CN111375219B - 一种分壁塔及分壁精馏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分壁精馏塔。本发明的分壁塔，包括液相回流分配器、气相调节盘和液相再分配器，气相调节盘通过改变分隔板两侧气相流通通道的截面积，干预气液传质强度，可以实现分馏清晰度的调节，进而限制气液的传递，实现热负荷的调节和产品清晰度的调整。本发明的分壁塔，具有分馏产品清晰度可灵活调节、节省能耗的效果。
Description
技术领域
本发明属于化学工程精馏分离技术领域，具体涉及一种分壁塔及分壁精馏方法。
背景技术
精馏技术广泛应用于石油化工、轻工、制药等行业，是化工厂实现混合物分离的主要操作单元装置，是产品分离、提纯的主要技术手段，目前，精馏过程能耗约占整个石油化工生产过程总能耗的20%以上，是炼厂耗能大户。
目前，炼厂和化工厂精馏过程主要采用的是传统塔器进行物料的分离，理论上要获得N 个产品则需要建设N-1 个精馏塔，虽然产品纯度可以要求，但分离所需的能耗和设备投资较大。通过精馏过程的强化技术可以大幅降低能耗。已广泛应用于工业生产中的精馏强化技术有热耦精馏、热泵精馏和多效精馏等。热耦精馏技术一般是用在分离多元混合物，按照耦合的方式可以将其分为部分热耦精馏技术和完全热耦精馏技术。分壁精馏塔作为完全热耦精馏技术的一种应用，是典型的新型节能精馏设备。分壁精馏塔通常是在传统精馏塔中间设置一径向垂直隔板，将塔内空间分割为4 部分：隔板左侧（进料区）、隔板右侧（中间产品区）、隔板上侧（公共精馏段）和隔板下侧（公共提馏段），分隔板的巧妙使用实现了两塔的功能及三元混合物的分离，同时获得三个产品，比常规精馏塔节能20%~50%，同时由于减少1 个塔和1 个再沸器，可节约设备投资30%以上。因此，分壁精馏塔对于多组分精馏有着巨大的优势。但是，从分壁塔概念的提出到其成功工业化应用却经历了很长一段时间，这主要是缺少可靠的设计方法和可行的操作和控制方案，从而影响了它的广泛应用。
分壁精馏塔是完全热耦合精馏塔的一种特殊形式，将两个塔合并为一个塔，在减少投资的同时必不可少的增加了塔器控制的难度，关键在于隔板两侧的液相和气相分配问题。
US2011139604A1 公开了一种分壁塔，该塔内隔板采用了非对称形式，以进料和塔中出料为非对称点对隔板进行调整，使得进料侧进料口下端空间增加，同时使出料端下侧空间减小，达到平衡塔内气液相负荷的目的。该分壁塔仅仅解决了分隔板两侧不同区间内气液相不均匀的问题，未涉及到液气的分配控制问题。
US4230533 公开了一种分壁塔气液分流控制方法，该塔中使用的液体回流是以液位差为动力，通过流量计调节；塔底上升气体通过走旁路的方式来实现分配调节，并且液体回流分配与气体分配之间没有相互关联。该方法中液体的流动只是以液位差推动力，由于是旁路方式必然会导致气阻的发生，因此在实际运行过程中很容易产生液体流通不畅的情况，不利于装置的平稳运行。
US5755933 公开了一种分壁塔，该分壁塔是将分隔板延伸到分壁塔的顶部或底部，然后通过冷凝器或再沸器分别回流，来实现对回流液体和上升气体的分配。
US7267747中的分壁塔是通过检测塔顶回流液体的温度和塔底上升气体的温度来调整塔顶分隔板两侧液体回流量实现对精馏过程的控制。
USPA6551465中的分壁塔是通过检测塔顶产品及侧线抽出产品的温度来实现对分壁塔的控制。
CN201110192770.7公开了一种分壁塔，该塔针对塔内液相分配和气相分配问题提出一种新的控制方案，旨在解决分壁塔的气液分配控制问题，实现塔的灵活操作。但是也存在几点不足：（1）气相分配控制器采用旋转导向分隔板对气体进行分配控制，但导向板的旋转采用旋钮手动旋转方式，安装时需要在塔壁开孔，导致隔板塔密封性能减弱，塔在高压运行时开孔处易出现泄漏问题，在增加工人劳动量的同时给装置带来安全隐患；（2）隔板两侧气体流量监测采用压力计量方式，这一方式可以用于塔内压力监测，但作为塔操作参数则不够准确，这是由于塔内气相物质的可压缩性导致，压力表无法区分是由于气体流量增加导致压力上升还是由于塔内液泛导致压力上升。因此，采用压力对气相分配比进行控制存在控制参数不准确的问题，易造成塔操作波动。
