CN1219564C - 无泄水管的多孔板式柱 - Google Patents

Abstract

一种无泄水管的多孔板，其以柱直径为依据的开度比与实际开度比之间只有很小的差异。通过设置这种无泄水管的多孔板组装成无泄水管的多孔板式柱。这种无泄水管的多孔板的特征在于其A/B比在1.1-1.5范围内，此处A是指从各孔标准中心距求得的开度比，B是指以柱直径为依据的开度比。

Description

无泄水管的多孔板式柱

发明领域

本发明涉及一种通过把无泄水管多孔板设置在适当的位置上而形成的无泄水管的多孔板式柱。本发明还涉及采用无泄水管的多孔板式柱进行蒸馏的方法。具体地说，本发明涉及一种把这种无泄水管的多孔板安装于适当位置的多孔板式柱，其目的在于有效防止容易聚合化合物，如(甲基)丙烯酸或含有此种容易聚合化合物的液体(在下文有时简称为“容易聚合化合物”)，形成聚合物，使容易聚合化合物能长时间稳定地进行蒸馏。本发明还涉及采用这种无泄水管的多孔板式柱进行蒸馏的方法。

背景技术

对于这种容易发生聚合的化合物如(甲基)丙烯酸及其酯类，到目前为止，在使用氧或聚合抑制剂来防止化合物发生聚合的条件下对这种容易聚合化合物的蒸馏和精馏方法已在商业规模上广泛采用。在这种蒸馏作业中亦已知道采用无泄水管的多孔板以及由这些多孔板所构成的无泄水管的多孔板式柱。

在无泄水管的多孔板式柱中采用的每一个多孔板都设有一些孔，孔基本上均匀地分布整个盘的表面，除了夹板和螺栓所用的那些孔外。夹板和螺栓用于将多孔板固定于支承梁和支承环上。由于这些无泄水管多孔板通常是以分开模式用夹板和螺栓固定在无泄水管的多孔板式柱的内侧，因此，由于这种结构原因而使有些部分没有孔。由此，在柱的多孔板的实际开度比和多孔板单位面积上孔的开度比之间产生了差异。

例如，当通过将这种无泄水管的多孔板安装在适当位置而形成无泄水管的多孔板式柱出现这种过大的差异并用于蒸馏(甲基)丙烯酸时，就会有问题，也就是与具有较小差异的相同设备相比，它的蒸馏作业的分离效率就较低。例如，当差异较大时，将这种大差异无泄水管多孔板安装在适当位置而构成孔板式柱，用于进行(甲基)丙烯酸的蒸馏时，必然会发生问题，由于生产过程中可能形成聚合物，就必须把设备停下用人工或化学方法把聚合物从柱中清除。

本发明人已经在美国专利No.6,214,174中提出一种在(甲基)丙烯酸蒸馏期间防止聚合物形成的装置，即使运行中的柱显示出差异较大，还提出一种通过在多孔板支承构件上开孔来增强防止聚合的方法，这些孔可防止液体在支承构件的滞流。发明人也在欧洲专利No.1,029,573A2中提出一种防止聚合的方法，通过限定无泄水管多孔板中孔的直径、各孔的中心距、多孔板的厚度、孔的开度比、以及各相邻多孔板之间的间距来防止液体和气体形成沟漏，提高了分散度。

但是，他们没有能够发现一种有效的方法来减小柱的多孔板的实际开度比与多孔板单位面积上孔的开度比之间的差异。

发明内容

本发明的发明人，为了完成上面提到的发明，对在适当位置配置了新颖无泄水管多孔板的无泄水管的多孔板式柱以及对采用这种无泄水管的多孔板式柱的蒸馏方法进行了不断的努力研究，结果发现，即使无泄水管多孔板受结构因素的影响产生一些无孔部分，这是因为这些多孔板以分开的模式安装在无泄水管的多孔板式柱的内侧所造成的，但是，液体和气体在多孔板上的分散度可以用规定A/B比，即开度比A与开度比B之比，的方法得到改善，开度比A由各孔中心线之间的标准孔距来确定，此间距可以在设计阶段计算出来，这是本发明人的新发现；开度比B由柱的直径来确定，使这些比值落入一定的范围，和/或将无泄水管多孔板设置成使板上的至少部分孔叠加在支承构件上或把各孔中心线与支承构件之间的距离限定在50mm内。因此，通过防止液体在无泄水管多孔板上以及在支承构件上的滞流，从而能有效地抑制或防止(甲基)丙烯酸蒸馏期间聚合物的形成。结果，本发明得到完善。

具体地，本发明的目的之一是提供一种无泄水管的多孔板式柱，它所装备的无泄水管多孔板，只会在柱的多孔板的实际开度比与多孔板单位面积上孔的开度比之间出现很小差异。

本发明的另一个目的是提供一种无泄水管的多孔板式柱，是通过把这种无泄水管多孔板安装在适当的位置上而形成，这种多孔板在蒸馏作业中有极好的分离效率，还能防止蒸馏作业中聚合物的形成。此外，还提供一种蒸馏方法，通过使用这种无泄水管的多孔板式柱而使这种蒸馏方法得以实施。

