CN111434366A - 隔壁塔及精馏塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分离设备，公开了一种隔壁塔和精馏塔，所述隔壁塔包括塔壁(2)和分隔壁(1)，所述分隔壁(1)将所述塔壁(2)内空间分隔为两个分离区，所述分离区中设置有挡液板(3)、升气管(5)和调节区(9)，所述调节区(9)设置有流量调节装置，所述流量调节装置包括流体通道(11)和设置在所述流体通道(11)中的多个扇形的调节板(10)，多个所述调节板(10)能够转动为打开或封堵所述流体通道(11)。通过上述技术方案，通过分别调节两个分离区的流量调节装置，可以调节从下向上通过两个分离区的气相的流量，实现气相流量比例调节，实现对气相的合理分配，以更好地适应生产条件，避免塔内出现波动，提高生产稳定性。

Description

隔壁塔及精馏塔
技术领域
本发明涉及分离设备，具体地涉及一种隔壁塔。
背景技术
隔壁塔是指在精馏塔内设置竖直隔板，将塔体分隔为上部的公共精馏段、中间的预分离区和侧线精馏区以及下部的公共提馏段及四个部分，可以实现三元组分混合物的有效分离。
来自公共精馏段的液体可以较为简单地分配到预分离区和侧线精馏区中，而对于来自公共提馏段的气相并没有设置特定的分配机构，不会刻意在预分离区和侧线精馏区之间进行特定比例分配，这导致隔壁塔的气相调节难度很大，波动频繁，影响生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种隔壁塔，以解决输送到预分离区和侧线精馏区的气相的比例难以调节的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种隔壁塔，其中，所述隔壁塔包括塔壁和分隔壁，所述分隔壁将所述塔壁内空间分隔为两个分离区，所述分离区中设置有从上向下排列的挡液板、升气管和调节区，所述调节区设置有流量调节装置，所述流量调节装置包括流体通道和设置在所述流体通道中的多个扇形的调节板，所述流体通道中设置有处于不同高度的多个滑道，多个所述调节板设置在不同的所述滑道中并能够围绕竖直轴线转动，多个所述调节板能够转动为打开或封堵所述流体通道。
优选地，所述流体通道设置有M个滑道，每个滑道中设置有N个所述调节板，所述流体通道的截面形状为半圆形，截面面积为S，所述调节板的圆心角为π/MN，所述流体通道的可调节面积为(1-1/M)S，其中，M大于等于2，N大于等于1。
优选地，所述流体通道中设置有竖直延伸的转轴，所述调节板可转动地设置在优选地，所述升气管的截面面积与所述流体通道的截面面积相同。
优选地，所述升气管的截面面积占所述分离区的截面面积的5％-95％。
优选地，所述升气管的截面面积占所述分离区的截面面积的50％-70％。
优选地，所述挡液板与所述升气管彼此间隔，所述挡液板的边缘相对于所述升气管伸出，所述挡液板通过支撑杆支撑在所述升气管上。
优选地，所述挡液板与水平面的夹角为0-60°。
优选地，所述挡液板与水平面的夹角为1°-5°。
优选地，所述隔壁塔包括从所述升气管的下端水平伸出的集液板，所述集液板连接于所述分隔壁，并且所述集液板与所述塔壁间隔形成降液口。
优选地，所述降液口下方设置有水平的受液板，所述受液板包括与所述塔壁连接的第一弧形边缘以及与所述第一弧形边缘间隔相对的第二弧形边缘，所述第二弧形边缘连接有向上延伸的弯曲的第一挡板，所述第一挡板的水平两端分别连接于所述塔壁，所述塔壁、所述第一挡板和所述受液板围成向上开放的受液区。
优选地，所述集液板在所述降液口处的边缘连接有向下延伸的弯曲的第二挡板，所述第二挡板的水平两端连接于所述分隔壁，所述第一挡板位于所述第二挡板和所述调节区之间。
优选地，所述第二挡板的下边缘低于所述第一挡板的上边缘。
另外，本发明还提供了一种精馏塔，其中，所述精馏塔设置有以上方案所述的隔壁塔。
通过上述技术方案，两个分离区可以分别作为预分离区和侧线精馏区，通过分别调节预分离区和侧线精馏区中的流量调节装置，可以调节从下向上通过预分离区和侧线精馏区的气相的流量，实现气相流量比例调节，实现对气相的合理分配，以更好地适应生产条件，避免塔内出现波动，提高生产稳定性。