目前的工艺方法通常将精馏段液体收集至塔外，然后再用机泵分别输送回分隔板两侧，存在管道复杂、设备台套数多、热量损失等问题。同时，现有的分壁塔中，分馏产品的清晰度无法调节，特别是当馏分清晰度要求发生变化的时候，无法实现再沸能耗的进一步降低。
发明内容
针对目前分壁塔中清晰度无法调节以及隔板两侧的气液比常常无法达到最低能耗的问题，本发明提供一种分壁塔及分壁精馏方法。本发明通过改变气相流通通道的截面积，调节气液传质强度，进而限制气液热传递，实现热负荷的调节，可实现不同产品要求的馏分产品清晰度下的最佳节能效果。
本发明的分壁塔由上至下依次包括公共精馏段、分馏清晰度调节段、分壁段和提馏段；
所述的分馏清晰度调节段由上至下依次为液相回流分配器、气相调节盘和液相再分配器；其中，
所述的液相回流分配器包括若干并联的、水平放置的折流板和位于折流板下方的若干并联、水平放置的受液槽、支撑和凸台；所述的若干折流板和受液槽分别通过与之垂直的拉杆进行固定，折流板与受液槽敞口端相对交错设置；受液槽上设置溢流孔，作为液相通道，相邻受液槽间的缝隙作为气相通道；
所述的气相调节盘设置在液相回流分配器和液相再分配器之间，其包括转动组件和固定组件；固定组件位于转动组件的下方，其（固定组件）包括分配盘、烟囱式分配器和升气管；升气管、烟囱式分配器在分配盘上呈环形布置，且间隔排列（即，一圈环形升气管外设一圈环形布置的烟囱式分配器，二者呈间隔设置）；
所述的转动组件包括控制器、连杆、转动轴、骨架盘和升气管盖板；所述转动轴与分壁塔同轴并设置在转动组件骨架盘的中心；所述控制器通过连杆与转动轴的上端连接，所述的中心轴外套装一轴承，骨架盘与该轴承固定连接；骨架盘上环形设置若干数量的升气管盖板，所述升气管盖板在骨架盘下表面的布置与所述的升气管一一对应；所述骨架盘可绕中心轴水平旋转。
进一步的，当所述升气管盖板覆盖于升气管之上（升气管上沿）时，二者之间的缝隙为1～20mm，优选为2～5mm。
进一步的，所述的升气管盖板同样为圆形结构，其直径约为升气管直径的的1～4/3倍，优选为1倍。升气管盖板的数量与升气管的数量相同。工作时，控制器通过连杆带动升气管盖板附着的骨架盘旋转，旋转角度一般为-30°～30°，优选为-15°～15°。
所述的转动组件中，控制器设置在分壁塔塔壁外部，其采用电动阀或气动阀。转动组件中，所述的升气管盖板环形布置可以设置2-8层，优选为4-6层。其中骨架盘直径小于分壁塔直径约5～100mm，优选小于分壁塔直径20～50mm。
所述的固定组件中，升气管与烟囱式分配器与分配盘的固定连接方式可以采用焊接、螺栓连接、螺丝连接、卡扣连接等各种适宜的方式。
进一步的，所述折流板为“V”形结构，其个数一般为4-20个，优选为8-12个。所述受液槽为“倒V”形，其个数根据上方折流板个数进行确定。受液槽可以和折流板的设置组数相同，也可以多于折流板的设置组数。所述折流板敞口的两个折边间的距离为30～200 mm，优选为50～100 mm，折边的高度为30～200 mm，优选为50～100 mm；相邻折流板间的距离为30～200 mm，优选为50～100 mm。所述受液槽敞口的两个折边间的距离为30～200 mm，优选为50～100 mm，折边的高度为30～200 mm，优选为50～100 mm。受液槽上溢流孔的直径为10～100mm，优选为20～30mm。
进一步的，受液槽上所设置的溢流孔可以为三角形、方形或者圆形。本发明中，所述的折流板和受液槽通过支撑固定，并固定于塔壁上的凸台上。
进一步的，所述的气相调节盘中，固定组件分配盘上升气管、烟囱式分配器为环形布置，可设置2-8圈，优选为4-6层。
进一步的，所述的气相调节盘中，固定组件底部与分隔板顶部连接。
