CN111112452A

CN111112452A - 塔板加工装置和塔板加工方法

Info

Publication number: CN111112452A
Application number: CN201811278419.8A
Authority: CN
Inventors: 刘同举; 王国清; 杜志国; 张利军; 金立; 郭莹
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明公开了一种塔板加工装置和塔板加工方法。所述塔板加工装置包括：上模，所述上模的至少一部分的横截面为多边形，所述上模的横截面的面积沿预设方向减小以便形成多个分割刃；和下模，所述下模上设有容纳孔，所述上模的至少一部分能够容纳在所述容纳孔内。通过利用根据本发明实施例的塔板加工装置，可以加工出具有多边形孔和导流板的塔板，从而可以提高塔板以及设有塔板的筛板塔的传质效率。

Description

塔板加工装置和塔板加工方法

技术领域

本发明涉及塔板加工装置，还涉及塔板加工方法。

背景技术

筛板塔是最常见的传质设备。筛板塔包括塔体以及设在塔体内的多个塔板组成，每个塔板上设有筛孔。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供塔板加工装置和塔板加工方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种塔板加工装置，所述包括：上模，所述上模的至少一部分的横截面为多边形，所述上模的横截面的面积沿预设方向减小以便形成多个分割刃；和下模，所述下模上设有容纳孔，所述上模的至少一部分能够容纳在所述容纳孔内。

通过利用根据本发明实施例的塔板加工装置，可以加工出具有多边形孔和导流板的塔板，从而可以提高塔板以及设有塔板的筛板塔的传质效率。

优选地，所述上模为棱锥状。

优选地，所述上模为三棱锥状。

优选地，所述上模的远离其主端面的部分上设有加工孔，所述加工孔的边沿构成加工刃，优选地，所述加工孔的横截面为圆形或三角形。

优选地，所述加工孔沿所述预设方向贯通所述上模。

优选地，所述容纳孔为通孔。

优选地，所述容纳孔的横截面的形状与所述上模的横截面的形状适配。

本发明第二方面提供利用根据本发明第一方面所述的塔板加工装置实施的塔板加工方法，所述塔板加工方法包括以下步骤：将所述塔板加工装置的上模放置在待加工的塔板的上方，将所述塔板放置在所述下模的上表面上，所述上模与所述下模的容纳孔在上下方向上相对；和下压所述上模，直至所述上模的至少一部分穿过所述塔板并进入到所述容纳孔内。

附图说明

图1是根据本发明实施例的筛板塔的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的用于筛板塔的塔板的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的用于筛板塔的塔板的局部结构示意图；

图4是图3的沿A-A方向的剖视图；

图5是根据本发明实施例的用于筛板塔的塔板的局部结构示意图；

图6是根据本发明实施例的用于筛板塔的塔板的局部结构示意图；

图7是根据本发明实施例的塔板加工装置的下模的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的塔板加工装置的上模的结构示意图；

图9是根据本发明实施例的塔板加工装置的上模的结构示意图；

图10是根据本发明实施例的塔板加工装置的上模的结构示意图；

图11是根据本发明实施例的塔板加工装置的上模的结构示意图；

图12是根据本发明实施例的塔板加工装置的上模的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的塔板加工装置。如图7-图12所示，根据本发明实施例的塔板加工装置包括上模310和下模320。上模310的至少一部分的横截面为多边形，上模310的横截面的面积沿预设方向减小以便形成多个分割刃311。下模320上设有容纳孔321，上模310的至少一部分能够容纳在容纳孔321内。

其中，当塔板加工装置处于使用状态时，上模310的横截面的面积可以由上向下减小。上模310的横截面的面积是指上模310的横截面的边沿所围成的部分的面积。由于上模310的至少一部分的横截面为多边形，因此上模310的相邻两个侧面314之间可以形成分割刃311。