依靠这种方法，在无泄水管的多孔板式柱中的适当位置配置了这种无泄水管多孔板，每个多孔板包括许多块分开的板片，这就使得有可能限制和缩小以柱直径为依据的开度比与以标准孔距为依据的开度比之间的差异，由于这种构成的柱能把由各孔之间的标准中心距确定的开度比A与由柱直径确定的开度比B之比，A/B，设定在1.1-1.5的范围内。当蒸馏(甲基)丙烯酸时，如果使用的是将这种无泄水管多孔板安装在适当位置而构成的无泄水管的多孔板式柱，则蒸馏作业中的分离效率与一般的同类设备相比可大为提高，因为一般的同类设备不能限制或缩小这种差异。此外，当这种在适当位置配备了无泄水管多孔板的无泄水管的多孔板式柱用于进行(甲基)丙烯酸蒸馏时，可以有效地抑制或防止聚合物的形成，因为这种差异已如以上所描述的那样被抑制和缩小。由此，停止运行以便用人工或化学方法清除聚合物的次数可明显减少。这样的事实从经济观点来看是有效的。

本发明的另一个特征是，提供了使上面提及的无泄水管多孔板的带有凹口和(或)液体孔的两块单独的分开板片之间形成联接的连接件，使这些凹口和液体孔能非常有效率和有效地发挥功能。由此，在这些连接件上由柱直径确定的开度比B与以标准孔距为依据的开度比A之间的差异被抑制到最小程度。因此，本发明在(甲基)丙烯酸蒸馏作业中取得很好的效果。例如，可防止在连接部件中发生沟漏，提高了分离效率，和防止聚合物形成。

在本发明中，由于无泄水管的多孔板式柱的特征在于将无泄水管多孔板设置成使能至少一部分孔覆盖在支承构件上，或能将孔的中心线与支承构件之间的距离限定在50mm内，所以位于或靠近无泄水管多孔板和支承构件互相重叠处的连接件的孔可以使多孔板的工作效率达到最高程度。由此，本发明如应用于蒸馏(甲基)丙烯酸时，它可获得如下的效果：防止在连接件中发生沟漏，提高分馏效率，以及防止聚合物的形成。

此外，由本发明提出的这种无泄水管多孔板，其特征是，把支承构件上的孔开在适当的位置，当无泄水管多孔板上的孔设置在支承构件上时，支承构件上的孔可以重叠在无泄水管多孔板的相应的孔上。因此，本发明可以持久地消除液体在相关支承构件内或相邻处的滞流。由此，当本发明，尤其是用于蒸馏容易聚合化合物或含有容易聚合化合物的液体时，在防止化合物发生聚合方面具有非同一般的卓越的明显效果。尤其是能使处于叠置状态的许多这样的无泄水管多孔板有如此有效的功能和作用。

本发明由于在蒸馏容易聚合化合物或含有容易聚合化合物的液体中采用上述无泄水管的多孔板式柱，能非常成功地防止聚合作用，取得了明显的效果。

附图说明

图1是示意图，显示出用于本发明一个实施例的无泄水管多孔板的外观的典型部分，带有在无泄水管的多孔板上形成的许多按等边三角形排列的孔。

图2是简明的说明图，用于说明，当无泄水管多孔板上的孔按等边三角形排列时，在定义各孔中心线之间标准孔距确定的开度比A所用文字的含义，以及对以柱直径为依据的开度比B所下的定义的含义。图2a是说明一个三角形单元的简单说明图。图2b是在一个三角形单元中总开孔面积的简单说明图，用于说明开度比A。

图3是简明的说明图，用于说明，当无泄水管多孔板上的孔按四边形排列时，在定义各孔中心线之间标准孔距确定的开度比A所用文字的含义，以及对以柱直径为依据的开度比B所下的定义的含义。图3a是说明一个四边形单元的简单说明图。图2b是在一个四边形单元中总开孔面积的简单说明图，用于说明开度比A。

图4是简单说明图，用于说明在定义各孔中心线之间标准孔距来确定的开度比A所用文字的含义，和对以柱直径为依据的开度比B所下的定义的含义，在上述定义中无泄水管多孔板上的孔按四边形(正方形除外)排列。

图5是柱截面示意图，显示了一个无泄水管多孔板的典型实施例的典型部分，多孔板由处于无泄水管的多孔板式柱同一级中许多分开的板片所组成，图中还显示了支承无泄水管多孔板的支承构件。

图6是说明图，显示了如图5所示的许多多孔板用于无泄水管的多孔板式柱的同一级中时，各相邻多孔板之间连接件的结构。

图7是示意性说明图，当许多分开的板片组成一个无泄水管多孔板时，相邻的分开板片之间连接件的典型部分。图7a描述使用固定构件把两个单独的多孔板固定在一起的情况，相当于图5和图6中如Y-Y箭头所指方向的无泄水管多孔板的横剖面。图7b描述使用固定构件把多孔板固定到支承构件上的情况，相当于图5和图6中如X-X箭头所指方向的无泄水管多孔板横剖面。

