CN1400918A - 垂直延伸的液体/液体接触塔 - Google Patents

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Abstract

垂直延伸的液体/液体接触塔，使用时，该塔包含分散的和连续的液体相，该塔具有一顶部液体进料入口，一顶部液体出口，一底部液体进料入口，一底部液体出口和多个在塔中彼此轴向间隔开的内部塔盘，每个塔盘配设有多个用于分散相通过的孔洞和一个以上的用于输送连续相的下导管或上导管，其中该下导管或上导管分别在该塔盘下方或上方延伸，且其中该下导管或上导管的壁沿连续相的流动方向朝彼此倾斜。

Description

垂直延伸的液体/液体接触塔
本发明涉及一种垂直延伸的液体/液体接触塔。这种塔例如用于从混合烃原料对芳香族烃进行溶剂萃取。
US-A-4336106中描述了一种用于从混合烃原料对芳香族烃进行溶剂萃取的垂直塔。该公开物中描述的抽提塔是一包括轴向间隔开的筛盘的垂直圆柱形塔，这些塔盘设有上导管。
US-A-433106的塔的一个缺点是效率和生产率较低。
本发明的目的是提供一种塔，当用于萃取操作时，该塔提高了效率和生产率。
该目的是通过下述塔而实现的。
垂直延伸的液体/液体接触塔，使用时，该塔包含分散的液体相和连续的液体相，该塔具有一顶部液体进料入口，一个顶部液体出口，一底部液体进料入口，一底部液体出口和多个在塔中彼此轴向间隔开的内部塔盘，每个塔盘配设有多个用于分散相通过的孔洞和一个以上的用于输送连续相的下导管或上导管，其中该下导管或上导管分别在该塔盘下方或上方延伸，且其中该下导管或上导管的壁沿连续相的流动方向朝彼此倾斜。
申请人发现，使用本发明的塔提高了生产率。不期望束缚于下面的理论，申请人相信与US-A-4336106相比，生产率的提高是由于在本发明的塔中塔盘上连续相流动路径长度较短。当使用直径较大的塔，如大于2米的塔时，这种效果会变得更明显。直径适当地小于15米。
该塔可配设上导管或下导管。当在接触过程中塔中的连续相是具有高密度的液体时，塔配设下导管。当连续相是具有低密度的液体因而将在塔中向上移动时，塔配设上导管。需要使用上导管的广泛使用的液体-液体系统的一个例子是在从在15至400度之间沸腾的石脑油流中去除轻芳烃的工艺中使用的环丁砜-烃系统。
在下面的说明中，所描述的塔盘将配设下导管。由于具有下导管的塔盘的结构与具有上导管的相同，只是在塔盘的水平面上它们被镜像，下面描述的优选实施例同样适用于具有上导管的塔盘。
在塔盘高度处的下导管开口可以是任何形状，例如正方形、圆形或矩形。最好在一个塔盘中具有一个以上这种下导管。下导管开口最好是长度大于其宽度的矩形水平截面。具有矩形截面还意味着最靠近塔盘圆周的下导管开口较小端侧沿该圆周延伸，导致这些较小的端侧并不设置成彼此平行。下导管开口的这种结构确保了塔盘上最大的开口面积。最好所使用的下导管具有平行的较小端侧。这些下导管也称作盒式下导管。
塔盘结构可以是这样，使下导管开口在配设孔洞的区域中均匀分布。例如矩形下导管可以被彼此平行地布置在一列中。在这一列的两端可设置扇形下导管。该扇形下导管的下导管开口在一端平行于矩形下导管延伸，在另一端具有随塔盘的圆周延伸的形状。
矩形下导管最好以所谓交错结构排列布置在塔盘上。在这种结构中，塔盘沿一水平直径线被分成两个塔盘部分，每个塔盘部分配设有一个以上的垂直于该直径线定位的平行排列布置的下导管。这些下导管从壁或靠近壁延伸到塔盘的直径线，使得一个塔盘中的下导管的端部与相对塔盘部分中的下导管的端部交替地与该直径线交会。在一个塔盘部分中最好有2-6个矩形平行下导管。另外，在直径线与塔壁交会的塔盘部分中可有一个或多个扇形下导管。这种扇形下导管具有平行于矩形下导管纵向侧，沿塔盘的圆周并沿直径线的一部分延伸的开口。
当交错的塔盘放入塔中时，两个相邻塔盘将以该直径线为镜，彼此成镜像。这确保了下导管的底端位于下面塔盘的孔洞的上方。交错的塔盘结构是优选的，因为它防止了连续相的垂直绕行，换句话说，它增加了连续相和分散相的水平混合。交错塔盘最好建造成使得下导管在一较小端由沿直径线设置的中央支承梁支承，在另一端由沿塔内壁延伸的圆周梁支承。