上模310的至少一部分能够容纳在容纳孔321内是指：当塔板加工装置未处于使用状态时，上模310可以位于容纳孔321外；当塔板加工装置处于使用状态时，上模310的至少一部分可以容纳在容纳孔321内。

下面参考图7-图12描述利用根据本发明实施例的塔板加工装置实施的塔板加工方法。根据本发明实施例的塔板加工方法包括以下步骤：

将塔板加工装置的上模310放置在待加工的塔板10的上方，将塔板10放置在下模320的上表面上，上模310与下模320的容纳孔321在上下方向上相对。

下压上模310，直至上模310的至少一部分穿过塔板10并进入到容纳孔321内。由于上模310的至少一部分穿过塔板10，且上模310的至少一部分的横截面为多边形，因此可以在塔板10上加工出多边形孔111。而且，由于上模310具有多个分割刃311，因此可以在塔板10上加工出多个导流板120。也就是说，多个分割刃311可以将塔板10的待加工部分加工成多个导流板120。该待加工部分可以是塔板10的与多边形孔111相对的部分，即分割开该部分可以得到多边形孔111。

由此，利用塔板加工装置加工后的塔板10可以包括板体110和导流板120。板体110上设有多边形孔111。导流板120设在板体110上，导流板120与多边形孔111配合。其中，导流板120从板体110向远离板体110的方向延伸。例如，导流板120可以从板体110向下延伸。

通过利用根据本发明实施例的塔板加工装置，可以加工出具有多边形孔111和导流板120的塔板10，从而可以提高塔板10以及设有塔板10的筛板塔1的传质效率。

如图8和图9所示，在本发明的一个实施例中，上模310可以是棱锥状，即上模310的横截面为多边形。

优选地，上模310为三棱锥状。换言之，上模310的横截面为三角形。更加优选地，上模310的横截面为等边三角形。利用横截面为等边三角形的上模310加工出的多边形孔111为正三角形孔(如图2所示)、导流板120为等腰三角形(如图4所示)。

在本发明的另一个实施例中，上模310的远离其主端面的部分上设有加工孔312，加工孔312的边沿构成加工刃313。上模310的主端面是指上模310的面积最大的端面。当塔板加工装置处于使用状态时，上模310的主端面可以是上模310的上端面(上表面)。

由此在利用塔板加工装置加工塔板10时，加工刃313先去除该待加工部分的一部分，然后多个分割刃311可以将该待加工部分的剩余部分加工成多个导流板120。

如图10和图11所示，加工孔312的横截面可以是三角形，即加工孔312可以是三角形孔。由此加工出的导流板120为梯形板(如图5所示)。

如图12所示，加工孔312的横截面可以是圆形，加工孔312可以是圆孔，由此加工出的导流板120如图6所示。

优选地，加工孔312可以沿该预设方向贯通上模310。由此可以使上模310和塔板加工装置的结构更加合理。

如图7所示，在本发明的一些示例中，容纳孔321可以是通孔。由此可以防止上模310与下模320发生碰撞，从而可以使塔板加工装置的结构更加合理。

优选地，容纳孔321的横截面的形状与上模310的横截面的形状适配。由此可以使塔板加工装置的结构更加合理。

本发明还提供了筛板塔1。如图1-图6所示，根据本发明实施例的筛板塔1包括塔体20和塔板10。

塔体20具有容纳腔210，塔体20上设有进料口和出料口，该进料口和该出料口中的每一者与容纳腔210连通。

塔板10设在容纳腔210内，塔板10包括板体110和导流板120。板体110上设有多边形孔111。导流板120设在板体110上，导流板120与多边形孔111配合。其中，导流板120从板体110向远离板体110的方向延伸。例如，导流板120可以从板体110向下延伸。

其中，第一物质(例如高粘度油)和第二物质(例如溶剂)可以由不同的该进料口进入到塔体20的容纳腔210内，该第一物质和该第二物质主要在塔板10的多边形孔111附近接触以便进行传质。例如，溶剂可以将高粘度油中的轻油抽提出来并从塔体20的塔顶引出，而抽余的重油可以从塔体20的塔底采出。

