠溶液输送管道及泵后高酚馏分-碱液/酚钠溶液混合物输送管道，其中泵后酚钠溶液输送管道上设有开关阀门；下段塔体设冷凝水出口及酚钠溶液出口；塔体内设加热器，加热器贯穿于上段塔体、缩颈段和下段塔体中，加热器的上端与蒸汽入口相连，下端连接冷凝水出口。

所述原料混合物入口下方的上段塔体内设液体分布器。

所述原料混合物入口上方的上段塔体一侧、下段塔体的上部一侧分别设界面计接口，界面计接口用于安装界面计。

所述酚钠溶液出口上方的下段塔体内设防涡流装置和人孔。

所述塔体为圆柱形塔体，高径比为8～15，顶部、底部分别采用封头结构，塔体由裙座支撑。

所述L形进料缓冲器由竖直的长管段和水平的短管段组成，长管段和短管段之间通过90°连接；短管段一端与原料混合物入口连通，长管段一端与管道混合器连通。

所述L形进料缓冲器的长管段与短管段长度比为2～4:1～0.5，直径为100～500mm，长管段内设有折流板。

所述液体分布器为塔截面分布盘，液体分布器表面均布φ50～200mm的孔，孔四周的液体分布器上、下表面分别设50～150mm高的围堰。

所述缩颈段的直径为塔体直径的50％～80％，缩颈段的高度为0.5～3m。

一种基于所述高效连洗分离塔的酚钠溶液与脱酚馏分分离方法，包括如下步骤：

1)泵送来的高酚馏分和酚钠溶液混合物经管道混合器混合，然后进入L形进料缓冲器的长管段，通过折流板减缓流速并增加混合效果，以接近自流的流速进入上段塔体内；

2)进入上段塔体内的酚钠溶液和高酚馏混合物分流到液体分布器上，液体分布器上均布有孔，孔四周的围堰可以保证部分分层的酚钠溶液和脱酚馏分免受影响，同时有利于新流到液体分布器上的酚钠溶液和脱酚馏分分离；

3)在塔体内，密度较重的酚钠溶液向塔体底部沉降，密度较轻的脱酚馏分向塔体上部浮动；通过缩颈段能够增加酚钠在水溶液中的停留时间，通过分别设置在上段塔体和下段塔体内的2个界面计监测分离效果；根据需要在管道混合器处加入泵后酚钠溶液，以加大反应后酚钠溶液的浓度，通过塔体内设置的加热器保证塔体内整体受热均匀，进一步提高分离效果；

4)分离后的脱酚馏分自上段塔体上部的脱酚馏分出口流出，酚钠溶液自下段塔体下部的酚钠溶液出口流出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)塔体的原料混合物入口处设置L形进料缓冲器，避免因进料流速大而扰动酚钠溶液和脱酚馏分的分离效果；

2)塔体内设置液体分布器，避免酚钠溶液和脱酚馏分集中进入塔内，在塔内进料端浓度不均匀，不能很好的分布于整个塔截面内，同时，对新分离和部分分离的酚钠溶液和脱酚混合物界面起到了很好的分层和保护作用。

3)塔体上设收紧段，增加酚钠在水溶液中的停留时间，浓度增大，利于酚钠溶液的沉降分离。

4)塔体内沿高向设置加热器，使塔内受热均匀，为酚钠溶液和脱酚混合物分离提供有利条件；

5)根据需要在管道混合器处加入泵后酚钠溶液，加大塔内反应后酚钠溶液的浓度，适用于对含酚低的物料反应后生成酚钠溶液量少的情况。

附图说明

图1是本发明所述一种高效连洗分离塔的结构示意图。

图2是本发明所述液体分布器的结构示意图。

图3是图1中的A-A视图。

图中：1.塔体 2.管道混合器 3.L形进料缓冲器 4.加热器 5.液体分布器 6.缩颈段 7.脱酚馏分出口 8.酚钠溶液出口 9.蒸汽入口 10.冷凝水出口 11.界面计接口 12.防涡流装置 13.人孔 14.放散口

