CN117836041A - 降膜设备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种降膜设备具有位于热交换管的顶部端部处的管插入件。这些管插入件具有内部周向肋。这些肋将工艺流分配成这些管插入件和这些管内的均匀的环形膜，并且消除干斑，即使在低操作速率下也是如此。这提供了更大的操作自由度，可提高操作效率并且可减少结垢。
Description
本发明涉及降膜设备、用于降膜设备的管插入件和用于使用降膜设备的方法，该方法包括在降膜蒸发器中分离异氰酸酯的粗混合物。
降膜设备在工业上广泛用作热交换器。它们可用作蒸发器，用于进行分离、用于进行结晶以及用于其他应用。降膜设备具有在每个端部处由管板支撑的多个竖直管。这些管容纳在壳体中，热交换流体循环穿过该壳体以与竖直管接触，以从管提供热量或从管去除热量。待如此处理的液体向下穿过管的内部，其中该液体被加热或冷却，视情况而定。
降膜设备的最佳操作取决于在管的所有内表面上形成液体膜。液体应当润湿每个管的所有内表面，并且另外在装置的整个操作过程中均匀且连续地润湿那些表面。液体的不均匀分布可能引起各种问题，包括降低操作效率。不希望的反应和结垢是由降膜设备中不适当的液体分布引起的常见问题。
对于任何液体，每个管存在维持内管表面上的膜所必需的理论最小流速。实际上，必须在数倍于该每管理论最小流速下操作。这限制了可采用的操作速率的范围。使用较高流速促进均匀润湿，但产生较厚膜并且可导致较低效的操作。穿过该装置的流体通常必须被再循环一次或多次以实现期望的结果，由此增加了操作成本。停留时间也增加，当例如液体对时间-温度效应敏感时，这可能是有问题的。允许降膜设备以更接近理论最小流速的流速操作的设计改进将是期望的。
本发明的一方面是一种降膜设备，该降膜设备包括：
(a)外壳，该外壳包封内部体积；
(b)上部管板和下部管板，这些上部管板和下部管板将该内部体积分成单独的上部腔室、中部腔室和下部腔室；
(c)一个或多个竖直定向中空管，这些一个或多个竖直定向中空管具有开放的顶部端部和底部端部，这些中空管各自限定从该上部腔室到该下部腔室的流体路径；
(d)对于每个至少一个竖直定向中空管，相关联的管插入件，该相关联的管插入件位于相关联的中空管的该顶部端部处，该管插入件包括中空构件，该中空构件具有：(i)位于该管板上方的上部区段；(ii)延伸到该相关联的中空管中的下部区段；(iii)在该上部区段中用于允许工艺流体进入该管插入件中的一个或多个工艺流体开口；(iv)用于将该工艺流体的薄膜从该管插入件的内表面转移到该相关联的中空管的内表面上的开放底部端部；和(v)位于该管插入件的该内表面上的一个或多个周向肋，该一个或多个周向肋在该一个或多个工艺流体开口的下方。
图1是用于本发明的降膜设备的上部管板、中空管和管插入件的实施方案的前视剖面图。
图2是包括本发明的降膜蒸发器的分离设备的示意图。
图3是用于本发明的管插入件的前视剖面图。
图4是用于本发明的管插入件的第二实施方案的前视剖面图。
图5是用于本发明的管插入件的周向肋的放大剖面图。
图6是用于本发明的管插入件的周向肋的第二实施方案的放大剖面图。
图7是用于本发明的管插入件的第三实施方案的前视剖面图。
图8是用于本发明的管插入件的第四实施方案的前视剖面图。
图9是用于本发明的管插入件的第五实施方案的前视剖面图。
图10是用于本发明的管插入件的第六实施方案的前视剖面图。
图11是用于本发明的用于机械加工成管插入件的前体的前视剖面图。
图12是用于本发明的管插入件的第七实施方案的前视剖面图。
图13是用于本发明的管插入件的第八实施方案的前视剖面图。
