一种分壁精馏塔制造技术

本发明专利技术公开了一种分壁精馏塔，在塔中设置一块垂直隔板，将塔分隔为4个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段；所述分壁精馏塔还包括液体分配控制系统和气体分配控制系统；液体分配控制系统包括液体分配器、液体分配电脑控制系统和一、二级集液板，液体分配器安装于隔板和上部公共精馏段之间，隔板两侧分别设置一、二级集液板；气体分配控制系统包括气体分配器和气体分配电脑控制系统。该分壁精馏塔可以各自独立灵活调节分隔板两侧的液体回流分配比和气体分配比，且具有安装和控制方便，分流比控制精确的特点，进而达到理想的产品分离效果。

Divided wall rectifying tower

The invention discloses a dividing wall column is provided with a vertical partition in the tower, the tower will be divided into 4 parts: the public tower distillation section, a feed section and the bottom of the tower, a public stripper tower; the divided wall column also includes a liquid distribution control system the gas distribution and control system; liquid distribution control system includes a liquid distributor, liquid distribution computer control system and one or two level liquid collecting plate, liquid distributor is arranged between the baffle and the upper part of the public rectifying section, on both sides of the baffle are respectively provided with one or two level liquid collecting plate; gas distribution control system includes a gas distributor and gas distribution computer control system. The liquid reflux dividing wall column can be independently adjusted flexibly on both sides of the partition plate distribution ratio and gas distribution ratio, and has convenient installation and control, flow features than the precise control of the product and achieve the ideal separation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种分壁精馏塔
本专利技术涉及一种新型的分壁式精馏塔。
技术介绍
炼厂是能源生产单位同时也是能量消耗大户，而精馏过程在炼厂能耗中占据着相当大的比重。目前，炼厂和化工厂精馏过程主要采用的是传统塔器进行物料的分离，理论上要获得N个产品则需要建设N-1个精馏塔，相应的投资和能耗较大。因此为了减少投资和过程能耗，开发新型的精馏设备是最佳选择。其中，分壁塔相比计较于传统精馏塔可以极大地降低能耗、减少投资，是典型的新型节能精馏设备。分壁塔是在传统精馏塔中间设置一径向垂直隔板，将塔内空间分割为4部分：隔板左侧（进料区）、隔板右侧（中间产品区）、隔板上侧（公共精馏段）和隔板下侧（公共提馏段）。分壁精馏塔（DWC）对于多组分精馏有着巨大的优势。由于DWC中无返混现象，可比常规精馈塔节能20%~50%，同时由于减少1个塔和1个再沸器，可节约投资30%左右。分壁精馏塔是完全热耦合精馏塔的一种特殊形式，将两个塔合并为一个塔，在减少投资的同时必不可少的增加了塔器控制的难度，关键在于隔板两侧的液相和气相分配问题，气液分配比例调节是分壁塔实现高效节能的关键。