CN110170178B - 一种蒸馏塔顶的冷凝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蒸馏塔顶的冷凝装置，包括壳体及自上至下依次设置在壳体内的捕雾层、上部断液盘、冷凝器及下部断液盘；所述壳体的底部通过法兰与蒸馏塔的塔体固定连接，壳体的顶部设不凝性气体出口；上部断液盘上方一侧的壳体上设第一冷凝液出口，下部断液盘上方一侧的壳体上设第二冷凝液出口；下部断液盘下方一侧的壳体上设回流液入口。本发明通过塔顶冷凝器与2个断液盘组合，实现内回流与外回流的组合优化，既可以提高冷凝器的换热效果，又可以控制蒸馏塔的回流量，特别适用于化工行业大规模蒸馏提纯装置。

Description

一种蒸馏塔顶的冷凝装置
技术领域
本发明涉及蒸馏塔技术领域，尤其涉及一种蒸馏塔顶的冷凝装置。
背景技术
蒸馏塔回流的主要作用是：1)提供塔板上的冷回流，取走塔内多余的热量，维持塔内的热量平衡；2)提供塔板上的冷流体，气液两相在塔板上逆向接触，上行的气体中重组分冷凝，下行的液体中的轻组分吸热汽化，反复的冷凝汽化作用进一步增加产品分离的精度。按回流方式的不同分为自然回流和强制回流，其中自然回流是将冷凝器安装于塔顶，回流液在重力作用下回流到塔内，自然回流操作简单，不需要回流泵，节省动力消耗，但是回流量随塔压的变化较大，回流比不严格，调节困难。强制回流的回流量稳定且容易调节，但是需要回流泵动力消耗大。按照塔顶冷凝器安装位置的不同还可分为内回流和外回流，内回流一般指塔盘上的回流或受液盘上的部分回流，回流液从塔顶进入冷凝器进行冷凝，然后自然地沿塔板下流，这种回流方式同样存在控制困难、调节不准确的问题；外回流是从塔中抽出一部分液体，经降温后再打入塔内，塔顶冷凝器单独安装，回流管线上设回流液量调节装置。内回流属于自然回流，外回流属于强制回流，目前应用最广泛的是外回流。
对于大型蒸馏塔来说，随着蒸馏规模的增大，采用外回流方式时，塔顶气相出口管道的管径也随之增大，由于塔顶温度较高，管道膨胀量大，管径过大时不易支撑固定。如果采用内回流方式，冷凝液自流回塔内，无法控制回流量，使塔顶温度不易控制，产品质量不好调节。
发明内容
本发明提供了一种蒸馏塔顶的冷凝装置，通过塔顶冷凝器与2个断液盘组合，实现内回流与外回流的组合优化，既可以提高冷凝器的换热效果，又可以控制蒸馏塔的回流量，特别适用于化工行业大规模蒸馏提纯装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种蒸馏塔顶的冷凝装置，包括壳体及自上至下依次设置在壳体内的捕雾层、上部断液盘、冷凝器及下部断液盘；所述壳体的底部通过法兰与蒸馏塔的塔体固定连接，壳体的顶部设不凝性气体出口；上部断液盘上方一侧的壳体上设第一冷凝液出口，下部断液盘上方一侧的壳体上设第二冷凝液出口；下部断液盘下方一侧的壳体上设回流液入口。
所述上部断液盘由环形板一、筒体一、气帽一及支撑板一组成，筒体一设于环形板一的中部开口处并向上方延伸，气帽一设于筒体一的顶部，气帽一与筒体一之间设有环形气流通道一；环形板一为锥筒结构，且中部向上隆起，环形板一的外围与壳体内壁固定连接，底部设有多个支撑板一。
所述下部断液盘由环形板二、筒体二、气帽二及支撑板二组成，筒体二设于环形板二的中部开口处并向上方延伸，气帽二设于筒体二的顶部，气帽二与筒体二之间设有环形气流通道二；环形板二水平设置，其靠近第二冷凝液出口的一侧设下沉式的排液通道；环形板二的外围与壳体内壁固定连接，底部设有多个支撑板二。
所述冷凝器为套管式冷凝器，组成套管的水冷管道一端设循环水入口，另一端设循环水出口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过塔顶冷凝器与2个断液盘组合，实现内回流与外回流的组合优化，既可以提高冷凝器的换热效果，又可以控制蒸馏塔的回流量；
2)能够有效提高塔顶冷凝器的换热效率，且安装简单，特别适用于化工行业大规模蒸馏提纯装置；
3)不额外占地，操作简单，运行稳定，产品质量好。
附图说明
图1是本发明所述一种蒸馏塔顶的冷凝装置的结构示意图。
图2是本发明所述上部断液盘的结构示意图。
图3是本发明所述下部断液盘的结构示意图。
图中：1.壳体 2.冷凝器 3.上部断液盘 31.环形板一 32.筒体一 33.气帽一 34.支撑板一 4.下部断液盘 41.环形板二 42.筒体二 43.气帽二 44.支撑板二 45.排液通道5.捕雾层 6.不凝性气体出口 7.第一冷凝液出口 8.循环水出口 9.循环水入口 10.第二冷凝液出口 11.回流液入口 12.蒸馏塔塔体
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，本发明所述一种蒸馏塔顶的冷凝装置，包括壳体1及自上至下依次设置在壳体1内的捕雾层5、上部断液盘3、冷凝器2及下部断液盘4；所述壳体1的底部通过法兰与蒸馏塔的塔体12固定连接，壳体1的顶部设不凝性气体出口6；上部断液盘3上方一侧的壳体1上设第一冷凝液出口7，下部断液盘4上方一侧的壳体1上设第二冷凝液出口10；下部断液盘4下方一侧的壳体1上设回流液入口11。
如图1所示，所述上部断液盘3由环形板一31、筒体一32、气帽一33及支撑板一34组成，筒体一32设于环形板一31的中部开口处并向上方延伸，气帽一33设于筒体一32的顶部，气帽一33与筒体一32之间设有环形气流通道一；环形板一31为锥筒结构，且中部向上隆起，环形板一31的外围与壳体1内壁固定连接，底部设有多个支撑板一34。
如图2所示，所述下部断液盘4由环形板二41、筒体二42、气帽二43及支撑板二44组成，筒体二42设于环形板二41的中部开口处并向上方延伸，气帽二43设于筒体二42的顶部，气帽二43与筒体二42之间设有环形气流通道二；环形板二41水平设置，其靠近第二冷凝液出口10的一侧设下沉式的排液通道45；环形板二41的外围与壳体1内壁固定连接，底部设有多个支撑板二44。
所述冷凝器2为套管式冷凝器，组成套管的水冷管道一端设循环水入口9，另一端设循环水出口8。
本发明所述一种蒸馏塔顶的冷凝装置在使用过程中，蒸馏塔顶部的气相物料离开最上层塔板或最上层填料后，直接进入塔顶冷凝装置，首先由下部断液盘筒体二42形成的中心上升通道、气帽二43与筒体二42之间的环形气流通道二流入冷凝器2中，向冷凝器2的换热管中通入循环水对物料进行冷凝，冷凝下来的冷凝液自流到下部断液盘4上；未冷凝的气体再经上部断液盘筒体一32形成的中心上升通道、气帽一33与筒体一32之间的环形气流通道一流入上层空间，经捕雾层5将其中夹带的液滴捕获下来，液滴自流到上部断液盘3上，不凝性气体由不凝性气体出口6送出，进入外部的排气洗净塔或者真空系统。上部断液盘3积累的冷凝液从第一冷凝液出口7流出进入回流槽中，下部断液盘4积累的冷凝液在一侧的排液通道45内聚积，然后通过第二冷凝液出口10引出至蒸馏塔外，经冷却后进入回流槽；通过回流泵将回流槽中的一部分物料根据设定的回流量返回蒸馏塔顶打回流，另一部分物料采出。
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 (4)