转向图1，本发明包括管板5和中空管4。中空管4具有相关联的管插入件12。在图1所示的简化设备的横剖视图中，仅存在单个中空管4。更典型地，将存在多个中空管(以及相关联的管插入件12)。每个中空管4具有开放顶部端部36和开放底部端部37。每个中空管4限定从管板5的上方穿过管板5中的开口到该管板的下方(以及到诸如图2所示的下部管板6等下部管板的下方)的流体路径。管板5中的开口容纳每个中空管4。管板5密封在每个中空管4周围，使得从管板5上方流动至下方的流体必须穿过中空管4。
中空管4通常是圆柱形的，具有圆形横截面，但是如果期望的话，中空管4可采用其他横截面形状。
中空管4竖直定向，这意味着中空管定向在竖直3度内，优选地在竖直1度内。
管插入件12各自位于相关联的中空管4的顶部端部处。如图1所示，管插入件12具有上部区段25和下部区段21，该上部区段位于上部管板5的上表面的上方，该下部区段延伸到相关联的中空管4中。侧壁40限定穿过每个管插入件12的内部流动路径。
下部区段21具有等于或小于相关联的中空管4的内部横截面尺寸的外部横截面尺寸，因此下部区段21可延伸到相关联的中空管4中。下部区段21可(如图1所示)在或不在管板5的水平高度之下延伸。在图3、图4和图7-图10中，虚线31指示当管插入件12在降膜设备中就位时管板5的各种可能位置。
管插入件12各自在上部区段25中具有一个或多个工艺流体开口24，用于允许工艺流体进入到管插入件中。“工艺流体”是指穿过管插入件12和中空管4的任何流体或流体的混合物(其还可包含分散的固相)，该工艺流体包括引入到管插入件12和中空管4中的起始进料流体，以及在中空管内产生的蒸发材料、反应产物或其他产物。工艺流体包含至少一种组分，该至少一种组分在存在于每个管插入件12的周向肋22的位置处的条件下是液体。工艺流体的组成可随着其行进穿过管插入件12和/或中空管4而改变。
在一个实施方案中，工艺流体开口仅作为管插入件12的开放上部端部。在其他实施方案中，在管插入件12的上部区段25的壁中设置多个工艺流体开口24，如图1、图3、图4、图7-图10、图12和图13中的每一个附图所示。工艺流体开口的大小和形状可变化。椭圆工艺流体开口在图1中示出，其围绕管插入件12的上部区段25的圆周布置，并且从管插入件12的顶部边缘纵向移位。在图3、图4、图7和图8所示的实施方案中，工艺流体开口24是围绕管插入件12的上部区段25的圆周纵向定向的矩形槽，并且从管插入件12的顶部边缘纵向移位。在图9和10所示的实施方案中，工艺流体开口24采用围绕管插入件12的顶部边缘的圆周布置的三角形(图9)或矩形(图10)凹口的形式。
在图12所示的实施方案中，工艺流体开口24采用螺旋槽的形式，如图所示，这些工艺流体开口从管插入件12的顶部边缘纵向移位。尽管在图12中仅示出了单个工艺流体开口24，但是优选地存在多个螺旋槽并且这些螺旋槽围绕管插入件12的顶部边缘的圆周布置，以便在从多个螺旋槽进入管插入件12的流体流之间提供重叠。流体进料开口24可具有可能方便或有益的其他形状，如正方形、圆形、菱形、椭圆形、半圆形、梯形、其他多边形或其他任意形状。设置在上部区段25的壁中的工艺流体开口24的数量对于本发明来说不是关键的，并且可以广泛地变化，如从2个至20个或更多。类似地，多个工艺流体开口的大小可根据需要或期望而显著变化，并且多个工艺流体开口可全部为相同大小或可不全部为相同大小。
管插入件12还各自在下部区段21中具有开放底部端部27(图1、图3、图4、图7-图10、图12和图13)，用于将工艺流体从每个管插入件12排放到相关联的中空管4中。如图1所示，管插入件12可在开放底部端部27处斜切，以产生从管插入件12到中空管4中的平滑过渡。