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种高效连洗分离塔，包括塔体1、L形进料缓冲器3、管道混合器2及加热器4；所述塔体1的下部设有缩颈段6，缩颈段6将塔体1分为上段塔体和下段塔体；上段塔体的顶部设放散口14，上部设脱酚馏分出口7和蒸汽入口9，上段塔体的下部设原料混合物入口，原料混合物入口通过L形进料缓冲器3连接管道混合器2的物料出口，管道混合器2的物料入口连接泵后高酚馏分-碱液/酚钠溶液混合物输送管道，或同时连接泵后酚钠溶液输送管道及泵后高酚馏分-碱液/酚钠溶液混合物输送管道，其中泵后酚钠溶液输送管道上设有开关阀门；下段塔体设冷凝水出口10及酚钠溶液出口8；塔体1内设加热器4，加热器4贯穿于上段塔体、缩颈段6和下段塔体中，加热器4的上端与蒸汽入口9相连，下端连接冷凝水出口10。

所述原料混合物入口下方的上段塔体内设液体分布器5。

所述原料混合物入口上方的上段塔体一侧、下段塔体的上部一侧分别设界面计接口11，界面计接口11用于安装界面计。

所述酚钠溶液出口8上方的下段塔体内设防涡流装置12和人孔13。

所述塔体1为圆柱形塔体，高径比为8～15，顶部、底部分别采用封头结构，塔体1由裙座支撑。

所述L形进料缓冲器3由竖直的长管段和水平的短管段组成，长管段和短管段之间通过90°连接；短管段一端与原料混合物入口连通，长管段一端与管道混合器2连通。

所述L形进料缓冲器3的长管段与短管段长度比为2～4:1～0.5，直径为100～500mm，长管段内设有折流板。

如图2所示，所述液体分布器5为塔截面分布盘，液体分布器5表面均布φ50～200mm的孔，孔四周的液体分布器5上、下表面分别设50～150mm高的围堰。

如图3所示，所述缩颈段6的直径为塔体1直径的50％～80％，缩颈段6的高度为0.5～3m。

一种基于所述高效连洗分离塔的酚钠溶液与脱酚馏分分离方法，包括如下步骤：

1)泵送来的高酚馏分和酚钠溶液混合物经管道混合器2混合，然后进入L形进料缓冲器3的长管段，通过折流板减缓流速并增加混合效果，以接近自流的流速进入上段塔体内；

2)进入上段塔体内的酚钠溶液和高酚馏混合物分流到液体分布器5上，液体分布器5上均布有孔，孔四周的围堰可以保证部分分层的酚钠溶液和脱酚馏分免受影响，同时有利于新流到液体分布器5上的酚钠溶液和脱酚馏分分离；

3)在塔体1内，密度较重的酚钠溶液向塔体1底部沉降，密度较轻的脱酚馏分向塔体1上部浮动；通过缩颈段6能够增加酚钠在水溶液中的停留时间，通过分别设置在上段塔体和下段塔体内的2个界面计监测分离效果；根据需要在管道混合器2处加入泵后酚钠溶液，以加大反应后酚钠溶液的浓度，通过塔体1内设置的加热器4保证塔体1内整体受热均匀，进一步提高分离效果；

4)分离后的脱酚馏分自上段塔体上部的脱酚馏分出口7流出，酚钠溶液自下段塔体下部的酚钠溶液出口8流出。

管道混合器2后的流体由于余压作用，还有一定的流速，为了避免冲击塔内的界面层，干扰酚钠溶液和脱酚馏分的界面分层，在L形进料缓冲器3的长管段内设置折流板，使流体在进入塔内液体分布器时的流速趋于自流速度，既可以减缓流速，又可以提高混合效果。

液体分布器5上孔四周的围堰可以保证部分分层的酚钠溶液和脱酚馏分免受影响，同时还有利于新流到液体分布器5上的酚钠溶液和脱酚馏分分离，对新分离和部分分离的酚钠溶液和脱酚馏分界面起到了很好的分层和保护作用。

由于塔内溶液中酚钠的浓度低，而酚钠的密度略大于水，不利于沉降分层，所以，在液体分布器5的下方塔体1上设缩颈段6，增加酚钠在水溶液中的停留时间，使该处的酚钠浓度增大，更利于酚钠溶液的沉降分离。