US2011139604A1公开了一种分壁塔，该塔塔内隔板采用了非对称形式，以进料和塔中出料为非对称点对隔板进行调整，使得进料侧进料口下端空间增加，同时使出料端下侧空间减小，达到平衡塔内气液相负荷的目的。该分壁塔仅仅解决了分隔板两侧不同区间内气液相不均匀的问题，并未涉及到液气的分配控制问题。US4230533公开了一种分壁塔气液分流控制方法，该塔中使用的液体回流是以液位差为动力，通过流量计调节；塔底上升气体通过走旁路的方式来实现分配调节，并且液体回流分配与气体分配之间没有相互关联。该方法中液体的流动只是以液位差推动力，由于是旁路方式必然会导致气阻的发生，因此在实际运行过程中很容易产生液体流通不畅的情况，不利于装置的平稳运行。US5755933公开了一种分壁塔，该分壁塔是将分隔板延伸到分壁塔的顶部或底部，然后通过冷凝器或再沸器分别回流，来实现对回流液体和上升气体的分配。CN201110192770.7公开了一种分壁塔，该塔针对塔内液相分配和气相分配问题提出一种新的控制方案，旨在解决分壁塔的气液分配控制问题，实现塔的灵活操作。但是也存在几点不足：（1）气相分配控制器采用旋转导向分隔板对气体进行分配控制，但导向板的旋转采用旋钮手动旋转方式，安装时需要在塔壁开孔，导致隔板塔密封性能减弱，塔在高压运行时开孔处易出现泄漏问题，在增加工人劳动量的同时给装置带来安全隐患；（2）隔板两侧气体流量监测采用压力计量方式，这一方式可以用于塔内压力监测，但作为塔操作参数则不够准确，这是由于塔内气相物质的可压缩性导致，压力表无法区分是由于气体流量增加导致压力上升还是由于塔内液泛导致压力上升。因此，采用压力对气相分配比进行控制存在控制参数不准确的问题，易造成塔操作波动。由于隔板的引入导致目前广泛应用在普通精馏塔中的气、液分布装置和塔板在结构形式以及传质效果上不能满足隔板精馏塔的要求；分壁塔对塔内件要求比传统塔更高。在现有的分壁式精馏塔中，由于塔板结构的过高要求因此需要对塔板进行特殊设计，大部分的分壁塔采用的是规整填料进行气液传质。填料式分壁塔存在两个技术关键，一是塔内气液分配控制问题，二是液相进行分配后在隔板两侧的分散以及壁流问题。
技术实现思路
针对现有分壁精馏塔液相分配困难，分配比控制不精确，气相难以实现分割以及填料塔内壁流问题，本专利技术提供了一种新型的分壁精馏塔，解决了液体分布不均匀以及壁流问题，可以实现液体和气体的单独灵活分配和控制问题。提高产品的分离效果，简化塔的控制问题。本专利技术的分壁精馏塔，在塔中设置一块垂直隔板，将塔分隔为4个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段；所述分壁精馏塔还包括液体分配控制系统和气体分配控制系统；液体分配控制系统包括液体分配器、液体分配电脑控制系统和一、二级集液板，液体分配器安装于隔板和上部公共精馏段之间，隔板两侧分别设置一、二级集液板；气体分配控制系统包括气体分配器和气体分配电脑控制系统；液体分配器由安装有磁铁的液体导向板和电磁吸铁栅板组成；气体分配器由安装有磁铁的气体导向板和电磁吸铁栅板组成。本专利技术分壁精馏塔中，所述的液体导向板位于电磁吸铁栅板上方，液体导向板与隔板在同一平面，导向板顶部距离公共精馏段底部1~200mm，优选10~50mm；导向板底部距离下方电磁吸铁栅板中心位置的垂直距离为1~200mm，优选10~50mm；液体导向板由上下两部分组成，液体导向板上部为上半圆形，下部为矩形，液体导向板沿垂直于半圆形直径的半径方向成轴对称，上半圆形直径为0.8~1D，优选0.85~0.95D，下部矩形长为0.6~0.9D，优选为0.6~0.8D，矩形宽为0.2~0.6D，优选为0.3~0.5D，D为塔直径；液体导向板且上半圆形直径处设置转动轴，液体导向板沿转动轴进行转动，转动角度为-90~90°，优选-45~45°，下部矩形板内底端镶嵌固定一矩形磁铁，磁铁大小以满足液体导向板灵活转动为准。所述的电磁吸铁栅板为一组水平放置的格栅，每个格栅中空设计且贯穿塔壁，格栅采用密封焊的形式固定于塔壁上，格栅内部填装电磁吸铁条，格栅间距3~20mm，优选3~10mm，电磁吸铁栅板栅板采用不锈钢材质，防止被磁化。电磁吸铁栅板位于隔板上部，格栅与隔板顶部平行，格栅与隔板顶端的垂直距离为1~200mm，优选10~50mm。本专利技术分壁精馏塔中，液体导向板的转动角度是由电脑控制系统控制电磁吸铁栅板上的不同位置格栅的电磁吸铁条和导向板上磁铁之间产生吸引力进行转动，将要转动角度对应的位置的电磁吸铁条通电即可。