附图说明
图1是本发明实施方式所述的隔壁塔的分离区的结构示意图；
图2是本发明实施方式所述的调节区的结构示意图。
附图标记说明
1 分隔壁 2 塔壁
3 挡液板 4 支撑杆
5 升气管 6 集液板
7 降液区 8 受液板
9 调节区 10 调节板
11 流体通道 12 转轴
13 降液口 14 第一挡板
15 第二挡板
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指隔壁塔沿竖直方向延伸设置时的方位关系。
本发明提供了一种隔壁塔，其中，所述隔壁塔包括塔壁2和分隔壁1，所述分隔壁1将所述塔壁2内空间分隔为两个分离区，所述分离区中设置有从上向下排列的挡液板3、升气管5和调节区9，所述调节区9设置有流量调节装置，所述流量调节装置包括流体通道11和设置在所述流体通道11中的多个扇形的调节板10，所述流体通道11中设置有处于不同高度的多个滑道，多个所述调节板10设置在不同的所述滑道中并能够围绕竖直轴线转动，多个所述调节板10能够转动为打开或封堵所述流体通道11。
所述隔壁塔可以为精馏塔中的一部分，其中，塔壁2的内部空间具有圆形、方形、三角形或其他形状，优选为圆形，分隔壁1可以将圆柱形的内部空间分为大致相等的两个半圆柱形空间，即所述分离区。
在每个分离区中，设置有挡液板3、升气管5以及调节区9，调节区9设置有用于调节流体的流速的流量调节装置，所述流量调节装置包括允许流体(大致沿竖直方向)通过的流体通道11以及设置在流体通道11中的扇形调节板10(大致垂直于竖直方向)，多个调节板10设置在处于不同高度的滑道中，每个滑道中设置有至少一个调节板10，每个调节板10均可以部分地封闭流体通道11。每个调节板10可以围绕竖直线轴转动，通过移动调节板10，可以使得不同滑道中的调节板10对齐，或者使得不同滑道中的调节板10分散错开，从而可以打开或关闭流体通道11，并可以调节流体通道11的实际流通面积。
两个分离区可以分别作为预分离区和侧线精馏区，通过分别调节预分离区和侧线精馏区中的流量调节装置，可以调节从下向上通过预分离区和侧线精馏区的气相的流量，实现气相流量比例调节，实现对气相的合理分配，以更好地适应生产条件，避免塔内出现波动，提高生产稳定性。
具体地，所述流体通道11设置有M个滑道，每个滑道中设置有N个所述调节板10，所述流体通道11的截面形状为半圆形，截面面积为S，所述流体通道11的圆心角为π/MN，所述流体通道11的可调节面积为(1-1/M)S，其中，M大于等于2，N大于等于1。其中，M、N均为正整数。每个滑道中设置的调节板数量相同，也就是说，流体通道11中设置有N组调节板10，每组包括M个调节板10。如图2所示，流体通道11包括4个滑道，每个滑道中设置1个调节板，即包括1组调节板，每组4个调节板，通过4个调节板可以完全地封闭流体通道11，并且可以将4个调节板移动为对齐的一组，使得流体通道11的实际流通面积最大化，最大化的流通面积与封闭的流体通道11的流通面积差值即为可调节面积，即调节范围。当然，也可以设置更多组的调节板10，例如2组，即每个滑道中设置2个调节板10，也可以设置更多的滑道。通过将调节板10转动到不同位置，可以在最大流通面积和最小流通面积之间调节流体通道11的实际流通面积。
另外，所述流体通道11中设置有竖直延伸的转轴12，所述调节板10可转动地设置在所述转轴12上。流体通道11的截面可以为弧度较大的扇形，调节板10为弧度较小的扇形，调节板10围绕穿过其圆心位置竖直轴线而转动，从而可以分散在流体通道11中以封闭流体通道11，或者转动为沿竖直方向对齐，以打开流体通道11，当然，也可以移动为其他状态，以调节实际流通面积。所述调节板10的转动可以通过电机、液压马达等驱动装置实现。
具体地，所述升气管5的截面面积与所述流体通道11的截面面积相同。升气管5与流体通道11的截面形状可以大致相同，以便于流体通道11密封地连通于升气管5。流体通道11可以为截面为扇形形状的管状结构，以更好地配合调节板10的移动方式和形状，更重要的是，调节板10和流体通道11的形状也可以更好地适应分离区的扇形截面形状。当然，在其他实施方式中，流体通道11的截面也可以为其他形状，例如，圆形、矩形等，只要通过允许扇形调节板10在其中转动而打开或封闭流体通道11即可。
