CN219701114U - 一种催化反应精馏塔盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种催化反应精馏塔盘，包括开孔塔板、塔壳、开闭式过滤器装卸口、降液单元、鼓泡单元、冲洗单元和内环板；降液单元由过滤器、降液管导管和降液管主管组成；所述鼓泡单元由升气管、升气管套管、分布盒和分布支槽组成。降液单元采用降液管导管与降液管主管连接的形式，且在降液管导管的一端设置过滤器，为内降液形式，从根本上解决了外降液系统的问题。冲洗单元采用对向冲洗方式，且设置有塔板下沉斗，有效解决催化剂排放不净的问题。鼓泡单元采用倒槽式分布装置，分布支槽的下部敞开，从根本上解决了分布装置易堵塞的问题。在塔壳上设置开闭式过滤器装卸口，便于过滤器的清洗与更换，降低更换过滤器的操作难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及气液传质领域的精馏塔内构件，具体为一种催化反应精馏塔盘。
背景技术
塔设备是炼油、石油化工、精细化工、环保等生产中最重要的设备之一。塔设备的性能对于整个化工操作单元的产品产量、质量、生产能力和消耗定额等各个方面都有重大的影响。因此，塔设备的设计和研究，一直是国内外学者普遍关注的重要课题。
反应精馏塔作为化工领域重要的生产设备，其效率对化工行业的生产效益具有重要影响，对其内件形式的改进也备受关注。由于反应精馏大多需要在催化剂的作用下进行气液传质，而且反应选用的催化剂颗粒很小，对内件形式的要求更高。为了避免催化剂随液相流入下一层，每一层均需设置过滤装置。目前常见的精馏塔的形式为外置降液，即每一层需要在塔体上设置降液管口，降液管口内设置过滤器，通过外置的降液管将液相引入下一层塔板，该形式虽确保了催化剂不会流入下一层塔盘，但是塔体上降液管线繁琐、复杂，塔的制造成本大大提高；催化剂需要定期更换，现有的催化剂采出装置为带有一向下弯头的抽出管线，且抽出管口距离塔盘有一定距离，该结构的弊端是催化剂抽取不净，会残留部分催化剂；传质结构为在升气管下部设置若干圆形分布支管，支管上设置分布孔，由于传质过程中，大量的催化剂颗粒在液相内翻动，该结构易造成催化剂进入圆形分布支管，从而造成分布支管堵塞；过滤器需要定期清洗，清除破碎的催化剂颗粒，但是过滤器拆卸困难，严重影响生产效率。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种催化反应精馏塔盘。
本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种催化反应精馏塔盘，其特征在于，该塔盘包括开孔塔板、塔壳、开闭式过滤器装卸口、降液单元、鼓泡单元、冲洗单元和内环板；
所述降液单元由过滤器、降液管导管和降液管主管组成；所述鼓泡单元由升气管、升气管套管、分布盒和分布支槽组成；
所述开孔塔板固定于塔壳的内壁；内环板通过连接板固定在开孔塔板上，内环板的底端与开孔塔板之间具有缝隙；
降液管主管穿过开孔塔板并固定在开孔塔板中，末端通入下一层塔盘；降液管主管位于内环板与塔壳之间；降液管导管的始端可拆卸式固定有过滤器，过滤器用于将液相中的催化剂滤除；过滤器的入口位于液相内，出口与降液管导管的始端入口连通；开闭式过滤器装卸口开设于塔壳上，位置与过滤器对应；降液管导管的末端固定于降液管主管的侧壁上，末端出口与降液管主管的侧壁连通；
升气管固定于开孔塔板上，位置与开孔塔板的板孔位置对应；分布支槽通过连接板固定在开孔塔板上，分布支槽的底端与开孔塔板之间具有缝隙；若干个分布支槽沿周向固定于分布盒的侧壁上，且与分布盒连通；分布盒的侧壁上开有若干个分布孔一；分布支槽的底部敞开，长侧边开有若干个分布孔二；升气管套管的底部固定在分布盒的顶部上，且与分布盒连通；升气管套管和分布盒均嵌套在升气管的外侧，升气管套管的顶部阻挡升气管的顶部气相出口；
冲洗单元的进口和出口均开设于塔壳上且位于对向，用于将塔盘上的液相和催化剂完全排出。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型的降液单元采用降液管导管与降液管主管连接的形式，且在降液管导管的一端设置过滤器，为内降液形式，从根本上解决了外降液系统带来的管线繁琐、设备制造成本高的问题。
(2)本实用新型的冲洗单元采用对向冲洗方式，且设置有塔板下沉斗，有效解决催化剂排放不净的问题。
(3)本实用新型的鼓泡单元采用倒槽式分布装置，分布支槽的下部敞开，若有催化剂颗粒在参与传质过程中进入分布孔，也会从分布支槽的底部排出，从根本上解决了分布装置易堵塞的问题。
(4)本实用新型在塔壳上设置开闭式过滤器装卸口，便于过滤器的清洗与更换，可以显著延长过滤器的使用时间，降低更换过滤器的操作难度。
(5)本实用新型在开孔塔板的上方设置内环板，将参与传质与未参与传质的液相分隔开，有利于提升塔盘的传质效率。