图8是示意性剖视图，显示了在无泄水管多孔板的两块单独分开的板片之间形成联接的连接件中布置的凹口和/或液体孔的各种不同形式实施例的典型部分。图8a是示意剖面图，显示无泄水管多孔板的两块单独分开的板片之间连接件外观的典型部分。图8b是示意性透视图，显示了一种在连接件上布置了许多液体孔的实施例的典型部分。图8c是示意性透视图，显示了一种在连接件布置了凹口和液体孔的实施例的典型部分。图8d是示意性透视图，显示了一种在连接件上布置了凹口的实施例的典型部分。

图9是示意图，显示了一种在分开的板片和支承梁上布置了液体孔的实施例的典型部分。图9a是示意性平面图，显示出支承梁的顶面布置。图9b是图9a Z-Z箭头方向的部分剖视面。

图10是示意性剖面图，显示了一种本发明提出的无泄水管的多孔板式柱的结构实施例的典型部分，具有如图5所示的组成若干叠加级的许多无泄水管多孔板。

图11是示意图，显示出，在图10所示的无泄水管的多孔板式柱中，无泄水管多孔板上的孔处于覆盖在支承构件上的状态，以及无泄水管多孔板上的孔处于这些孔的中心线与支承构件之间的距离保持在50mm以内的状态，的典型部分。

具体实施方式

现在，下面将参考附图介绍实施本发明的一些形式。

图1是示意图(略去分开的因素)，显示了作为根据本发明的无泄水管多孔板的实施例的无泄水管多孔板的典型部分，无泄水管多孔板上的孔排列成等边三角形。在本发明提出的无泄水管多孔板101中，如图1所示，能满足本发明的下列要求并具有大体上均匀直径的许多孔103布置在大体上彼此相等的距离L1上并排列成等边三角形或等腰三角形。

那就是说，本发明的无泄水管多孔板的特征在于具有的开度比，可使由各孔中心线之间的标准距离来确定的开度比A和以柱直径为依据的开度比B所形成的A/B比在1.1-1.5范围内，更好A/B比在1.2-1.4范围，最好的是1.3-1.4。如果上述A/B比不足1.1，那么这种不足会造成由许多分开的板片所组成的无泄水管多孔板在制造上的困难。相反，如果A/B比超过1.5，会导致孔的排列不均匀，降低液体和气体的分散度，以及影响到柱的效率和单体的聚合度。顺便提及，最好把本发明的无泄水管多孔板上的孔排列成如图1所示的三角形，或排列成四边形。但是这种排列没有必要特别加以限制。

因此，根据上述无泄水管多孔板上孔的排列形式，将上述两个开度比A/B作如下定义：

由各孔中心线之间标准孔距来确定的开度比A＝[在一个三角形(或四边形)单元中的总的开孔面积/一个三角形(或四边形)单元的面积]×100％

以柱直径为依据的开度比B＝[总开度面积/柱横截面面积]×100(％)

在上述开度比A定义中所使用的文字作如下详细说明。

(i)无泄水管多孔板上的孔按等边三角形排列(为了说明，参见图2)；

用语“三角形单元”是指三角形207，它是由在三角形中的三个孔201，203和205的中心连接而成，如图2A所示。此等边三角形207的单边长度是指“孔距”。用语三角形单元的“面积”是指如图2a和b所示的三角形207的面积。用语“三角形单元中总开孔面积”是指由如图2B所示包括在一个三角形单元207中的三个孔201，203和205的各自一部分(影线部分)209，211和213的总面积。

用一个具体例子来继续说明，假设无泄水管多孔板具有下列技术规格，柱直径：2500mm，无泄水管多孔板上的孔径(排列的孔直径)：φ12mm，无泄水管多孔板上孔的数量(排列的孔数)：11768，各孔中心之间的孔距：19mm，以及各孔按等边三角形排列，可按下式进行计算。

根据各孔中心间的标准孔距确定的开度比A＝(π/4×12²÷2)/(1/2×19²×sin60°)×100＝36.2％

以柱直径为依据的开度比B＝(π/4×12²×11768)/(π/4×2500²)×100＝27.1％

因此，A/B＝36.2/27.1＝1.34。

(ii)无泄水管多孔板上的孔按正方形排列(为了说明，参见图3；

如果是正方形排列，用语“四边形单元”是指四边形309，由排列在四边形中的四个孔301，303，305和307的中心连接而成，如图3A所示。此正方形309的单边长度是指“孔距”。用语“四边形单元的面积”是指如图3A所示的四边形309的面积。用语“四边形单元中总开孔面积”是指如图3B所示包括在一个四边形单元中的四个孔301，303，305和307的影线部分311，313，315和317的总面积。

(iii)无泄水管多孔板上的孔按四边形排列(为了说明，参见图4)；

当不采用上述两种形式(i)和(ii)时，就要为一个四边形单元制定出技术规格。

用语“不同于正方形排列的四边形单元”是指四边形409，根据图4所示的一个四边形(在此形式中不存在孔距)，由四个孔401，403，405和407的中心线连接而成。用语“四边形单元的面积”是指如图4所示的四边形409的面积。用语“一个四边形单元中总的开孔面积”是指如图4所示包括在一个四边形单元409中的孔401，403，405，407和411的影线部分413，415，417，419和421的总面积。被包括在一个四边形单元409内的孔数不一定是四个，如图中所示。