管插入件12具有一个或多个周向肋22，这些周向肋位于管插入件12的内表面上，在工艺流体开口的下方。周向肋22可位于管插入件12的上部区段25中(如图9和图10中的情况，以及分别在图7和图8中的周向肋22A、22C和22D的情况)、位于下部区段21中(如图1、图3、图4中的情况，以及分别在图7和图8中的周向肋22B和22E的情况)和/或位于上部区段25与下部区段21之间的边界处(即，在上部管板5的水平高度)。如图7和8所示，周向肋可位于上部区段25和下部区段21两者中。
可设置任意数量的周向肋。例如，周向肋的数量为至多10个、至多5个或至多3个，并且可仅存在单个周向肋。
“周向”意指肋完全围绕管插入件12的内壁延伸，从而形成圆形(如果垂直于管插入件12的纵向中心轴线60定向，如图3、图4、图9、图10、图12和图13所示)或椭圆形(如果不垂直于管插入件12的纵向中心轴线60定向，如图7和图8中的周向肋22A、22C和22D所示)。如图7和8所示，如果需要的话，多个周向肋可相对于纵向中心轴线60以不同的角度定向。在图7和图8中，周向肋22A、22C和22D被定向成不垂直于纵向中心轴线60，而周向肋22B和22E被定向成垂直于纵向中心轴线60。所有周向肋22可相对于纵向中心轴线60以相同角度定向。
每个周向肋22从管插入件12的内表面径向向内突出(即，朝向中心纵向轴线)。在一些实施方案中，每个周向肋的径向宽度WRib(参见图5)为至少0.25mm，并且在一些实施方案中为至少1mm或至少2.5mm。径向宽度WRib可例如与管插入件12的内径IDTI的八分之一一样大(IDTI/8)，并且在特定实施方案中可为至多IDTI/12或IDTI/16。
每个周向肋22具有纵向宽度δRib(图5)。δRib在一些实施方案中为至少0.25mm，并且在一些实施方案中为至少1mm或至少2.5mm。δRib可为例如至多25mm、至多10mm、至多7.5mm或至多5mm。
周向肋22的向内边缘42可为弯曲的，并且当弯曲时，向内边缘42可具有曲率半径RRib，使得RRib≤δRib/2。当RRib＝δRib/2时，向内边缘42将具有半圆形横截面。RRib可为≤δRib/4、≤δRib/8或≤δRib/12，并且在一些实施方案中，RRib>δRib/32，优选地>δRib/24或>δRib/16。
周向肋22可与管插入件12的侧壁40成一体，或者可为被固定到管插入件12内的位置中的单独生产的构件。如果单独生产，则周向肋22可通过例如焊接或胶合(如焊接或粘合剂50)(图6)或通过使用各种紧固件和悬吊管(如悬吊管设备30和支撑件32)(图4)机械地附接到侧壁40。用于收纳周向肋22的周向槽可设置在侧壁40中。
整体周向肋22可通过机械加工前体管12A的侧壁40的内部以去除每个周向肋22的位置的上方和下方的壁材料而产生，如图11所示。管插入件12由前体管12A制成，该前体管的壁厚度Y大于由其制成的管插入件12的侧壁厚度X。通过机械加工去除图11中的侧壁40的阴影部分40A，以产生具有侧壁厚度X和周向肋22的管插入件12。壁和肋的组合厚度可等于原始壁厚度Y。
侧壁40的内表面可具有均匀的内径(除了肋之外)。在如图13所示的实施方案中，管插入件12的上部区段25中的侧壁40的内表面在从流体工艺开口24下方开始到肋22上方的区域25A中向外逐渐变窄，由此通过上部区段25的该区域25A增大管插入件12的内径。这种设计进一步有利于工艺流体朝向周向肋22的平滑环形流动。