(6)本实用新型的塔盘可以适用于各种反应精馏塔，尤其适用于催化剂颗粒较小的双酯化塔，且可以大大降低塔设备的制造成本，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构俯视示意图；
图2为本实用新型的图1的A-A方向的剖面示意图；
图3为本实用新型的降液单元的主视示意图。
图中：开孔塔板1、塔壳2、开闭式过滤器装卸口3、降液单元4、鼓泡单元5、冲洗单元6、内环板7；过滤器41、降液管导管42、降液管主管43；升气管51、升气管套管52、分布盒53、分布支槽54；开闭式排放管61、塔板下沉斗62、开闭式冲洗管63；连通孔421、分布孔一531、分布孔二541。
具体实施方式
下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本实用新型权利要求的保护范围。
本实用新型提供了一种催化反应精馏塔盘(简称塔盘)，其特征在于，该塔盘包括开孔塔板1、塔壳2、开闭式过滤器装卸口3、降液单元4、鼓泡单元5、冲洗单元6和内环板7；
所述降液单元4由过滤器41、降液管导管42和降液管主管43组成；所述鼓泡单元5由升气管51、升气管套管52、分布盒53和分布支槽54组成；
所述开孔塔板1固定于塔壳2的内壁；内环板7通过连接板固定在开孔塔板1上，内环板7的底端与开孔塔板1之间具有缝隙；
降液管主管43穿过开孔塔板1并竖直固定在开孔塔板1中，与开孔塔板1过盈配合，末端通入下一层塔盘；降液管主管43位于内环板7与塔壳2之间；降液管导管42的始端可拆卸式固定有过滤器41，过滤器41用于将液相中的催化剂滤除；过滤器41的入口位于液相内，出口与降液管导管42的始端入口连通(本实施例中，降液管导管42的始端入口为降液管导管42的侧壁开设的连通孔421)；开闭式过滤器装卸口3开设于塔壳2上，位置与过滤器41对应，便于将过滤器41从开闭式过滤器装卸口3处拆装；降液管导管42的末端固定于降液管主管43的侧壁上，末端出口与降液管主管43的侧壁连通；
升气管51密封固定于开孔塔板1上，位置与开孔塔板1的板孔位置对应；分布支槽54通过连接板固定在开孔塔板1上，分布支槽54的底端与开孔塔板1之间具有缝隙；若干个分布支槽54沿周向固定于分布盒53的侧壁上，且与分布盒53连通；分布盒53的侧壁上开有若干个分布孔一531；分布支槽54的底部敞开，长侧边开有若干个分布孔二541；升气管套管52的底部固定在分布盒53的顶部上，且与分布盒53连通；升气管套管52和分布盒53均嵌套在升气管51的外侧，升气管套管52的顶部阻挡升气管51的顶部气相出口；
冲洗单元6的进口和出口均开设于塔壳2上且位于对向，用于将塔盘上的液相和催化剂完全排出。
优选的，降液管导管42为S型，始端浸没在液相中，末端的位置比始端高，起到控制液位的作用。优选的，降液管导管42的中部通过连接件固定于开孔塔板1上，起到进一步支撑的作用。
优选的，开闭式过滤器装卸口3的轴心与过滤器41的轴心位于同一水平面上，且开闭式过滤器装卸口3的内径大于过滤器41的外径。
优选的，若干个分布支槽54沿周向均匀固定于分布盒53的侧壁上，分布盒53的侧壁上均匀开有若干个分布孔一531；分布支槽54的长侧边均匀开有若干个分布孔二541。
优选的，分布孔一531与分布孔二541位于同一水平面上。
优选的，分布支槽54的顶部采用尖顶形式。
优选的，所述鼓泡单元5位于内环板7的内侧；塔径小时，内环板7需在过滤器41处开设豁口，豁口尺寸大于过滤器41的外径；塔径大时，可以将过滤器41设置在内环板7外侧，不需开豁口。
优选的，分布支槽54的数量为3～20个；分布支槽54的高度为20～120mm，与开孔塔板1的缝隙高度为10～200mm；分布孔二541与分布支槽54底部的距离为10～110mm。
优选的，内环板7的高度为100～800mm，内环板7与开孔塔板1的缝隙高度为10～200mm。
优选的，升气管51的高度高于降液导管42的中轴线的最高处。
优选的，升气管套管52的管径比升气管51的管径大10～200mm。
优选的，升气管套管52的高度高于升气管51的高度，二者高度差为10～200mm。
优选的，所述冲洗单元6包括开闭式排放管61、塔板下沉斗62和开闭式冲洗管63；
开孔塔板1的边缘处开口；塔板下沉斗62固定于开孔塔板1的底面和塔壳2的内壁上，顶部与开孔塔板1的边缘处开口连通；开闭式排放管61设置于塔壳2的侧壁开口处，与塔板下沉斗62连通；开闭式冲洗管63设置于塔壳2的侧壁开口处，位于开闭式排放管61的对向，且位置高于开闭式排放管61。
优选的，开闭式排放管61所在竖直面与开闭式冲洗管63所在竖直面之间的夹角为90～180°(优选120～180°，更优选180°)。
优选的，鼓泡单元5设置于塔截面的中心位置。