所述的固定组件中，升气管为两端敞口的圆筒形结构，直径为20～200mm，优选为50～80mm；所有升气管的截面积为分壁塔塔径横截面积的1/4～1/2，优选为1/3～1/2；升气管上方开口对应转动组件中的升气管盖板，二者一一对应。烟囱式分配器包括雨帽和降液管，所述雨帽由盖板和筒裙构成，筒裙上沿固定在盖板底面上，筒裙高度为30~300mm，优选150mm~200mm，筒裙下沿开设若干个条缝，条缝可以为三角形、正方形、长方形或半圆形，优选为三角形，条缝的竖直高度为筒裙高度的1/5～3/4，优选为1/3～1/2，条缝总面积为筒裙总面积的1/10～1/2，优选为1/5～1/3；所述降液管为两端敞口结构，雨帽位于降液管顶部，降液管上沿高于雨帽盖板一定距离，一般为10mm～200mm，优选30mm～80mm；盖板面积为降液管横截面积的1~5倍，优选1.5~3倍。
升气管顶部高于烟囱式分配器顶部，二者的高度差为升气管高度的1/5～3/4，优选为1/3～1/2。升气管外壁与烟囱式分配器外壁之间的距离为升气管高度的1/5～3/4，优选为1/3～1/2。
所述的转动组件包括控制器、连杆、中心轴、骨架盘和升气管盖板；其中控制器采用电动阀或气动阀，控制器设置在分壁塔塔壁外，控制器通过径向方向设置的连杆连接分壁塔轴向方向的中心轴的一端，中心轴的另一端与骨架盘的中心连接，骨架盘包括若干圈同心圆结构的环形板及径向方向设置的若干支撑板，环形板可设置2-8层，优选为4-6层。支撑板可设置2-10根，优选为4-6根，其最大环形板直径小于分壁塔直径约5-100mm，优选小于分壁塔直径20-50mm；骨架盘上设置若干数量的升气管盖板，升气管盖板为圆形结构，其直径约为升气管截面积的1～4/3倍，优选为1倍。升气管盖板数量与升气管数量相同。工作时，控制器通过连杆带动骨架盘旋转，旋转角度为-30°～30°，优选为～15°~15°。
本发明分壁塔中，可以在气相调节盘下部设置液相再分配器，液相再分配器可以采用通用的液相分配器形式，如溢流型管式气液分布器。
本发明第二方面提供了一种分壁精馏方法，其中使用了前述的分壁塔。
本发明的分壁精馏方法，可以应用于三元混合物的分离，同时获得三个产品，并且可以实现三个产品的清晰度调节，其中，分离部分采用前述的分壁塔。
具体来说，本发明的分壁精馏方法，包括以下内容：分壁塔包括四个区域，分别为隔板左侧（进料区）、隔板右侧（中间产品区）、隔板上侧（公共精馏段）和隔板下侧（公共提馏段）；待分离的三元混合物进入到分壁塔进料侧（分隔板左侧），经过加热分离分别从隔板上侧、隔板下侧及隔板右侧（中间产品区）出三个目标产品；
本发明的工艺方法包括如下步骤：
（1）来自隔板上侧公共精馏段的液相物料首先进入液相回流分配器，液相物料撞击到折流板，在重力的作用下，垂直坠落到折流板上，然后进入到受液槽内，并经受液槽上设置的溢流孔经气相调节盘进入分壁段两侧，从气相调节盘来的气相经受液槽之间的气相通道上升至隔板上侧公共精馏段。
（2）从液相回流分配器来的液相物流经气相调节盘，通过气相调节盘的转动组件转动，骨架盘上设置的升气管盖板覆盖的升气管面积发生变化，以调节升气管的气相通道面积，使气相通量增大或者减少，气相通道面积发生变化，因分壁板两侧升气管盖板位置相反，当分隔板一侧气相通道截面减少的同时，分隔板另一侧气相截面通道增加，实现进料侧和分壁段出料侧的气相调节，从而干预气液传质强度，实现热负荷的调节，达到节能的同时调节产品清晰度的目的。
（3）从气相调节盘来的液相物流经液相再分配器实现液相的均匀分配，提高传质效率。
与现有技术相比，本发明分壁塔分馏清晰度可调节的工艺方法及装置具有如下优点：
1、本发明通过设置气相调节盘，可实现调节产品清晰度，满足不同产品要求。
2、本发明通过设置气相调节盘，可以解决将精馏段液相收回，避免液相回流出塔外，用泵再分配至隔板两侧导致的管道复杂、设备台套数量多、热量损失及机泵易发生故障等问题，降低了操作费用，减少热损失，减少投资费用。
3、本发明通过设置通过气相分配盘，通过转动组件的调节，实现骨架盘旋转，进而带动骨架盘上设置的升气管盖板一起旋转，使得升气管盖板部分或者全部覆盖在升气管上，调节升气管的开度，因分隔板两侧升气管盖板位置相反，分隔板一侧开度变大时，分隔板另一侧开度变小。当分壁段一侧气相通道截面减少的同时，分壁段另一侧气相截面通道增加，实现分壁段进料侧和分壁段出料侧的气相调节，从而干预气液传质强度，进而限制气液热传递，实现热负荷的调节。该气相分配盘可根据工艺需要实现气相定量比的调节，实现气相分配比的灵活调节功能。最终实现节能。