如原料混合物中的酚含量低，生成的酚钠浓度太低，导致分离效果不好时，根据界面仪的测量结果可以判定，此时在管道混合器2处加入泵后酚钠溶液，以加大反应后酚钠溶液的浓度，增加酚钠溶液和脱酚混合物的分离效果，起到很好的分层作用。

根据原料混合物的特性及反应温度，塔内需保持一定的温度，为了避免塔内因存在温度梯度影响酚钠溶液和脱酚馏分分离效果，塔内沿高向设置加热器4，使塔内受热均匀，为酚钠溶液和脱酚馏分的快速有效分离提供有利条件。所述加热器4为列管式加热器，蒸汽自上部进入，冷凝水自底部排出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效连洗分离塔，其特征在于，包括塔体、L形进料缓冲器、管道混合器及加热器；所述塔体的下部设有缩颈段，缩颈段将塔体分为上段塔体和下段塔体；上段塔体的顶部设放散口，上部设脱酚馏分出口和蒸汽入口，上段塔体的下部设原料混合物入口，原料混合物入口通过L形进料缓冲器连接管道混合器的物料出口，管道混合器的物料入口连接泵后高酚馏分-碱液/酚钠溶液混合物输送管道，或同时连接泵后酚钠溶液输送管道及泵后高酚馏分-碱液/酚钠溶液混合物输送管道，其中泵后酚钠溶液输送管道上设有开关阀门；下段塔体设冷凝水出口及酚钠溶液出口；塔体内设加热器，加热器贯穿于上段塔体、缩颈段和下段塔体中，加热器的上端与蒸汽入口相连，下端连接冷凝水出口。

2.根据权利要求1所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述原料混合物入口下方的上段塔体内设液体分布器。

3.根据权利要求1所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述原料混合物入口上方的上段塔体一侧、下段塔体的上部一侧分别设界面计接口，界面计接口用于安装界面计。

4.根据权利要求1所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述酚钠溶液出口上方的下段塔体内设防涡流装置和人孔。

5.根据权利要求1所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述塔体为圆柱形塔体，高径比为8～15，顶部、底部分别采用封头结构，塔体由裙座支撑。

6.根据权利要求1所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述L形进料缓冲器由竖直的长管段和水平的短管段组成，长管段和短管段之间通过90°连接；短管段一端与原料混合物入口连通，长管段一端与管道混合器连通。

7.根据权利要求6所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述L形进料缓冲器的长管段与短管段长度比为2～4:1～0.5，直径为100～500mm，长管段内设有折流板。

8.根据权利要求2所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述液体分布器为塔截面分布盘，液体分布器表面均布φ50～200mm的孔，孔四周的液体分布器上、下表面分别设50～150mm高的围堰。

9.根据权利要求1所述的一种高效连洗分离塔，其特征在于，所述缩颈段的直径为塔体直径的50％～80％，缩颈段的高度为0.5～3m。

10.一种基于权利要求1所述高效连洗分离塔的酚钠溶液与脱酚馏分分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)泵送来的高酚馏分和酚钠溶液混合物经管道混合器混合，然后进入L形进料缓冲器的长管段，通过折流板减缓流速并增加混合效果，以接近自流的流速进入上段塔体内；

2)进入上段塔体内的酚钠溶液和高酚馏混合物分流到液体分布器上，液体分布器上均布有孔，孔四周的围堰可以保证部分分层的酚钠溶液和脱酚馏分免受影响，同时有利于新流到液体分布器上的酚钠溶液和脱酚馏分分离；

3)在塔体内，密度较重的酚钠溶液向塔体底部沉降，密度较轻的脱酚馏分向塔体上部浮动；通过缩颈段能够增加酚钠在水溶液中的停留时间，通过分别设置在上段塔体和下段塔体内的2个界面计监测分离效果；根据需要在管道混合器处加入泵后酚钠溶液，以加大反应后酚钠溶液的浓度，通过塔体内设置的加热器保证塔体内整体受热均匀，进一步提高分离效果；

4)分离后的脱酚馏分自上段塔体上部的脱酚馏分出口流出，酚钠溶液自下段塔体下部的酚钠溶液出口流出。