用语“以柱直径为依据的开度比B”是指无泄水管多孔板上全部孔的总面积与装有这种无泄水管多孔板的无泄水管的多孔板式柱的横断面面积(柱的断面面积)之比。

有时，取决多孔板上孔的排列方式，无泄水管多孔板的端部部分可能无法留出足够的位置来安排一个孔，如图1所示。因此，本发明提出，可以在一个无泄水管多孔板内把等边三角形排列、正方形排列和(或)四边形排列适当组合，使这些孔可以有效地布置在多孔板及其端部部分。由此，这种方法组合的多孔板可以将上述开度比A/B设定在13-1.4的最佳规范内。由于无泄水管多孔板由此能使气体或液体有效地流至多孔板的端部部分，可以防止液体的滞流，也能有效防止聚合物的形成。即使在同一个无泄水管多孔板上把孔组合成各种不同的排列形式，这个多孔板的开度比A也可以确定，方法是把这个多孔板划分成若干区域，每一区域包括相关排列形式的孔并给相关区段划定限界。

关于本发明无泄水管多孔板上的孔，满足下面规定的一些要求，有利于有效地防止容易聚合的化合物在装有上述无泄水管的多孔板式柱内进行蒸馏过程中形成聚合物。

首先，对无泄水管多孔板上的孔在形状方面不需要加以特加限制，可以设想有任何不同的形状，如圆的，椭圆的，三角形的，四边形的以及其它类似的多边形。在这些可以想到的形状中，圆形证明最好，因为所需直径的圆孔容易加工，可采用一般的冲压和钻孔工艺。

在图1无泄水管多孔板上的孔的用符号d标出的直径通常在10-25mm范围内，如果孔是圆形的，最好在12-22mm范围。如果孔径d不足10mm，这会不利于液体顺畅地穿过孔下落并会造成化合物容易发生聚合。反之，如果这种孔径超过25mm，这会造成液体在多孔板上滞流，孔距过大也会造成化合物容易聚合。如采用其它形状的孔，那么这种特定形状的尺寸可以设想一个与根据上述圆孔直径算出的开度面积相等的面积来确定。

无泄水管多孔板的厚度通常在2-8mm范围内，最好在2-4mm范围内。如果这种多孔板的厚度不足2mm，这会不利地使多孔板上的液体由于多孔板产生振动而把液体溅出并且容易部分变干。反之，如果此厚度超过8mm，这就会引起液体在孔内滞流并易于发生聚合的问题。

以柱直径为依据的开度比B通常在10-30％范围内，最好在12-27％范围内。假设孔具有固定的直径，如果以柱直径为依据的开度比B不足10％，这就会引起多孔板上的液体滞流并易于发生聚合的问题。如果以柱直径为依据的开度比B超过30％，这就会引起多孔板上的液体的流动性恶化并易于聚合的问题。

在利用无泄水管多孔板使容易聚合化合物经受气体—液体接触的技术必然会造成无泄水管多孔板上的液体在孔内下落一定的距离，而气体则通过孔上升，同时必须把液体保持在多孔板上一定的范围。这就是说，这种技术必须控制液体流和气体流在适当的状态中通过孔。在此之前，这种控制通常难以实现。由于满足上述要求，这就有可能控制液体和气体在极好的状态中通过孔下降和上升，并且保证气体—液体的接触。此外，当气体和液体通过孔的流动得到如上所述的恰当控制而液体也必然会适当地保持在无泄水管多孔板上时，保持在无泄水管多孔板上的液体也就不会出现不均匀现象，装有这种无泄水管多孔板的无泄水管的多孔板式柱内部将会有完全充分的液体湿润。

确切地说，采用除了达到规定的开度比A/B之比的要求外，还能满足本发明结构要求的无泄水管多孔板能同时并绝对可靠地实现两种状态，一是装有这种无泄水管多孔板的无泄水管的多孔板式柱的内部能保持液体湿润，另一是防止气体和液体发生沟漏和滞流。由此，本发明的优点是还能进一步增强防止聚合的效果。

图5是示意图，显示了一个由许多分开的板片和支承无泄水管多孔板的支构件构成的无泄水管多孔板的优选实施例的典型部分。如图5所示，一个圆形的无泄水管多孔板601是由总共21块分开的板片603所组成，17块彼此尺寸不同近似长方形的分开板片603a，加上4块近似三角形的分开板片603b。为了便于显示，图5略去了在无泄水管多孔板601上的孔。无泄水管多孔板601由作为支承构件的支承环611和支承梁613所支承。在图5中，相应于这些支承构件的区域以及叠装无泄水管多孔板601单独分开板片603端部部分的区域605由虚线画出。图5所示最靠外的圆代表柱壁607的内周边的内壁表面，最靠里的内圆代表支承环611的边缘，中间的圆代表无泄水管多孔板601的外周边。