根据本发明实施例的用于筛板塔1的塔板10通过设置与多边形孔111配合的导流板120，从而可以使流过多边形孔111的第一物质沿整个导流板120流动以便形成液体层。由此可以极大地增加该第一物质的表面积，从而可以极大地提高该第一物质与第二物质之间的传质效率。如果不设置导流板120，则该第一物质只能沿多边形孔111的拐角流动并形成多股液体，此时该第一物质的表面积较小。

因此，根据本发明实施例的塔板10和筛板塔1具有传质效率高等优点。当利用根据本发明实施例的塔板10和筛板塔1抽提高粘度油时，可以更加彻底地分离高粘度油中的轻组分和重组分、提高轻油的收率、降低残炭。具体而言，通过利用根据本发明实施例的塔板10和筛板塔1，可以将轻油收率从61wt％提高到65wt％。

如图1-图6所示，在本发明的一些实施例中，筛板塔1可以包括塔体20和塔板10。筛板塔1可以用于精馏、抽提、吸收和萃取。

塔体20具有容纳腔210，塔体20上可以设有进料口和出料口。该进料口可以包括高粘度油进口220和溶剂进口230，该出料口可以包括轻油出口240和重油出口250。其中，高粘度油进口220、溶剂进口230、轻油出口240和重油出口250中的每一个可以与容纳腔210连通。

如图1所示，高粘度油进口220位于轻油出口240的下方，溶剂进口230位于高粘度油进口220的下方，重油出口250位于溶剂进口230的下方，上下方向如图1中的箭头B所示。

当利用筛板塔1抽提高粘度油时，该高粘度油可以从高粘度油进口220进入到塔体20的容纳腔210内，溶剂可以从溶剂进口230进入到塔体20的容纳腔210内。该高粘度油和该溶剂主要在塔板10的多边形孔111附近接触以便进行传质。由此该溶剂可以将该高粘度油中的轻油抽提出来并从轻油出口240引出，而抽余的重油可以从重油出口250采出。

如图1所示，塔板10可以是多个，多个塔板10可以沿上下方向间隔开地设在容纳腔210内。优选地，塔板10可以是2-1000个。更加优选地，塔板10可以是2-100个。由此可以在确保传质效果、分离效果的情况下，简化筛板塔1的结构、降低筛板塔1的制造成本。

塔板10可以以已知的方式安装、布置在塔体20的容纳腔210内。由于这与本申请的发明点无关，因此不再详细地描述。

塔板10的板体110上可以设有多边形孔111(筛孔)。多边形孔111可以是三角形孔、四边形孔、五边形孔或六边形孔。优选地，多边形孔111可以是正三角形孔(如图2所示)、正方形孔、正五边形孔或正六边形孔。

优选地，多边形孔111的内接圆的直径可以大于等于1毫米且小于等于100毫米。由此可以使塔板10和筛板塔1的结构更加合理。

如图2所示，塔板10的板体110上可以设有多个多边形孔111。多个多边形孔111可以构成多个孔组，每个该孔组可以包括多个多边形孔111。其中，多个该孔组可以沿第一方向间隔开地设置，每个该孔组的多个多边形孔111可以沿第二方向间隔开地设置，该第一方向可以垂直于该第二方向。

相邻两个该孔组的多个多边形孔111可以在该第一方向上一一相对。优选地，塔板10上的多个多边形孔111的排列方式为正方形排列。具体而言，相邻两个该孔组中的一个包括第一个多边形孔111和第二个多边形孔111，相邻两个该孔组中的另一个包括第三个多边形孔111和第四个多边形孔111。其中，第一个多边形孔111与第三个多边形孔111在该第一方向上相对，第二个多边形孔111与第四个多边形孔111在该第一方向上相对，第一个多边形孔111至第四个多边形孔111的中心可以构成正方形的四个顶点。