在操作中，工艺流体被引入到管板5的上表面上，并且一旦达到一定高度(如图1和图2中的液体界面28所指示)，就通过工艺流体开口24溢出到管插入件12的上部区段25中。在进入管插入件12时，工艺流体在重力和/或压差力的作用下在相关联的管插入件12内被向下驱动经过周向肋22，继续向下穿过管插入件12的下部区段21，然后穿过开放底部端部27离开管插入件12并且进入中空管4中。周向肋22捕获下降的工艺流体的动量以围绕管插入件12的圆周均匀地分配流体，从而形成没有干斑的均匀膜。当工艺流体穿过开放底部端部27并且进入并穿过相关的中空管4时，保持均匀的膜。
管插入件12还可包括一个或多个特征，如产生进入管插入件的工艺流体的切向流的流偏转器。工艺流体开口可被机械加工以产生进入管插入件的工艺流体的切向流。
转向图2，降膜设备1包括外壳2，该外壳限定了具有封闭内部体积的容器。上部管板5和下部管板6将封闭的内部体积分成位于上部管板5上方的上部部分26、位于上部管板5与下部管板6之间的中部部分3以及位于下部管板6下方的下部部分7。中空管4限定了从封闭的内部体积的上部部分26穿过中部部分3到下部部分7的流体路径。上部管板5中的开口和下部管板6中的开口容纳每个中空管4。上部管板5和下部管板6各自围绕每个中空管4密封，使得从上部部分26流到下部部分7的下方的流体必须穿过中空管4。
降膜加热设备1还包括至少一个工艺流体入口端口10，其用于将工艺流体引入到由壳体2封闭的内部空间的上部部分26中。可设置多个工艺流体入口端口10。降膜设备1还包括至少一个工艺流体出口端口11，其用于从由壳体2封闭的内部空间的下部部分7中去除工艺流体。可设置多个工艺流体出口端口11。在图1所示的实施方案中，设置单独的气体出口端口13以从由壳2封闭的空间的下部部分7中去除蒸气。
降膜设备1还包括至少一个热交换流体入口端口8和至少一个热交换流体出口端口9，该至少一个热交换流体入口端口用于将热交换流体引入到内部空间3中，该至少一个热交换流体出口端口用于从内部空间3中去除热交换流体。
除了上述特征之外，降膜设备1还可包括各种任选的部件。可设置分配器以将工艺流体分配到上部管板5上。各种分配系统可用于确保顶部管板上的液位的均匀性。一种类型的分配器是安装在上部管板5的上方的平底容器。该容器具有孔，这些孔允许工艺流体流到管插入件12之间的上部管板5上。喷雾分配系统将工艺流体的液滴喷到上部管板5和/或安装在上部管板5的上方的平底容器之上。其他有用的分配器包括例如在美国专利第4,154,642号、第4,199,537号和第9,101,852号以及美国公开专利申请第2020/0030712号中描述的那些分配器中的任一种。其他任选的部件包括各种阀、泵、自动化过程控制装置等。
在操作中，工艺流体经由一个或多个入口端口10引入到上部部分26中。工艺流体聚集在上部管板5的上表面上，并且在达到一定高度(图1和2中的附图标记28)时通过工艺流体开口24溢出到管插入件12的上部区段25中。在进入管插入件12时，工艺流体在重力和/或施加的压力下向下下落经过周向肋22，穿过管插入件12的下部区段21，然后通过开放底部端部27离开管插入件12并且进入并穿过中空管4，最终传递到热交换设备1的下部部分7中。如前所述，下降的工艺流体在通过周向肋22时围绕管插入件12的圆周均匀地分布，从而形成没有干点的均匀膜。当工艺流体穿过开放底部端部27并且进入并穿过相关的中空管4时，保持均匀的膜。
在热交换操作中，中空管4保持在与经由进料入口端口10引入的工艺流体的温度不同的温度下，并且因此热量在中空管4与工艺流体之间交换。中空管温度可高于或低于进入的工艺流体的温度。中空管温度通常对于如蒸发、蒸馏和进行化学反应等操作而言较高，并且对于如结晶等操作而言较低。