图6是说明图，显示相邻多孔板连接件的结构，用于如图5所示的无泄水管的多孔板式柱的同一级内许多多孔板的相邻多孔板。如上所述，由许多分开板片构成的无泄水管多孔板601布置在无泄水管的多孔板式柱的一个级内。如图6所示，有两块或更多分开的板片603安装在支承环611和支承梁613上。在分开板片603之间的连接件609上，这些分开板片603的端部部分都保持在几乎是互相紧密接触中。为了保持这种紧密接触状态，采用充当紧固件的夹板625和螺栓一螺帽627把板片固定到支承环611和支承梁613上。此外，最靠外周边的弧形部分代表无泄水管的多孔板式柱壁607的外周边607a，在最靠外周边内侧上的弧形部分代表无泄水管的多孔板式柱壁607的内壁表面607b，以及它内侧上的弧形部分代表无泄水管多孔板(盘)601的外周边601a，而内周边的弧形部分(虚线)代表支承环611的边缘611b。图中符号P所指的宽度是从支承环611的外周边611a至支承环611边缘611b的宽度。而图中符号Q所指的宽度代表无泄水管多孔板601的外周边601a与无泄水管的多孔板式柱壁的内壁表面607b之间的间距。此间距的大小一般在5-30mm范围内。

上述支承环611用于固定到无泄水管的多孔板式柱的壁607上并支承分开的板片603，这部分板片是用作无泄水管多孔板601的周边部分。支承梁613被布置成跨接形式，横跨无泄水管的多孔板式柱的截面，并可支承上述连接件609。上述夹板625把分开的板片603固定到支承环611上，上述螺栓—螺帽617把分开的板片603固定到支承梁613上。

本发明，当采用由许多分开板片组成的无泄水管多孔板时，最好在无泄水管多孔板的相邻分开板片之间形成联接的连接件中布置凹口和(或)液体孔。这种情况将在下面参照附图进行介绍。

图7是示意图，显示了在两块单独分开的板片之间形成联接的连接件的一个优选实例的典型部分。图8和图9都是示意图，显示了具有设置在两块单独分开的板片之间形成联接的连接件上的凹口和/或液体孔的无泄水管多孔板的实施例的典型部分。把两块单独分开的板片连接在一起是通过，把分开的板片之一的端部部分进行弯曲，把另一块分开板片的端部叠放到这个弯曲的端部部分上，然后用如图7A所示的螺栓—螺帽紧固件把两块分开的板片的叠置部分固定在一起，或者把两块分开的板片的对接端部部分叠放在支承梁上，用螺栓—螺帽把它们固定，如图7B所示。图8介绍两块单独分开的板片903a和903b的联接，其通过把一块分开板片的端部部分叠放到另一块的端部部分上，用如螺栓—螺帽这样的紧固件901把这两个互相接触的端部部分固定在一起。在此情况下，由于两块分开板片903a和903b端部叠置部分905的上面侧的边界内缺少通孔部分，这样必然会形成液体的淤积，这就不可避免地导致液体的滞流，还可能成为形成聚合物的原因。为此，本发明提出在某部分上冲出适当间隔的液体孔909，该部分不是用图8b所示的螺栓—螺帽紧固件901进行固定连接件(叠置部分)905的部分；在分开的板片903a上侧的合适部分设置适当间隔的凹口部分911，该部分不是用如螺栓—螺帽紧固件901固定连接件905的部分；同时在分开的板片903b的下侧冲出液体孔909，冲孔的部位对应于凹口部分911，如图8c所示；或在分开的板片903a上侧的合适部分设置凹口部分911，该部分不是用螺栓—螺帽紧固件901固定连接件905的部分；同时在与凹口部分911相对应的部位，在分开板片903b的下侧设置凹口部分913，于是形成凹口孔915，如图8d所示；由此使液体能在连接件905形成液体淤积之前通过液体孔909和/或凹口孔915迅速下流，由此防止液体在连接件905中滞流，并有效地防止容易聚合的化合物在连接件905周围发生聚合。还可以用其它的方法来实现防止容易聚合化合物料在连接件周围发生聚合，那就是在上连接件和下连接件都插入凹口，缩短其它连接件，使液体能流过此凹口孔。在本发明的A和B的两个开度比定义中，在计算开度比A和B时把连接件中的液体孔和(或)凹口包括在内。当把分开的板片903a，903b的端部部分安装在诸如图9所示的支承梁917这样的支承构件上时，同样采用这样的方法进行计算。

多孔板一侧的液体孔或凹口孔的直径(尺寸)应根据液体在连接部分的滞流程度而变化，因此，不能作单一的规定。虽然它可以被恰当地规定以消除连接件内的液体滞流，但是通常是在10-25mm的范围内，最好在12-22mm的范围内。如果液体孔或凹口孔的直径不足10mm，就会引起液体在液体孔内滞流并容易引起聚合的问题，因为连接件的厚度是其它部分的两倍，或者，液体会在连接件内滞流，难以通过液体孔或凹口孔下流，容易引起聚合。如果直径超过25mm，这会导致液体沟漏和需要增加连接件(叠置部分)宽度的问题，这就很难在分开的板片范围(连接件除外)内开孔，以达到本发明规定的两个开度比A和B之比。