4、与现有技术相比，本发明节能型分馏清晰度可调节的装置中，其气相调节盘为新增设的分壁塔内构件，具有结构简单，安装方便的特点，可以根据调节分壁段两侧的气液比，满足不同产品清晰度要求，拓宽分壁塔的应用场合，具有良好的经济效益。
附图说明
图1是本发明一种分壁塔示意图。
其中1为公共精馏段，2为分壁段，3为提馏段，4为分隔板，5为液相回流分配器，6为气相调节盘，7为液相再分配器。
图2为气相调节盘示意图。其中，6-1为转动组件，6-2为固定组件。
图3-图5为液相回流分配器示意图，其中5-1为折流板，5-2为支撑板，5-3为受液槽，5-4为凸台，5-5为受液槽溢流孔，5-6为气相通道。
图6为液相回流分配器工作示意图。
图7到图8为气相调节盘转动组件示意图，其中6-1-1为控制器，6-1-2为连杆，6-1-3为转动轴，6-1-4为骨架盘，6-1-5为升气管盖板连接轴，6-1-6为升气管盖板。
图9为转动组件工作示意图。其中8为分壁塔塔壁。
图10到图12为气相调节盘固定组件示意图，其中4为分隔板，6-2-1为升气管，6-2-2为烟囱式分配器，6-2-3为分配盘，6-2-4为降液管齿堰，6-2-5为雨帽，6-2-6为雨帽齿堰，6-2-7为降液管。
图13到图15为气相调节盘调节时分隔板两侧烟囱式分配器及降液管工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“若干”的含义是一个或者一个以上，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”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。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1及图2所示，本发明公开了一种节能型分馏清晰度可调节的分壁塔。液相回流分配器5设置在精馏段1下部，分壁段2上部的筒体空间内；气相调节盘6也设置在精馏段1下部，位于液相回流分配器5的下方，分隔板4的上方。液相再分配器7设置在分壁段2，位于气相调节盘6的下方，如图2所示，本发明所属的气相调节盘6设置在分壁段上方，由上至下包括转动组件6-1和固定组件6-2，其中，固定组件底部与分隔板4顶部连接。
如图3-图5所示，本发明所述的液相回流分配器包括若干并联的、水平放置的折流板5-1和位于折流板下方的若干并联、水平放置的受液槽5-3、支撑板5-2和凸台5-4；所述的若干折流板5-1和受液槽5-3分别通过支撑板5-2进行固定，并固定于塔壁上的凸台5-4上。折流板5-1与受液槽5-3敞口端相对交错设置；受液槽5-3上设置溢流孔5-5，作为液相通道，相邻受液槽间的缝隙作为气相通道5-6。折流板5-1为“V”形结构，其个数一般为4～20个，优选为8～12个。受液槽5-3为“倒V”形，其个数根据上方折流板5-1个数进行确定。受液槽5-3可以和折流板5-1的设置组数相同，也可以多于折流板5-1的设置组数。折流板5-1敞口的两个折边间的距离为30～200 mm，优选为50～100 mm，折边的高度为30～200 mm，优选为50～100 mm；相邻折流板5-1间的距离为30～200 mm，优选为50～100 mm。受液槽5-3敞口的两个折边间的距离为30～200 mm，优选为50～100 mm，折边的高度为30～200 mm，优选为50～100 mm。受液槽5-3上溢流孔5-5的直径一般为10～100mm，优选为20～30mm。溢流孔5-5的形状可以为三角形、方形或者圆形。