热量从中空管4经由热交换流体供应或去除，该热交换流体经由热交换流体入口端口8引入到中间部分3中。热交换流体在内部空间3内在上部管板5与下部管板6之间循环，并且与中空管4接触，加热或冷却中空管4(视情况而定)，并且通过热交换流体出口端口9排出。热交换流体可为液体和/或气体。一些或全部热交换流体可在容器内经历相变；例如，蒸汽可在容器内部分或全部冷凝。至少部分地考虑期望的操作温度来选择热交换流体。其他热交换流体的示例包括液态水、空气、氮气、氩气、氦气、液态和/或气态卤代烃(包括氢卤代烃)、有机硅流体、乙二醇、丙二醇和其他亚烷基二醇和聚亚烷基二醇、各种烷基化芳香族化合物、各种聚酯化合物等。
在一些实施方案中，本发明的降膜设备用于进行蒸发。在这样的实施方案中，工艺流体是单组分液体，其将在中空管4内蒸发，或者更典型地是包含至少一种组分的多组分流体，该至少一种组分将在中空管4内通过分馏与至少一种其他组分分离。蒸发通常产生一种或多种气体产物和一种或多种液体产物，该一种或多种气体产物表示在中空管4内蒸发的工艺流体的组分，该一种或多种液体产物是在没有蒸发的情况下穿过中空管4的工艺流体的组分。通常优选建立向下穿过中空管4的气体流，使得从中空管4的底部去除气体产物；然而，从中空管4的顶部去除气体产物也在本发明的范围内。
图2所示的降膜设备尤其适合于进行蒸发。向下流入并穿过中空管4的工艺流体的环形膜在中空管4中被加热，并且该工艺的一种或多种组分的至少一部分被挥发以形成气体。
在图2所示的实施方案中，工艺流体的挥发(气体)和非挥发组分都流入到容器的下部部分7中，这些组分在其中被分离。在所示的实施方案中，挥发组分经由管线13从下部部分7中去除，穿过该管线将挥发组分转移至任选的气-液分离器14以从气体产物中去除夹带的未挥发物质。然后经由管线18回收气体产物。
工艺流体的未挥发组分经由出口端口11和管线15从容器的下部部分7中去除。在所示的任选布置中，将经由管线15去除的未挥发组分与经由管线16从气-液分离器14中去除的另外量的未挥发组分组合。未挥发产物流经由回收管线20排出。
如果期望的话，从降膜设备1中回收的所有或部分未挥发组分可循环回到降膜设备1中，例如在工艺流体的挥发性组分不完全蒸发的情况下。例如，在图1中，经由管线17获得再循环流，与新鲜工艺流体重新组合，并且混合物经由管线19和入口端口10进料到封闭的内部空间3的上部部分26中。
本发明的重要优点在于，即使在低液体流速下，也可在管插入件12和中空管4的所有内表面上形成无干斑的工艺流体的液体组分的环形膜。更低的液体流速产生更薄的膜。更薄的膜允许更快和更均匀地加热或冷却工艺流体，并且在蒸发的情况下，更完全地从工艺流体中去除挥发性组分。因此，需要再循环的材料更少。再循环材料经历比在单次通过中加工的材料更严重的热历史，因为再循环材料暴露于升高的温度下持续更长的时间段。当回收材料包含热敏组分时，减少再循环从而减少暴露于升高的温度的时间的能力通常是显著的优点。
在低流速下产生无干斑的环形膜的能力也扩展了降膜设备可操作的条件范围。例如，可能期望或必须在某些时间，如在启动或关闭期间以相对低的流速操作，而不使设备结垢或产生非主要材料。本发明的降膜设备允许在宽范围的流速下操作。
穿过中空管设备的流速可用最小润湿速率Γmin来表示，其是接触角θ(在进入的工艺流体与管或插入物之间)以及工艺流体的表面张力σ、粘度μ、重力常数g和密度ρ的函数，如下：
先前的具有管插入件的降膜设备通常以5倍或更多倍Γmin的流速操作；它们在较低流速下不产生均匀的环形膜。相反，本发明的降膜设备在低至1.5Γmin或甚至更低的流速下运行良好，并且也在大得多的流速下良好地操作。因此，在本发明的一些实施方案中，本发明的降膜设备以1.5Γmin至10Γmin、1.5Γmin至5.0Γmin或1.5至3Γmin的流速操作。