在连接件内相邻液体孔或凹口孔的中心距通常在50-400mm范围内，更好是70-300mm范围内，最好是在100-200mm范围内。如果连接件内相邻液体孔或凹口孔的中心距超过400mm，这就带来问题，将不可能获得足够的面积使液体在连接件内聚集并迅速下流，由此，液体会在连接件内有较长时间的滞流，容易引起聚合。反之，如果连接件内液体孔或凹口孔的中心距不足50mm，这将造成连接件强度不够，不能与相关部分接合，从而使无泄水管多孔板制造困难。

当多孔板装到支承梁上时，支承梁侧的液体孔的位置有可能最终发生偏移。因此，最好做得比多孔板一侧上的孔大些。孔通常有15-150mm范围的长度，最好在20-100mm的范围内。尤其是在支承梁与多孔板相互重叠的部位，有可能把支承梁一侧的液体孔开成大椭圆形，如图9所示。即使梁和盘中的孔位偏移时亦能保证穿过多孔板上的孔。顺便提及，在支承梁和多孔板不相互重叠的部位，就不需要把支承梁一侧的液体孔做得比多孔板一侧的孔大。参看图9，液体孔的中心距加工成与多孔板一侧的孔的中心距相等。

至于连接件中的液体孔和凹口部分，通常要把这些孔的隆起和毛刺去掉，这些隆起和毛刺都是在加工期间由于翘曲，而在孔的边口部分形成。经过这种精整，由于隆起和毛刺原因而引起的液体滞流可以得到防止。

连接件中的液体孔和凹口部分不需要在形状方面加以特别限制。液体孔通常是圆形的，因为是用冲压或钻孔加工而成。不必要限于这种特定形状，也可以有任何形状，例如椭圆形，三角形，或四边形。同样，凹口部分也可以采取任何形状，除了如图8c所示的半圆形外，可以是三角形，四边形，以及其它的多边形。

从排除气体或液体发生沟漏或滞流的观点出发，连接件的上表面最好是平的。因此，像最好恰当选择螺栓和螺钉这样的紧固件，以免在连接件的上表面一侧上产生任何隆起。当两个连接件是叠置时，最好把加强构件和支承构件布置在下表面一侧上，以便使上表面一侧保持是平坦的平面。由于这样做，在蒸馏容易聚合化合物期间可以更有效地防止聚合物的形成，因为气体或液体已被排除发生沟漏或滞流。

当采用无泄水管的多孔板式柱蒸馏容易聚合化合物时，这种柱装备的是无泄水管多孔板，每个多孔板是由不少于两块能满足上述要求的分开板片组成，在此条件下，气体和液体流经无泄水管多孔板的孔时能得到更有效的控制。此外，由于把这种无泄水管多孔板布置成许多级，这就使得有可能绝对可靠地实现两种状态，一种是液体保持无泄水管的多孔板式柱内部的湿润，另一种状态是排除气体和液体发生沟漏或滞流。由此，这就可能通过保持气体—液体接触而使气相部分永远保持与含有聚合抑制剂的液体相接触，并促进聚合抑制剂的充分分散，以及通过排除沟漏或滞流以提高防止聚合的效果。结果是，聚合物的形成可以得到有效防止。

现在，下面将介绍本发明的无泄水管的多孔板式柱。如图10所示，本发明提出的无泄水管的多孔板式柱1003，由布置成一个个叠层级形式的许多能达到本发明结构要求的无泄水管多孔板1001构成。在这种无泄水管多孔板1001的配置中，如能进一步完成下列一些要求，将更有效地防止容易聚合化合物在蒸馏期间形成聚合物。

布置在无泄水管的多孔板式柱1003内的无泄水管多孔板1001的间距H通常最好是在0.1D-0.5D的范围内，此处D是指无泄水管的多孔板式柱1003的直径。如果无泄水管多孔板1001竖向分隔在无泄水管的多孔板式柱1003内的间距H不足0.1D，也就是柱直径的10％，这会导致气体沟漏的问题，从而引起被蒸馏化合物容易聚合。如果此间距超过0.5D，即柱直径的50％，也会有问题，会过度拖长气体的滞留时间，导致被蒸馏化合物容易在气相部分中聚合。

单个无泄水管多孔板1001的水平公差通常小于8mm，最好小于4mm。如果无泄水管多孔板1001的水平公差超过8mm，这就成为问题，会增加液体在无泄水管多孔板1001上的倾斜，加剧气体或液体的沟漏，以致容易发生聚合。有时，这里所使用的用语“水平公差”是指无泄水管多孔板1001的最高点与最低点之间的差。

如图10所示，无泄水管的多孔板式柱在侧面装有进料口1005，蒸气入口1007，以及回流口1009，在柱的顶部有蒸气出口1011，而在柱的底部有液体出口1013。进料口1005布置在无泄水管的多孔板式柱1003的中间级内，回流口1009布置在最上面一级的无泄水管多孔板1001上，蒸气入口1007布置在无泄水管多孔板1001的最下面一级的底下。

进料口1005用于完成供应容易聚合化合物的功能，根据容易聚合化合物的液体成分，可以布置在无泄水管的多孔板式柱1003的通过中间级的顶部或它的底部。蒸气出口1011连接至冷凝器(图上未示出)。容易聚合化合物的蒸气通过此蒸气出口1011排出，然后在冷凝器中冷凝，部分冷凝物被提取，其余的通过回流口1009再次被引入。