如图7-图8所示，气相调节盘6设置在液相回流分配器5和液相再分配器7之间，其包括转动组件6-1和固定组件6-2。转动组件6-1位于固定组件6-2的上方。转动组件6-1包括控制器6-1-1、连杆6-1-2、转动轴6-1-3、骨架盘6-1-4、升气管盖板连接轴6-1-5和升气管盖板6-1-6。转动轴6-1-3与分壁塔同轴并设置在转动组件6-1骨架盘6-1-4的中心；所述控制器6-1-1通过连杆6-1-2与转动轴6-1-3的上端连接，所述的转动轴6-1-3轴外套装一轴承，骨架盘6-1-4与该轴承固定连接；骨架盘6-1-4上环形设置若干数量的升气管盖板连接轴6-1-5连接升气管盖板6-1-6，所述升气管盖板6-1-6在骨架盘6-1-4下表面的布置与所述的升气管一一对应；所述骨架盘6-1-4可绕转动轴6-1-3水平旋转。
如图10-图12所示，所述的气相调节盘6中，固定组件6-2底部与分隔板4顶部连接。所述的固定组件6-2包括分配盘6-2-3、烟囱式分配器6-2-2和升气管6-2-1；升气管6-2-1、烟囱式分配器6-2-2在分配盘6-2-3上呈环形布置，且间隔排列。升气管6-2-1为两端敞口的圆筒形结构，直径为20～200mm，优选为50～80mm；所有升气管6-2-1的总截面积为分壁塔塔径横截面积的1/4～1/2，优选为1/3～1/2。
升气管6-2-1上方开口对应转动组件中的升气管盖板6-1-6，二者一一对应。烟囱式分配器6-2-2包括雨帽6-2-5和降液管6-2-7，所述雨帽6-2-5由盖板和筒裙构成，筒裙上沿固定在盖板底面上。筒裙高度为30~300mm，优选150mm~200mm，筒裙下沿开设若干个条缝，条缝可以为三角形、正方形、长方形或半圆形，优选为三角形，条缝的竖直高度为筒裙高度的1/5～3/4，优选为1/3～1/2，条缝总面积为筒裙总面积的1/10～1/2，优选为1/5～1/3。所述降液管6-2-7为两端敞口结构，雨帽6-2-5位于降液管6-2-7顶部，降液管6-2-7上沿与雨帽6-2-5盖板之间有一定距离，该距离一般为10mm～200mm，优选30mm～80mm。盖板面积为降液管横截面积的1~5倍，优选1.5~3倍。
升气管6-2-1顶部（上沿）高于烟囱式分配器6-2-2顶部（上沿），二者的高度差为升气管6-2-1高度的1/5～3/4，优选为1/3～1/2。升气管6-2-1外壁与烟囱式分配器6-2-2外壁之间的距离为升气管6-2-1高度的1/5～3/4，优选为1/3～1/2。当所述升气管盖板6-1-6覆盖于升气管6-2-1之上时，二者之间的缝隙为1～20mm，优选为2～5mm。
进一步的，所述的升气管盖板6-1-6同样为圆形结构，其直径约为升气管6-2-1直径的的1～4/3倍，优选为1倍。升气管盖板6-1-6的数量与升气管6-2-1的数量相同。工作时，控制器6-1-1通过连杆6-1-2带动升气管盖板6-1-6附着的骨架盘6-1-4旋转，旋转角度一般为-30°～30°，优选为～15°~15°。
所述的转动组件6-1中，控制器6-1-1设置在分壁塔塔壁8的外部，其通常采用电动阀或气动阀。转动组件中，所述的升气管盖板6-1-6呈环形布置，一般可以设置2～8层，优选为4～6层。其中骨架盘6-1-4直径小于分壁塔直径约5-100mm，优选小于分壁塔直径20-50mm。
所述的固定组件中，升气管6-2-1与烟囱式分配器6-2-1与分配盘6-2-3的固定连接方式可以采用焊接、螺栓连接、螺丝连接、卡扣连接等各种适宜的方式。
本发明所述的液相再分配器采用可以采用通用的液相分配器形式，如溢流型管式气液分布器。
结合图9，气相调节盘中转动组件的工作过程为：当需要调节进料侧气相量或者调节出料侧气相量时，控制器6-1-1给出信号，控制连杆水平旋转，连杆带动连接的骨架盘6-1-4转动，骨架盘上设置的升气管盖板随之转动，使得升气管盖板6-1-6所覆盖的升气管6-2-1的面积发生变化，以调节分隔板4两侧的升气管6-2-1的气相通道面积，使气相通量增大或者减少，气相通道面积发生变化，实现产品清晰度的调整。
结合图13-图15，进一步说明本发明节能型分馏清晰度可调节的分壁塔的工作过程：