1.一种蒸馏塔顶的冷凝装置，其特征在于，包括壳体及自上至下依次设置在壳体内的捕雾层、上部断液盘、冷凝器及下部断液盘；所述壳体的底部通过法兰与蒸馏塔的塔体固定连接，壳体的顶部设不凝性气体出口；上部断液盘上方一侧的壳体上设第一冷凝液出口，下部断液盘上方一侧的壳体上设第二冷凝液出口；下部断液盘下方一侧的壳体上设回流液入口；
蒸馏塔顶的冷凝装置在使用过程中，蒸馏塔顶部的气相物料离开最上层塔板或最上层填料后，直接进入塔顶冷凝装置，首先由下部断液盘筒体二形成的中心上升通道、气帽二与筒体二之间的环形气流通道二流入冷凝器中，向冷凝器的换热管中通入循环水对物料进行冷凝，冷凝下来的冷凝液自流到下部断液盘上；未冷凝的气体再经上部断液盘筒体一形成的中心上升通道、气帽一与筒体一之间的环形气流通道一流入上层空间，经捕雾层将其中夹带的液滴捕获下来，液滴自流到上部断液盘上，不凝性气体由不凝性气体出口送出，进入外部的排气洗净塔或者真空系统，上部断液盘积累的冷凝液从第一冷凝液出口流出进入回流槽中，下部断液盘积累的冷凝液在一侧的排液通道内聚积，然后通过第二冷凝液出口引出至蒸馏塔外，经冷却后进入回流槽；通过回流泵将回流槽中的一部分物料根据设定的回流量返回蒸馏塔顶打回流，另一部分物料采出。
2.根据权利要求1所述的一种蒸馏塔顶的冷凝装置，其特征在于，所述上部断液盘由环形板一、筒体一、气帽一及支撑板一组成，筒体一设于环形板一的中部开口处并向上方延伸，气帽一设于筒体一的顶部，气帽一与筒体一之间设有环形气流通道一；环形板一为锥筒结构，且中部向上隆起，环形板一的外围与壳体内壁固定连接，底部设有多个支撑板一。
3.根据权利要求1所述的一种蒸馏塔顶的冷凝装置，其特征在于，所述下部断液盘由环形板二、筒体二、气帽二及支撑板二组成，筒体二设于环形板二的中部开口处并向上方延伸，气帽二设于筒体二的顶部，气帽二与筒体二之间设有环形气流通道二；环形板二水平设置，其靠近第二冷凝液出口的一侧设下沉式的排液通道；环形板二的外围与壳体内壁固定连接，底部设有多个支撑板二。
4.根据权利要求1所述的一种蒸馏塔顶的冷凝装置，其特征在于，所述冷凝器为套管式冷凝器，组成套管的水冷管道一端设循环水入口，另一端设循环水出口。
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