液体出口1013连接至再沸器(图上未示出)。在无泄水管的多孔板式柱1003内的容易聚合化合物通过此液体出口1013被部分地提取并继续流向再沸器。在再沸器内，液体再次蒸发并至少以气体—液体混合物的状态通过蒸气入口1007被引入无泄水管的多孔板式柱1003。

有时，用于进料和再引入上述容易聚合化合物的气体或液体的设备不需要局限于上面介绍的那种形式，可以从在此之前为此用途已经使用过的各种不同结构中选择。

在本发明的无泄水管的多孔板式柱中，至少在无泄水管多孔板上的一部分孔的位置要适当安排，使这些孔的中心离支承构件之间的距离可以在50mm以内，最好在25mm以内，尤其是孔的中心距最好亦与此相同或在15mm以内。无泄水管多孔板被支承在无泄水管的多孔板式柱内，如参照图5和图6已解说过的那样，采用了如支承环611或支承梁613这样的支承构件。非常靠近这样的支承构件的无泄水管多孔板上的孔最好在无泄水管多孔板上作恰当的安排，可以使：i)能完全叠置在如图11支承环1103那样的支承构件上，如无泄水管多孔板1101的孔1107a；或部分叠置，如孔1107b，以及/或ii)中心离如图11中支承环1103那样的支承构件的距离在50mm内，如无泄水管多孔板1011的孔1107a和孔1107c那样的距离，如图11所示。如果无泄水管多孔板上非常靠近支承构件的这些孔的中心进一步移动至孔1107c的内侧，将会带来这样的一些问题，如损坏柱壁附近液体的流动，阻止柱的横断面的充分有效利用，会趋于降低柱的效率和导致正在蒸馏的化合物的聚合。反之，如果讨论中的这些孔被安排在孔1107a的外侧，将会带来这样的问题，如增加被支承环阻塞的孔的数量，造成液体在孔内滞流和容易出现聚合。因此，孔的排列要使孔能部分地叠置在支承环上，如孔1107b那样，已证明这样是最好的。图11所示最靠外的周边圆代表柱壁1105的内壁面，在中间的圆代表无泄水管多孔板1101的外周边，以及内周边的圆代表支承环1103的边缘。

支承环的宽度通常在20-100mm范围内，最好在30-80mm范围内。如果此宽度不足20mm，这就会造成不能十分可靠地支承多孔板的问题。如果宽度超过100mm，也会有问题，会减少柱的可利用横断面，同时，还会损坏气体和液体沿柱壁部分的流动性并容易引起正在蒸馏的化合物的聚合。处于多孔板外周边与柱壁之间的支承环最好在环上加工出液体孔1109，这是为了不让液体在支承环上出现滞流。图11示出支承环上的若干液体孔1109的典型部分。

此外，将无泄水管多孔板的有孔部分布置到支承构件上以便完全或部分叠放，如i)中所述的那样，最好是以恰当的方式在支承构件上开孔，使支承构件上的孔与无泄水管多孔板上相对应的孔可以重合。更确切地说，当诸如孔1107a那样的圆孔进行布置时，要全部叠置在如支承环1103那样的支承构件上，例如，在支承环1103上加工出与孔1107a同样的圆孔时，要把孔位布置适当，使支承环1103上的孔和无泄水管多孔板上的孔1107a可以重合，这样就可满足要求。此外，当如孔1107b那样的圆孔进行布置，要部分叠置在如支承环1103那样的支承构件上时，这就要用恰当的方式上加工出与孔1107b的一部分相同的圆孔状局部凹口，这样在支承环1103形成的孔状凹口与无泄水管多孔板的孔的一部分可以重合。这些重合的孔或凹口部分创造了有利条件，能有效地排除液体在支承构件上的滞流和因液体的滞流而出现聚合。在这种情况下在支承构件上设置的无泄水管多孔板的孔，被包括进用于求出本发明提出的两个开度比A和B之比的那些孔中。另外，当支承构件就是多孔板本身或支承梁时，最好把孔布置在离开支承构件折叠部分50mm以内，如图7a和图7b所示。

本发明提出的蒸馏方法，其特征在于，采用上述无泄水管的多孔板式柱用于完成蒸馏过程。本发明的蒸馏方法能有效地用于蒸馏，特别是，容易聚合化合物或含有容易聚合化合物的液体。采用这种特殊物质作为蒸馏对象的理由是，这种方法能在蒸馏容易聚合化合物料中显示出特别明显的效果。例如，这是因为本发明的无泄水管的多孔板式柱所具有的结构在蒸馏过程中的分离效率方面显得非常优越，还因为这种结构在蒸馏过程中防止聚合物的形成方面有卓越的效果。

作为容易聚合化合物料的典型例子，可以列出(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸的酯类，例如甲基异丁烯酸盐，乙基(甲基)异丁烯酸盐，(正)丁(甲基)异丁烯酸盐，以及羟脯氨酰(基)(甲基)异丁烯酸盐。本发明提出的蒸馏过程包括用蒸馏法净化天然的容易聚合化合物的操作，以及把含有容易聚合化合物料的溶液进行蒸馏，因此分离和清除规定的化合物的操作。