其中，所述升气管5的截面面积占所述分离区的截面面积的5％-95％。优选地，所述升气管5的截面面积占所述分离区的截面面积的50％-70％。升气管5的截面大小可以根据所述隔壁塔具体处理的物料来确定。
其中，所述挡液板3与所述升气管5彼此间隔，所述挡液板3的边缘相对于所述升气管5伸出，所述挡液板3通过支撑杆4支撑在所述升气管5上。也就是说，升气管5的截面处于挡液板3的范围中，即升气管5在竖直方向的投影落在挡液板3的范围内，挡液板3阻挡来自上方的液相流体，避免液相直接落入到升气管5中，液相落在挡液板3上后，可以从边缘处流下。如图1所示，升气管5的截面为扇形(半个圆形)，包括弧形侧壁和平板侧壁，挡液板3为直径更大的扇形(半个圆形)，升气管5的平板侧壁可以贴合于分隔壁1，挡液板3的直线边缘连接于分隔壁1，液相从挡液板3弧形边缘处下落。
其中，所述挡液板3与水平面的夹角为0-60°。优选地，所述挡液板3与水平面的夹角为1°-5°。挡液板3可以水平设置，也可以与水平面形成夹角而倾斜设置，便于引导流体在挡液板3高度较低的边缘处流下。
另外，所述隔壁塔包括从所述升气管5的下端水平伸出的集液板6，所述集液板6连接于所述分隔壁1，并且所述集液板6与所述塔壁2间隔形成降液口13。集液板6可以收集从挡液板3的边缘落下的液相，并且，集液板6与塔壁2间隔形成降液口13，液相在集液板6的引导下从降液口13处继续向下落。参考图1，集液板6大致为弧形的条状，对齐于挡液板3的弧形边缘，其两端边缘连接于分隔壁1，降液口13也沿着塔壁2呈弧形延伸。降液口13下侧即为允许液相继续下降的降液区7。
另外，所述降液口13下方设置有水平的受液板8，所述受液板8包括与所述塔壁2连接的第一弧形边缘以及与所述第一弧形边缘间隔相对的第二弧形边缘，所述第二弧形边缘连接有向上延伸的弯曲的第一挡板14，所述第一挡板14的水平两端分别连接于所述塔壁2，所述塔壁2、所述第一挡板14和所述受液板8围成向上开放的受液区。受液板8包括圆心相同、直径不同的两段弧形边缘，即第一弧形边缘和第二弧形边缘，第一弧形边缘连接于塔壁2，第二弧形边缘处设置有第一挡板14，受液板两端的直线边缘分别连接于分隔壁1，从而部分的塔壁2、第一挡板14以及部分的分隔壁1与受液板8围成开口向上的杯状结构，以接收来自降液口13的液相。
另外，所述集液板6在所述降液口13处的边缘连接有向下延伸的弯曲的第二挡板15，所述第二挡板15的水平两端连接于所述分隔壁1，所述第一挡板14位于所述第二挡板15和所述调节区9之间。第二挡板15的弯曲弧度对应于集液板6弧形边缘的弧度，可以引导下降的液相落入到受液板8上。
进一步的，所述第二挡板15的下边缘低于所述第一挡板14的上边缘。当液相高于第二挡板15下边缘且低于第一挡板14上边缘时，液相在受液板8处形成液封，当液相继续在受液板8上积累而超过第一挡板14的上边缘时，液相开始溢流并越过第一挡板14而继续向下流动。
另外，本发明提供了一种精馏塔，其中，所述精馏塔设置有以上方案所述的隔壁塔。所述隔壁塔为精馏塔中的一部分，其上侧为公共精馏区，可以分别向两个分离区(即预分离区和侧线精馏区)提供液相，下侧为公共提馏区，可以分别向两个分离区(即预分离区和侧线精馏区)提供气相。通过分离区中流量调节装置的调节作用，可以调节两个分离区中气相流量的比例，适应相应的生产环境。
以下为根据本方案优选实施方式的隔壁塔具体应用的示例。
实施例1：
如图2所示，调节区有4层滑道，每层有1片扇形调节板，每片调节板的圆心角度为45°，4层调节板完全错开时，流通面积最小为0，此时气相通道完全被阻挡，无气相通过，没有实际意义；4层调节板重叠对齐时，流通面积最大为流体通道11截面面积(等于升气管5截面面积)的75％。
取升气管的截面面积为分离区截面积的80％(整体隔壁塔截面积的40％)，因此可调节面积是隔壁塔截面积的0％-60％。具体调节方式参考下表：
Figure BDA0001943301370000081