本专利技术分壁精馏塔中，多组分混合物分离过程的液体分配的控制方式有以下两种：一、根据工艺要求在电脑控制系统中设定系统所需液体分配比，由液体分配电脑控制系统控制液体分配器中的液体导向板旋转角度；二、将塔顶流出的轻组分产品浓度作为质量控制指标输入电脑控制系统，精馏过程中，在塔外对塔顶流出的轻组分产品的浓度进行检测，然后将浓度信号传递给电脑控制系统，由电脑控制系统来调整液体导向板的转动角度，实现液体分配的自动控制。例如：三组分（A/B/C）混合物分离，其中分子量大小A<B<C，将塔顶产品A浓度作为质量控制指标。本专利技术分壁精馏塔中，所述的一级集液板宽度为0.25~0.4D，优选0.25~0.3D，一级集液板与水平方向夹角为-10~0°，优选-5~-2°，将经过液体导向板的液体进行收集同时防止壁流；二级集液板宽度为0.25~0.4D，优选0.25~0.3D，二级集液板与水平方向夹角0~10°，优选2~5°；一级集液板和二级集液板相互交错布置，集液板一端固定在塔壁或隔板上，可根据气相负荷调整集液板安装间距，间距范围为50~500mm，优选为50~200mm。本专利技术分壁精馏塔中，二级集液板底部均匀设置若干液体导流管，导流管直径根据液相负荷计算确定，导流管数量为5~100个，优选为5~50个，导流管垂直于隔板且沿径向排列，每个液体导流管底部均匀设置若干液体分散口，分散口直径沿液体流动方向逐级增加，每个导流管下部液体分散口数目根据导流管长度和塔内液相负荷计算确定。本专利技术分壁精馏塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分壁精馏塔，在塔中设置一块垂直隔板，将塔分隔为4个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段；其特征在于：所述分壁精馏塔还包括液体分配控制系统和气体分配控制系统；液体分配控制系统包括液体分配器、液体分配电脑控制系统和一、二级集液板，液体分配器安装于隔板和上部公共精馏段之间，隔板两侧分别设置一、二级集液板；气体分配控制系统包括气体分配器和气体分配电脑控制系统；液体分配器由安装有磁铁的液体导向板和电磁吸铁栅板组成；气体分配器由安装有磁铁的气体导向板和电磁吸铁栅板组成。

【技术特征摘要】
1.一种分壁精馏塔，在塔中设置一块垂直隔板，将塔分隔为4个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段；其特征在于：所述分壁精馏塔还包括液体分配控制系统和气体分配控制系统；液体分配控制系统包括液体分配器、液体分配电脑控制系统和一、二级集液板，液体分配器安装于隔板和上部公共精馏段之间，隔板两侧分别设置一、二级集液板；气体分配控制系统包括气体分配器和气体分配电脑控制系统；液体分配器由安装有磁铁的液体导向板和电磁吸铁栅板组成；气体分配器由安装有磁铁的气体导向板和电磁吸铁栅板组成。2.按照权利要求1所述的分壁精馏塔，其特征在于：所述的液体导向板位于电磁吸铁栅板上方，液体导向板与隔板在同一平面，导向板顶部距离公共精馏段底部1~200mm；导向板底部距离下方电磁吸铁栅板中心位置的垂直距离为1~200mm。3.按照权利要求1或2所述的分壁精馏塔，其特征在于：液体导向板由上下两部分组成，液体导向板上部为上半圆形，下部为矩形，液体导向板沿垂直于半圆形直径的半径方向成轴对称，上半圆形直径为0.8~1D，下部矩形长为0.6~0.9D，矩形宽为0.2~0.6D，D为塔直径；液体导向板且上半圆形直径处设置转动轴，液体导向板沿转动轴进行转动，转动角度为-90~90°，下部矩形板内底端镶嵌固定一矩形磁铁。4.按照权利要求1所述的分壁精馏塔，其特征在于：所述的电磁吸铁栅板为一组水平放置的格栅，每个格栅中空设计且贯穿塔壁，格栅采用密封焊的形式固定于塔壁上，格栅内部填装电磁吸铁条，格栅间距3~20mm，电磁吸铁栅板位于隔板上部，格栅与隔板顶部平行，格栅与隔板顶端的垂直距离为1~200mm。5.按照权利要求1或4所述的分壁精馏塔，其特征在于：液体导向板的转动角度是由电脑控制系统控制电磁吸铁栅板上的不同位置格栅的电磁吸铁条和导向板上磁铁之间产生吸引力进行转动。6.按照权利要求1或2所述的分壁精馏塔，其特征在于：多组分混合物分离过程的液体分配的控制方式有以下两种中的任意一种：（1）根据工艺要求在电脑控制系统中设定系统所需液体分配比，由液体分配电脑控制系统控制液体分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建兵，张英，高景山，薄德臣，胡丞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21