优选的，其他部件的具体尺寸需根据具体工况确定。
本实用新型的工作原理和工作流程是：
上层塔盘的液相通过上层降液管落到本层的开孔塔板1上，且落在内环板7外侧；液相由内环板7与开孔塔板1的缝隙进入内环板7的内侧，在开孔塔板1上方与催化剂接触；由下层塔盘上升的气相通过升气管51进入升气管套管52，由升气管套管52进入分布盒53，部分气相从分布盒53上的分布孔一531冒出，与液相接触传质，大部分气相会从分布盒53进入分布支槽54，然后通过分布支槽54上的分布孔二541冒出，与液相接触传质。
传质完成后的气相继续上升至上层塔盘；传质完成后的液相通过过滤器41滤出催化剂颗粒后进入降液管导管42，再由降液管导管42进入降液管主管43，通过降液管主管43进入下层塔盘。
运行一段时间后，需要更换催化剂并清洗或更换过滤器41，具体操作是：先将塔盘上部分的液相及催化剂颗粒通过开闭式排放管61排出塔外；然后会存在部分催化剂颗粒残留，此时在开闭式冲洗管63处加入冲洗液，将残留的催化剂颗粒通过塔板下沉斗62从开闭式排放管61冲洗出。需要清洗或更换过滤器41时可以将过滤器41从开闭式过滤器装卸口3取出，清洗或更换后再从开闭式过滤器装卸口3安装回降液管导管42上。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (10)
1.一种催化反应精馏塔盘，其特征在于，该塔盘包括开孔塔板、塔壳、开闭式过滤器装卸口、降液单元、鼓泡单元、冲洗单元和内环板；
所述降液单元由过滤器、降液管导管和降液管主管组成；所述鼓泡单元由升气管、升气管套管、分布盒和分布支槽组成；
所述开孔塔板固定于塔壳的内壁；内环板通过连接板固定在开孔塔板上，内环板的底端与开孔塔板之间具有缝隙；
降液管主管穿过开孔塔板并固定在开孔塔板中，末端通入下一层塔盘；降液管主管位于内环板与塔壳之间；降液管导管的始端可拆卸式固定有过滤器，过滤器用于将液相中的催化剂滤除；过滤器的入口位于液相内，出口与降液管导管的始端入口连通；开闭式过滤器装卸口开设于塔壳上，位置与过滤器对应；降液管导管的末端固定于降液管主管的侧壁上，末端出口与降液管主管的侧壁连通；
升气管固定于开孔塔板上，位置与开孔塔板的板孔位置对应；分布支槽通过连接板固定在开孔塔板上，分布支槽的底端与开孔塔板之间具有缝隙；若干个分布支槽沿周向固定于分布盒的侧壁上，且与分布盒连通；分布盒的侧壁上开有若干个分布孔一；分布支槽的底部敞开，长侧边开有若干个分布孔二；升气管套管的底部固定在分布盒的顶部上，且与分布盒连通；升气管套管和分布盒均嵌套在升气管的外侧，升气管套管的顶部阻挡升气管的顶部气相出口；
冲洗单元的进口和出口均开设于塔壳上且位于对向，用于将塔盘上的液相和催化剂完全排出。
2.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，降液管导管为S型，始端浸没在液相中，末端的位置比始端高。
3.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，开闭式过滤器装卸口的轴心与过滤器的轴心位于同一水平面上，且开闭式过滤器装卸口的内径大于过滤器的外径。
4.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，分布孔一与分布孔二位于同一水平面上。
5.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，分布支槽的顶部采用尖顶形式。
6.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，升气管的高度高于降液导管的中轴线的最高处。
7.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，升气管套管的高度高于升气管的高度。
8.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，所述冲洗单元包括开闭式排放管、塔板下沉斗和开闭式冲洗管；
开孔塔板的边缘处开口；塔板下沉斗固定于开孔塔板的底面和塔壳的内壁上，顶部与开孔塔板的边缘处开口连通；开闭式排放管设置于塔壳的侧壁开口处，与塔板下沉斗连通；开闭式冲洗管设置于塔壳的侧壁开口处，位于开闭式排放管的对向，且位置高于开闭式排放管。
9.根据权利要求8所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，开闭式排放管所在竖直面与开闭式冲洗管所在竖直面之间的夹角为90～180°。
10.根据权利要求1所述的催化反应精馏塔盘，其特征在于，所述鼓泡单元位于内环板的内侧。
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