实施例2：
调节区有6层滑道，每层有2片调节板，每片调节板的圆心角度为30°。当调节板完全错开时，气相通道完全被阻挡，无气相通过，没有实际意义；调节板转动为2组重叠对齐时，流体通道流通面积最大为流体通道11截面面积(升气管5截面面积)的83.3％。
取升气管5的截面面积为分离区截面积的50％(隔壁塔截面积的25％)，因此可调节面积是隔壁塔截面积的0％-42％。具体调节方式参考下表：
Figure BDA0001943301370000091
通过以上实施例可以看出，通过调节两个分离区中的流量调节装置，可以调节两个分离区的气相流量之比，以适应不同的生产条件。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种隔壁塔，其特征在于，所述隔壁塔包括塔壁(2)和分隔壁(1)，所述分隔壁(1)将所述塔壁(2)内空间分隔为两个分离区，所述分离区中设置有从上向下排列的挡液板(3)、升气管(5)和调节区(9)，所述调节区(9)设置有流量调节装置，所述流量调节装置包括流体通道(11)和设置在所述流体通道(11)中的多个扇形的调节板(10)，所述流体通道(11)中设置有处于不同高度的多个滑道，多个所述调节板(10)设置在不同的所述滑道中并能够围绕竖直轴线转动，多个所述调节板(10)能够转动为打开或封堵所述流体通道(11)。
2.根据权利要求1所述的隔壁塔，其特征在于，所述流体通道(11)设置有M个滑道，每个滑道中设置有N个所述调节板(10)，所述流体通道(11)的截面形状为半圆形，截面面积为S，所述调节板(10)的圆心角为π/MN，所述流体通道(11)的可调节面积为(1-1/M)S，其中，M大于等于2，N大于等于1。
3.根据权利要求1所述的隔壁塔，其特征在于，所述流体通道(11)中设置有竖直延伸的转轴(12)，所述调节板(10)可转动地设置在所述转轴(12)上。
4.根据权利要求1所述的隔壁塔，其特征在于，所述升气管(5)的截面面积与所述流体通道(11)的截面面积相同。
5.根据权利要求4所述的隔壁塔，其特征在于，所述升气管(5)的截面面积占所述分离区的截面面积的5％-95％。
6.根据权利要求5所述的隔壁塔，其特征在于，所述升气管(5)的截面面积占所述分离区的截面面积的50％-70％。
7.根据权利要求4所述的隔壁塔，其特征在于，所述挡液板(3)与所述升气管(5)彼此间隔，所述挡液板(3)的边缘相对于所述升气管(5)伸出，所述挡液板(3)通过支撑杆(4)支撑在所述升气管(5)上。
8.根据权利要求7所述的隔壁塔，其特征在于，所述挡液板(3)与水平面的夹角为0-60°。
9.根据权利要求8所述的隔壁塔，其特征在于，所述挡液板(3)与水平面的夹角为1°-5°。
10.根据权利要求7所述的隔壁塔，其特征在于，所述隔壁塔包括从所述升气管(5)的下端水平伸出的集液板(6)，所述集液板(6)连接于所述分隔壁(1)，并且所述集液板(6)与所述塔壁(2)间隔形成降液口(13)。
11.根据权利要求10所述的隔壁塔，其特征在于，所述降液口(13)下方设置有水平的受液板(8)，所述受液板(8)包括与所述塔壁(2)连接的第一弧形边缘以及与所述第一弧形边缘间隔相对的第二弧形边缘，所述第二弧形边缘连接有向上延伸的弯曲的第一挡板(14)，所述第一挡板(14)的水平两端分别连接于所述塔壁(2)，所述塔壁(2)、所述第一挡板(14)和所述受液板(8)围成向上开放的受液区。
12.根据权利要求11所述的隔壁塔，其特征在于，所述集液板(6)在所述降液口(13)处的边缘连接有向下延伸的弯曲的第二挡板(15)，所述第二挡板(15)的水平两端连接于所述分隔壁(1)，所述第一挡板(14)位于所述第二挡板(15)和所述调节区(9)之间。
13.根据权利要求12所述的隔壁塔，其特征在于，所述第二挡板(15)的下边缘低于所述第一挡板(14)的上边缘。
14.一种精馏塔，其特征在于，所述精馏塔设置有权利要求1-13中任意一项所述的隔壁塔。
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