分壁塔工作时，液相物料从精馏段进入液相回流分配器，液相物料撞击到设置在折流板5-1，折流板5-1可以有效阻挡物料的冲击力，在重力的作用下，垂直坠落到受液槽5-3内，液相经受液槽5-3上设置的溢流孔5-5进入下一层，从下一层来的气相经受液槽之间的气相通道5-6上升至精馏段。
从液相回流分配器5来的液体经过气相分配组件6进入分壁段两侧。当气相分配盘转动组件6-1保持初始位置时，两侧设置的升气管盖板6-1-6覆盖升气管6-2-1的面积基本相同。气相通道面积相同，气相量基本相同，液相量相同。当需要调节进料侧气相量或者调节出料侧气相量时，转动组件6-1转动，骨架盘6-1-4上设置的升气管盖板6-1-6覆盖升气管6-2-1的面积发生变化，进而调节升气管6-2-1的气相通道面积，使气相通量增大或者减少，气相通道面积发生变化。因分隔板4两侧升气管盖板6-1-6的位置相反，分隔板4一侧升气管6-2-1开度变大时，分隔板4另一侧升气管6-2-1气相通道变小。当分隔板4一侧气相通道截面减少的同时，分隔板4另一侧气相截面通道增加，实现进料侧和分壁段出料侧的气相调节，从而干预气液传质强度，进而限制气液热传递，实现热负荷的调节，达到节能的目的。
根据产品清晰度要求，可以调节分壁段两侧气相通道截面积。分隔板4两侧气相分配初始状态如图13所示，分隔板两侧设置的升气管端盖6-1-6均部分或者全部覆盖在升气管6-2-1上，两侧气相通道截面积相同，液相分配相同，如图13所示。
当需要调节产品清晰度时，根据产品要求，转动气相分配盘转动组件6-1带动骨架盘6-1-4旋转一定的角度，骨架盘6-1-4连接的升气管盖板6-1-6将会旋转一定的角度，使得升气管盖板6-1-6覆盖在升气管6-2-1上的面积发生变化，在出料侧，升气管盖板6-1-6覆盖在升气管6-2-1上的面积增加，即气相通道截面积减少；在进料侧，升气管盖板6-1-6覆盖在升气管6-2-1上的面积减少，即气相通道截面积增加。如图14所示。当需进一步调节进料侧气液传质时，骨架盘6-1-4连接的升气管端盖6-1-6继续旋转一定的角度，旋转角度为-30°~30°，优选为-15°~15°。使得升气管盖板6-1-6覆盖在升气管6-2-1上的面积发生变化，在出料侧，盖升气管盖板6-1-6覆盖在升气管6-2-1上的面积增加，即气相通道截面积减少；在进料侧，升气管盖板6-1-6覆盖在升气管6-2-1上的面积减少，即气相通道截面积增加，此时，在出料侧，盖板6-2全部覆盖在升气管7-1上，升气管全部覆盖，在进料侧，升气管全部打开，气相调节量最大。如图15所示。通过调节分壁段两侧的气相通道截面积，实现分壁段进料侧和分壁段出料侧的气相调节，从而干预气液传质强度，进而限制气液热传递，实现热负荷的调节，达到节能的目的。
本发明的本发明节能型分馏清晰度可调节的工艺方法及装置，其液相回流分配器及气相调节盘为新增设的分壁塔内构件，具有结构简单，安装方便的特点，可以根据调节分壁段两侧的气液比，满足不同产品清晰度要求，拓宽分壁塔的应用场合，具有良好的经济效益。
Claims (22)
1.一种分壁塔，由上至下依次包括公共精馏段、分馏清晰度调节段、分壁段和提馏段；
所述的分馏清晰度调节段由上至下依次为液相回流分配器、气相调节盘和液相再分配器；其中，
所述的液相回流分配器包括若干并联的、水平放置的折流板和位于折流板下方的若干并联、水平放置的受液槽、支撑和凸台；所述的若干折流板和受液槽分别通过与之垂直的拉杆进行固定，折流板与受液槽敞口端相对交错设置；受液槽上设置溢流孔，作为液相通道，相邻受液槽间的缝隙作为气相通道；
所述的气相调节盘设置在液相回流分配器和液相再分配器之间，其包括转动组件和固定组件；固定组件位于转动组件的下方，其包括分配盘、烟囱式分配器和升气管；升气管、烟囱式分配器在分配盘上呈环形布置，且间隔排列；
所述的转动组件包括控制器、连杆、转动轴、骨架盘和升气管盖板；所述转动轴与分壁塔同轴并设置在转动组件骨架盘的中心；所述控制器通过连杆与转动轴的上端连接，所述的转动轴外套装一轴承，骨架盘与该轴承固定连接；骨架盘上环形设置若干数量的升气管盖板，所述升气管盖板在骨架盘下表面的布置与所述的升气管一一对应；所述骨架盘绕中心轴水平旋转。