如图2所示，相邻两个该孔组的多个多边形孔111可以在该第二方向上交替设置。优选地，塔板10上的多个多边形孔111的排列方式为等腰三角形排列或正三角形排列。具体而言，相邻两个该孔组中的一个包括第一个多边形孔111，相邻两个该孔组中的另一个包括第二个多边形孔111和第三个多边形孔111。第二个多边形孔111和第三个多边形孔111是相邻的两个多边形孔111，第一个多边形孔111在该第二方向上位于第二个多边形孔111和第三个多边形孔111之间，第一个多边形孔111、第二个多边形孔111和第三个多边形孔111的中心可以构成等腰三角形或正三角形的三个顶点。

在本发明的一个实施例中，相邻两个多边形孔111的孔心距与多边形孔111的内接圆的直径之比大于等于1.01且小于100。由此可以使塔板10和筛板塔1的结构更加合理。

相邻两个多边形孔111的孔心距是指相邻两个多边形孔111的中心之间的距离。相邻两个多边形孔111可以位于同一个该孔组上，也可以位于不同的该孔组上。

优选地，相邻两个多边形孔111的孔心距与多边形孔111的内接圆的直径之比大于等于1.3且小于10。更加优选地，相邻两个多边形孔111的孔心距与多边形孔111的内接圆的直径之比大于等于1.5且小于3。

相邻两个多边形孔111的偏转角度大于等于30度且小于等于60度。也就是说，相邻两个多边形孔111中的一个沿顺时针方向或逆时针方向旋转该偏转角度后，这两个多边形孔111可以相对预设直线对称。其中，相邻两个多边形孔111可以位于同一个该孔组上，也可以位于不同的该孔组上。

导流板120设在板体110上，导流板120与多边形孔111配合。具体而言，导流板120可以与多边形孔111的边沿1111配合。多边形孔111的边沿1111可以是多边形孔111的上边沿和/或下边沿。

在本发明的第一个示例中，导流板120可以设在板体110的下表面上，导流板120可以位于多边形孔111的该边沿1111的外侧(外侧是指远离多边形孔111的中心的一侧)，且导流板120可以邻近多边形孔111的该边沿1111。优选地，导流板120与多边形孔111的该边沿1111的距离小于等于预设值。

在本发明的第二个示例中，导流板120可以设在板体110的下表面上，导流板120在内外方向上可以与多边形孔111的该边沿1111平齐。换言之，导流板120的邻近多边形孔111的中心的表面在内外方向上可以与多边形孔111的该边沿1111平齐。也就是说，换言之，导流板120的邻近多边形孔111的中心的表面在内外方向上可以与多边形孔111的包括该边沿1111的孔壁平齐。

在本发明的第三个示例中，导流板120可以设在板体110的下表面上，导流板120的邻近多边形孔111的中心的表面可以位于多边形孔111的该边沿1111的内侧。也就是说，相对于多边形孔111的该边沿1111来说，导流板120的邻近多边形孔111的中心的表面更加邻近多边形孔111的中心。

在本发明的第四个示例中，导流板120可以设在多边形孔111的包括该边沿1111的孔壁上。

优选地，导流板120与多边形孔111的边沿1111或孔壁相连。更加优选地，每个多边形孔111的多个边沿1111或多个孔壁可以与多个导流板120一一对应地相连。也就是说，每个多边形孔111的每个边沿1111或每个孔壁可以与一个导流板120相连。

由此可以使该第一物质沿每个多边形孔111的多个边沿1111以及多个导流板120流动，从而可以进一步增加该第一物质的表面积，进而可以进一步提高该第一物质与该第二物质之间的传质效率。当利用根据本发明实施例的塔板10和筛板塔1抽提高粘度油时，可以更加彻底地分离高粘度油中的轻组分和重组分、进一步提高轻油的收率、进一步降低残炭。