一个塔盘的下导管的底部或连续排放端最好与刚好位于上述塔盘下方的塔盘的下导管的上端或连续相接收端间隔离开。该间隔距离称作流动路径长度，对于本发明，它是由连续相排放下导管的中心与连续相接收下导管的中心之间的最短水平距离限定的。该流动路径长度最好是在0.05至0.5米之间。更短的流动路径长度将使接触效率下降。更大的长度将在塔盘上方引起更多的连续相的涡流，这将阻碍分散相的传输，从而降低生产率。
下导管的液体排放端最好放置在下面塔盘上方一定距离处。液体排放端最好在塔盘下方伸出30-80％的塔盘距离。下导管的接收端最好在塔盘上方伸出0-20％的塔盘距离。塔盘距离指的是相邻塔盘之间的距离。
塔盘中的孔洞最好是允许较轻的液体沿向上的方向容易地穿过塔盘的简单的孔。这些孔最好是筛孔，其优选直径在0.004至0.025米之间。塔盘上孔洞的相对于塔横截面积的总面积取决于选择的将接触的液体以及塔中的流速。该面积适当地是塔横截面积的2-20％。
下导管具有沿向下方向朝彼此倾斜的壁。这些壁部分在塔盘下方延伸，可选择地部分在塔盘上方延伸。由于构造的原因，下导管的壁多少在塔盘上方延伸是有利的。这些壁的倾角适当地在相对于塔的垂直轴线成1-45度之间。底端最好配设一盖，该盖配设有最好向下导向的孔。这些孔的尺寸最好这样选择，使得从这些孔出来的连续相被加速，使其速度大于上升的分散相速度的两倍。塔盘高度上测量的下导管面积取决于将接触的特定液体。该面积最好是塔横截面积的2-20％。
该塔最好配设2至100个上述塔盘。塔盘的数量取决于将接触的特定的液体液体系统及所需的萃取深度。该塔最好还在塔盘与顶部液体出口之间的塔顶部处配设一聚结器。该聚结器提高了接触后分散相和连续相的相分离。该聚结器最好具有规整填料的形式，并由更亲合分散相而不是连续相的材料制造。
本发明将用图1-2进行描述。
图1是位于本发明塔中的包括下导管的塔盘的顶视图。
图2是图1的垂直剖视图AA’。
图1是作为塔(2)一部分的塔盘(1)的顶视图。塔盘(1)配设有多个用于分散相通过的孔洞(3)。塔盘(1)沿直径线(4)分成两个塔盘部分(5，6)。每个塔盘部分(5，6)配设有一列(7，8)彼此平行并垂直于直径线(4)的平行矩形下导管(9)。图1中所示的塔盘布置是交错塔盘布置，其中每个下导管(9)具有一较小的端部(10)，该端部(10)终止于沿直径线(4)延伸的支承梁(11)。塔盘部分(5)的下导管(9)的这些端部(10)以与另一塔盘部分(6)的下导管(9)的端部(10)交替的方式与支承梁(11)交会。
图1还示出上部开口(12)，倾斜的下导管壁(13)以及位于下导管(9)底端的盖(14)。盖(14)配设有用于排放向下流动的连续相的孔(15)。图中两个扇形下导管(16)位于直径线(4)与塔(2)的壁交会的位置。
图2示出图1的垂直剖面图AA’。所示的两个相邻塔盘(1，101)是塔(2)的一部分。如塔盘(1)那样，塔盘(101)配设有矩形下导管(109)，该下导管(109)具有倾斜的壁(113)，一位于其底端的盖(114)，该盖(114)配设有液体排放孔(115)。如图所示，列(8)的下导管(9)的液体排放孔(15)位于塔盘(101)上设有孔洞(103)(未图示)的部分的上方。根据上面的限定形成的流动路径长度在该图中表示为(a)。如塔盘(1)中那样，塔盘(101)还配设有扇形下导管(116)。如图所示，下导管(9，109)延伸到略微在塔盘(1，101)上方。
该塔最好用于液体液体接触。液体液体接触被频繁使用的一个工艺是萃取，其中通过用一适当的萃取溶剂接触一液体混合物而将该混合物中存在的一种或多种成分从该混合物分离出来。该塔特别适用于接触具有不同密度且界面张力在5-55达因/厘米最好低于25达因/厘米的液体相。可用本发明的塔处理的可能的液体-液体系统的例子是DCH(二氯丙醇)-水，甲苯-水，IPE(异丙醚)-水，糠醛-润滑油，有机-含水酸性溶液，有机-含水苛性碱溶液以及有机-水。可在本发明的塔中适当完成的萃取工艺的例子是在制备润滑基油的工艺中用糠醛萃取芳香烃，在羰基化或加氢甲酰基化工艺中，在从废水中除酚的工艺中，在石脑油的碱洗工艺中，以及在烷化工艺产品的酸洗过程中回收均相催化剂的工艺中，用环丁砜从在15至400度之间沸腾的烃流，如石脑油中萃取芳香烃。