本发明的降膜设备可用于进行多种类型的分离，包括生产浓缩食品(如浓缩果汁和蒸发奶和/或炼乳)、制造酒精饮料(如威士忌酒)以及用于许多化学和/或石化工艺中。
在降膜设备有用的许多化学分离中，有一种分离是由亚甲基二苯胺与高聚亚甲基聚苯胺的混合物光气化产生的粗异氰酸酯混合物。在这种分离中，通过使粗混合物通过降膜设备而从高聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯(具有三个或更多个异氰酸苯酯基团)中分离二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)，该降膜设备在足以使MDI挥发但不使高聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯挥发的管温度下操作。这产生富含MDI的蒸气流，该蒸气流可包含例如至少98重量％的MDI，和相对于起始粗混合物富含聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯并且耗尽MDI的聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯的液体流。
比较样品A
将具有4.47cm的内径的中空不锈钢管安装在位于容器的底面中的管板中。将具有4.47cm的外径以及0.018cm的壁厚度的管插入件插入到中空管中，使得上部区段位于管板的水平高度的上方，并且下部区段位于管板的水平高度的下方的中空管内。呈宽度为3cm的纵向槽形式的八个工艺流体开口围绕管插入件的上部区段的圆周均匀地间隔开。与工艺流体开口中的每个工艺流体开口相关联的是导流板，该导流板被定位成与槽的开放面成约20度的角度。导流板产生工艺流体进入到管插入件中的切向流入口。在工艺流体开口下方的管插入件的内表面是光滑的并且具有恒定的直径。
将(在实验温度下)具有1106kg/m3的密度、1.9cP的粘度、31mN/m的表面张力、与不锈钢的前进接触角为60度的流体倾倒入容器中以产生82千克/小时的流速，从而产生0.162千克/米-秒的润湿速率Γ。如根据上述等式1计算的，该流体的最小润湿速率Γmin为0.099千克/米-秒。操作比率Γ/Γmin为1.64。在这些条件下，液体在管插入件的内壁上形成细流并且不均匀地润湿这些壁。仅当流速增加以产生大于4的操作比率Γ/Γmin时，才产生均匀的环形膜。
实施例1
重复比较样品A，不同之处在于这次管插入件在工艺流体开口下方的内壁中具有2个周向肋。RRib为0.762mm，WRib为2.03mm，并且δRib为1.52mm。在操作比率Γ/Γmin＝1.64下，当工艺流体向下通过周向肋时，形成均匀膜，润湿管插入件的所有内表面。
实施例2
再次重复比较样品A，不同之处在于这次管插入件缺少导流板并且存在三个周向肋。周向肋具有与实施例1中描述的尺寸相同的尺寸。在操作比率Γ/Γmin＝1.64下，当工艺流体向下通过周向肋时形成均匀的膜，即使没有切向流体入口的益处也是如此。管插入件的所有内表面被润湿。
Claims (9)
1.一种降膜设备，所述降膜设备包括：
(a)外壳，所述外壳包封内部体积；
(b)上部管板和下部管板，所述上部管板和下部管板将所述内部体积分成单独的上部腔室、中部腔室和下部腔室；
(c)一个或多个竖直定向中空管，所述一个或多个竖直定向中空管具有开放的顶部端部和底部端部，所述中空管各自限定从所述上部腔室到所述下部腔室的流体路径；