2.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述升气管盖板的数量与升气管的数量相同。
3.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述的骨架盘的旋转角度为-30°～30°。
4.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述升气管盖板的直径为升气管直径的1～4/3倍；所述升气管盖板覆盖于升气管之上时，二者之间的缝隙为1～20mm。
5.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述骨架盘的直径小于分壁塔直径5～100mm。
6.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述的升气管、烟囱式分配器与分配盘的固定连接采用焊接、螺栓连接、螺丝连接、卡扣连接方式。
7.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述折流板为“V”形结构，所述受液槽为“倒V”形结构。
8.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述溢流孔的形状为三角形、方形或者圆形。
9.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述的折流板和受液槽通过支撑固定，并固定于塔壁上的凸台上。
10.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述的固定组件底部与分隔板顶部连接。
11.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述的控制器设置在分壁塔塔壁外部，其采用电动阀或气动阀。
12.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述的受液槽和折流板的设置组数相同，或受液槽的设置组数多于折流板的设置组数。
13.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述的升气管为两端敞口的圆筒形结构；所述的烟囱式分配器包括雨帽和降液管，所述雨帽由盖板和筒裙构成，筒裙上沿固定在盖板底面上，筒裙下沿开设若干条缝。
14.按照权利要求13所述的分壁塔，其特征在于，所述的升气管上端开口与转动组件中的升气管盖板一一对应。
15.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述升气管的截面积为分壁塔塔径横截面积的1/4～1/2。
16.按照权利要求13所述的分壁塔，其特征在于，所述的条缝为三角形、正方形、长方形或半圆形。
17.按照权利要求16所述的分壁塔，其特征在于，所述的条缝总面积为筒裙总面积的1/10～1/2。
18.按照权利要求13所述的分壁塔，其特征在于，所述的降液管为两端敞口结构，雨帽位于降液管顶部，降液管上沿和雨帽盖板之间有一定距离。
19.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述折流板敞口的两个折边间的距离为30～200 mm，折边的高度为30～200 mm，相邻折流板间的距离为30～200 mm。
20.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，所述受液槽敞口的两个折边间的距离为30～200 mm，折边的高度为30～200 mm。
21.按照权利要求1所述的分壁塔，其特征在于，升气管顶部与烟囱式分配器顶部的高度差为升气管高度的1/5～3/4。
22.一种分壁精馏方法，其特征在于，其使用了权利要求1-21任一所述的分壁塔。
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