顺便提及，用语“蒸馏过程”用在本说明书时，其包括净化上述容易聚合化合物的操作，共沸脱水的操作，耗散操作，残余溶剂的分离操作，以及吸收操作。本发明的无泄水管的多孔板式柱用于上述蒸馏过程时特别有效。

实施例

现在，下面将参照本发明的实施例对本发明作更具体的介绍。

示例1

蒸馏柱，装有50个无泄水管多孔板(多个板)，具有下列技术规格：

无泄水管多孔板的孔排列形式：等边三角形排列

孔径：12mm

相邻孔之间的中心距(孔距)：20.3mm

板厚度：3mm

板直径：2300mm

以间隔叠层的形式安装多孔板，间距为450mm，柱的上部是蒸馏部分，中部装有原料进料管，在下列条件下进行含水丙烯酸溶液的共沸分馏操作，采用甲基异丁酮作为共沸溶剂。

进料溶液成分：

丙烯酸：65％重量

H₂O： 32％重量

乙酸： 2％重量

其它杂质：1％重量

进料流的数量：9000公斤/小时

回流数量：11000公斤/小时

柱顶压力：185高压帕斯卡

第37级的温度：90℃

每个无泄水管多孔板被分成15块板片。在两块相邻分开板片之间形成联接的连接件上共有60个12mm的孔，如图8b所示。

每个无泄水管多孔板由宽75mm的支承梁支承，如图9所示，以及由一个50mm宽的支承环支承，并在环上设有73个直径12mm的孔，如图11所示。支承梁在与多孔板的孔叠置的位置设有44个孔，在未与多孔板叠置的位置中有22个孔，每个孔的直径为12mm。所有多孔板上的孔数总共有8647个。靠近支承构件的无泄水管多孔板上的孔的中心位置离支承环内端部的距离在10mm范围内，离分开板片的弯折部分和支承梁弯折部分的距离在8mm范围内。

溶解于回流液体中用作聚合抑制剂的铜二丁二硫代氨基甲酸酯和甲苯醌以分别为45ppm重量和45ppm重量的相应浓度(都与丙烯酸蒸气的数量成比例)经由柱的顶部送入柱内。分开地，把分子氧气按0.3％容积(与丙烯酸蒸气的数量成比例)的浓度送入柱的底部。

此时，从相邻孔之间的标准中心距求得的开度比A是31.7％，以柱的直径为依据的开度比是23.5％，这两个开度比之比A/B是1.35。

采用此设备的结果，发现蒸馏物含有0.1％浓度(重量)的丙烯酸和0.6％浓度(重量)的乙酸，以及发现通过柱底部出来的提取物含有94.9％浓度(重量)的丙烯酸，2.7％浓度(重量)的乙酸，以及70ppm(重量)的甲基异丁酮。

经过一个月的连续运行，对柱内部进行了检查，在柱内确实没有发现聚合物的痕迹。

比较示例1

按照示例1的程序进行了连续运行，但是作了一些改变，把第31至第40无泄水管多孔板的技术规格从上列的改成如下所示的规格。

多孔板上相邻孔之间的中心距(孔距)：19.2mm

相邻分开板片之间的连接件中无液体孔

支承梁中无液体孔

所有多孔板孔的总数：8448

靠近支承环的无泄水管多孔板孔的中心位置离支承环内端的距离在55mm范围内，离分开板片弯折部分和多孔板弯折部分的距离亦在55mm范围内。

从相邻孔中心的标准中心距求得的开度比A是35.4％，两个开度比之比A/B是1.54。

采用此设备的结果，发现馏出物和柱的底部液体中含有同样程度的丙烯酸和乙酸，柱的底部液体中发现含有260ppm浓度(重量)的甲基异丁酮。

经过一个月的连续运行，对柱的内部进行了检查，在多孔板的连接件、支承梁的上侧、以及支承环的上侧，发现已形成大量的聚合物，总共有26公斤。

Claims (5)

1.一种装有无泄水管多孔板的无泄水管的多孔板式柱，每个多孔板由许多分开的板片所组成，

其特征在于，

具有范围为1.1-1.5的开度比(A)/(B)；

其中，开度比(A)由各孔中心线之间的标准距离确定，开度比(B)以柱直径为依据；

在所述无泄水管的多孔板的相邻板片之间的连接部分中设有凹口和/或液体孔。

2.根据权利要求1所述无泄水管的多孔板式柱，其特征在于，所述开度比(B)是在10-30％范围内，所述孔直径是10-25mm。

3.根据权利要求1所述无泄水管的多孔板式柱，其特征在于，把无泄水管的多孔板的一部分孔设置成使这些孔的中心与支承该多孔板的一个构件的距离保持在50mm内。

4.根据权利要求3所述无泄水管的多孔板式柱，其特征在于，所述支承构件上设有孔，当把无泄水管的多孔板的孔设置到所述支承构件上时，使所述支承构件的孔与所述无泄水管的多孔板的孔重合。

5.一种容易聚合化合物或含有容易聚合化合物的液体的蒸馏方法，其特征在于，采用了在权利要求1-4中任何一项所述的无泄水管的多孔板式柱。

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