(d)对于每个至少一个竖直定向中空管，相关联的管插入件，所述相关联的管插入件位于相关联的中空管的所述顶部端部处，所述管插入件包括中空构件，所述中空构件具有：(i)位于所述管板上方的上部区段；(ii)延伸到所述相关联的中空管中的下部区段；(iii)在所述上部区段中用于允许工艺流体进入所述管插入件中的一个或多个工艺流体开口；(iv)用于将所述工艺流体的薄膜从所述管插入件的内表面转移到所述相关联的中空管的内表面上的开放底部端部；和(v)位于所述管插入件的所述内表面上的一个或多个周向肋，所述一个或多个周向肋在所述一个或多个工艺流体开口的下方。
2.根据权利要求1所述的降膜设备，其中所述至少一个竖直定向中空管和相关联的管插入件各自具有圆形横截面，每个周向肋具有至少0.25mm并且至多IDI/8的径向宽度WRib，其中IDI表示所述管插入件的内径，并且每个周向肋具有弯曲边缘，所述弯曲边缘具有的曲率半径RRib<δRib/2，其中δRib表示所述周向肋的纵向厚度。
3.根据权利要求1或2所述的降膜设备，其中所述管插入件的所述上部区段适于产生进入所述管插入件中的工艺流体的切向流。
4.根据任一前述权利要求所述的降膜设备，其中所述管板的所述上部区段中的所述一个或多个工艺流体开口是螺旋槽。
5.根据任一前述权利要求所述的降膜设备，所述降膜设备还包括
(e)至少一个工艺流体入口端口，所述至少一个工艺流体入口端口用于将工艺液体引入到所述上部腔室中并且与所述上部管板的上表面接触；
(f)至少一个工艺流体出口端口，所述至少一个工艺流体出口端口用于从所述下部腔室中去除至少经处理的工艺流体；
(g)至少一个热交换流体入口端口，所述至少一个热交换流体入口端口用于将热交换流体引入到所述中部腔室中；和
(h)至少一个热交换流体出口端口，所述至少一个热交换流体出口端口用于从所述中部腔室中去除所述热交换流体。
6.根据任一前述权利要求所述的降膜设备，所述降膜设备还包括位于所述上部管板上方的工艺流体分配器。
7.一种用于分离液体混合物的组分的方法，所述方法包括：将含有所述液体混合物的工艺流体引入到根据任一前述权利要求所述的降膜设备中；使所述工艺流体流动穿过降膜的所述管插入件以形成所述工艺流体的环形膜；然后将所述工艺流体的所述膜转移到所述降膜设备的加热的中空管中；以及使所述膜向下流动穿过所述加热的中空管，由此当所述膜向下流动穿过所述加热的中空管时，所述液体混合物的至少一种组分至少部分地从所述膜中蒸发，并且所述液体混合物的至少一种组分不挥发。
8.一种用于从聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯中分离二苯基甲烷二异氰酸酯的方法，所述方法包括：将含有二苯基甲烷二异氰酸酯和聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯的起始工艺流体引入到根据权利要求1至6中任一项所述的降膜设备中；使所述起始工艺流体流动穿过所述降膜设备的所述管插入件以形成所述起始工艺流体的环形膜；然后将所述起始工艺流体的所述环形膜转移到所述降膜设备的加热的中空管中；以及使所述膜向下流动穿过所述加热的中空管，由此当所述膜向下流动穿过所述加热的中空管时，二苯基甲烷二异氰酸酯至少部分地从所述膜中蒸发，以产生含有二苯基甲烷二异氰酸酯的蒸气流和相对于所述起始工艺流体富含聚亚甲基聚亚苯基聚异氰酸酯并且耗尽二苯基甲烷二异氰酸酯的液体流。
9.一种用于产生具有一个或多个内部周向肋的管插入件的方法，所述方法包括机械加工前体管以去除每个内部周向肋的位置上方和下方的内壁材料，由此产生所述内部周向肋。
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