优选地，导流板120与板体110一体成型。由此不仅可以提高塔板10的结构强度，而且可以降低塔板10的加工难度。更加优选地，导流板120与板体110一体冲压成型。由此可以进一步降低塔板10的加工难度。

在本发明的一个具体示例中，导流板120的主表面的边沿的至少一部分为直线。其中，导流板120的主表面是指导流板120的面积最大的表面。导流板120的与该至少一部分相对的部分可以与板体110相连。

例如，导流板120可以是三角形(如图4所示)、梯形(如图5所示)、大割圆形或小割圆形，即导流板120的主表面可以是三角形、梯形、大割圆形或小割圆形。其中，利用弦切割圆，大于半圆的部分为大割圆形，小于半圆的部分为小割圆形。

导流板120与板体110的夹角大于等于60度且小于等于120度。也就是说，导流板120顺时针或逆时针旋转60度-120度后，导流板120可以平行于板体110。由此可以加快该第一物质在导流板120上的流动速度，从而可以提高对该第一物质的处理效率。

优选地，导流板120与板体110的夹角大于等于75度且小于等于105度。更加优选地，导流板120与板体110的夹角等于90度。由此可以进一步加快该第一物质在导流板120上的流动速度，从而可以进一步提高对该第一物质的处理效率。

在本发明的一些示例中，相邻两个塔板10的位于下方的一个的多边形孔111的横截面积大于相邻两个塔板10的位于上方的一个的多边形孔111的横截面积。换言之，位于下方的塔板10的多边形孔111的开孔大小大于位于上方的塔板10的多边形孔111的开孔大小。

当利用筛板塔1抽提该第一物质(例如高粘度油)时，该第一物质在塔板10逐级下降的过程中粘度逐渐增大，容易造成塔板上的筛孔堵塞。

根据本发明实施例的筛板塔1通过使相邻两个塔板10的位于下方的一个的多边形孔111的横截面积大于相邻两个塔板10的位于上方的一个的多边形孔111的横截面积，从而可以防止该第一物质堵塞下方的塔板10的多边形孔111。

因此，根据本发明实施例的筛板塔1具有运行稳定、连续运行时间长等优点。具体而言，根据本发明实施例的筛板塔1可以连续运行至少300小时而不堵塞塔板10的多边形孔111。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种塔板加工装置，其特征在于，包括：

上模(310)，所述上模(310)的至少一部分的横截面为多边形，所述上模(310)的横截面的面积沿预设方向减小以便形成多个分割刃(311)；和

下模(320)，所述下模(320)上设有容纳孔(321)，所述上模(310)的至少一部分能够容纳在所述容纳孔(321)内。

2.根据权利要求1所述的塔板加工装置，其特征在于，所述上模(310)为棱锥状。

3.根据权利要求2所述的塔板加工装置，其特征在于，所述上模(310)为三棱锥状。

4.根据权利要求1所述的塔板加工装置，其特征在于，所述上模(310)的远离其主端面的部分上设有加工孔(312)，所述加工孔(312)的边沿构成加工刃(313)，优选地，所述加工孔(312)的横截面为圆形或三角形。

5.根据权利要求4所述的塔板加工装置，其特征在于，所述加工孔(312)沿所述预设方向贯通所述上模(310)。

6.根据权利要求1所述的塔板加工装置，其特征在于，所述容纳孔(321)为通孔。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的塔板加工装置，其特征在于，所述容纳孔(321)的横截面的形状与所述上模(310)的横截面的形状适配。

8.一种利用根据权利要求1-7中任一项所述的塔板加工装置实施的塔板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述塔板加工装置的上模(310)放置在待加工的塔板的上方，将所述塔板放置在所述下模(320)的上表面上，所述上模(310)与所述下模(320)的容纳孔(321)在上下方向上相对；和

下压所述上模(310)，直至所述上模(310)的至少一部分穿过所述塔板并进入到所述容纳孔(321)内。