Claims (11)

1.垂直延伸的液体/液体接触塔，使用时，该塔包含分散的液相和连续的液相，该塔具有一顶部液体进料入口，一顶部液体出口，一底部液体进料入口，一底部液体出口和多个在塔中彼此轴向间隔开的内部塔盘，每个塔盘配设有多个用于分散相通过的孔洞和一个以上的用于输送连续相的下导管或上导管，其中该下导管或上导管分别在该塔盘下方或上方延伸，且其中该下导管或上导管的壁沿连续相的流动方向朝彼此倾斜。
2.根据权利要求1的塔，其中下导管或上导管为矩形。
3.根据权利要求2的塔，其中矩形下导管或上导管以所谓的交错结构排列布置。
4.根据权利要求1-3中任一项的塔，其中下导管壁或上导管壁朝彼此倾斜，使得下导管壁或上导管壁与塔的垂直轴线成1-45度角。
5.根据权利要求1-4中任一项的塔，其中下导管或上导管的液体排放端配设有一盖，该盖配设有相应的向下或向上导向的孔，其中下导管的液体排放端在塔盘下方延伸出30-80％的塔盘距离，上导管的液体排放端在塔盘上方延伸出30-80％的塔盘距离。
6.根据权利要求1-5中任一项的塔，其中流动路径长度在0.05至0.5米之间，该流动路径长度由连续相排放下导管或上导管的中心与连续相接收下导管或上导管的中心之间的最短水平距离限定。
7.根据权利要求1-6中任一项的塔，其中塔盘上的孔洞是筛孔，筛孔直径在0.004至0.025米之间，其中这些孔洞的总面积在塔横截面积的2-20％之间。
8.根据权利要求1-7中任一项的塔，其中该塔在位于塔盘与顶部液体出口之间的塔顶部配设有一聚结器，该聚结器具有规整填料的形式，并由更亲合分散相而不是连续相的材料制造。
9.根据权利要求1-8中任一项的塔，其中该塔的直径大于2米。
10.在根据权利要求1-9中任一项的塔中，两种具有不同密度且界面张力在5-55达因/厘米之间的基本上不混合的液体混合物接触的方法。
11.根据权利要求1-9中的任一项的塔，用于在制备润滑基油的工艺中用糠醛萃取芳香烃，在加氢甲酰基化工艺中在回收均相催化剂过程中，在从废水中去除苯酚的工艺中，在石脑油的碱洗工艺中，或者在烷化工艺产品的酸洗工艺中提取均相催化剂的工艺中，用环丁砜从烃流中萃取芳香烃。
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