汽液接触盘的孔布局制造技术

一种汽液接触盘装置包括盘，所述盘具有供流体通过所述盘的多个孔。所述孔被布置在基本上平行于所述盘的主液体流动路径延伸的第一组的三个相邻的列中。中间列的孔沿所述盘上的主液体流动路径与其他两列的相邻孔偏置，以跨所述三个相邻的列形成相邻孔的三角形图案。所述孔具有长度和宽度，每个长度基本上平行于其列定向，并且每个宽度基本上垂直于其列定向。每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔等于或者介于所述列中的孔的平均长度的2.5倍和4.5倍之间。相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或者介于所述相邻的列的孔的平均宽度的1.5倍和2.5倍之间。

Hole layout of vapor liquid contact disc

A vapor liquid contact disk device includes a disk which has a plurality of apertures for the fluid to pass through the disk. The apertures are arranged in the three adjacent columns of the first group which are substantially parallel to the main liquid flow path of the disk. The holes in the middle row are biased along the adjacent holes of the other two columns along the main liquid flow path on the disk, forming triangular patterns of adjacent holes across the three adjacent columns. The aperture has length and width, each length is substantially parallel to its column orientation, and each width is substantially perpendicular to its column orientation. Each column of the adjacent hole center separated by the first interval between the first interval is equal to or between the columns in the hole of the average length of 2.5 times and 4.5 times. Adjacent columns are spaced at second intervals, and the second interval is equal to or equal to 1.5 times and 2.5 times of the average width between the holes of the adjacent columns.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】汽液接触盘的孔布局
技术介绍
诸如蒸馏、吸收和汽提塔之类的传质塔已经提供有各种类型的用于汽液接触目的的盘。这些塔在本领域中是公知的用于分离多组分供给流，并且在本文中没有特别限制。这些塔和盘的示例在美国专利号4,750,975、5,120,474、5,453,222和8,066,264中描述，上述美国专利通过引用结合于本文。通常，传质塔具有在塔的高度上以隔开的构造水平支撑的多个盘。典型的盘具有板，液体从入口下导管部段传递出口下导管。典型的盘板具有孔，上升的蒸汽可以流过所述孔，并且液体可以在所述孔上方和/或周围流动，以便以交叉流动的方式起泡或以其他方式迫使蒸汽通过液体。蒸馏塔及其相关盘的设计是总材料吞吐量（例如容量）和盘/塔分离效率之间的平衡。因此，本专利技术的一个目的在于在不牺牲的情况下提高盘和塔的容量，或在替代方案中提高效率。盘的孔的选择和布局部分地由上述原则引导。然而，盘上相邻孔之间的蒸汽和/或液体相互作用以及对效率和容量的影响尚未完全被理解。通过引用全部结合于本文用于所有目的的美国专利5,468,425和5,975,504描述了针对汽液接触盘的最佳性能的孔布局和“所需的”孔间隔。这些专利显示了在跨盘上的几列孔的孔的三角形图案，并描述了所需的列中的孔之间的间隔和列之间的间隔。然而，这些专利无法提供对盘上相邻孔之间的相互作用的正确理解，并且因此，孔之间的“所需”的间隔不能提供最佳的盘性能（例如，容量和/或效率）。因此，强烈希望获得对这些相互作用的更好理解，并提供增强盘性能的孔的布局和间隔。还要注意的是，盘通过底层盘支撑件来支撑在塔内。层盘支撑件可以与盘中的孔相互作用，以在盘上提供死空间区域，在那里蒸汽/液体相互作用减小。因此，强烈希望更好地理解盘上的这些死空间并提供增加其中的蒸汽/液体相互作用的方式以提高盘的性能。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种汽液接触盘装置，其包括盘，所述盘具有供流体通过所述盘的多个孔，其中：所述孔被布置在基本上平行于所述盘的主液体流动路径延伸的第一组的三个相邻的列中，中间列的孔沿所述盘上的所述主液体流动路径与其他两列的相邻孔偏置，以跨所述三个相邻的列形成相邻孔的三角形图案，这些孔具有长度和宽度，每个长度沿其列定向，并且每个宽度基本上垂直于其列定向，每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔等于或者介于所述列中的孔的平均长度的2.5倍和4.5倍之间，以及相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或者介于所述相邻的列的孔的平均宽度的1.5倍和2.5倍之间。在第二方面，本专利技术提供了用于分离塔中的另一种汽液接触盘装置。所述装置包括盘和盘支撑件，其中：所述盘支撑件包括选自以下组的一个或多个元件，所述组包括：位于所述盘的周向区域之下并支撑所述周向区域的环、部分环、支架或凸缘；位于所述盘的弦区域之下并支撑所述弦区域的横梁；以及盘面板，其形成支撑所述盘的相邻的一个或多个盘面板的一部分的横梁；多个支撑区域通气孔与所述盘支撑件侧向相邻地形成在所述盘中；所述多个支撑区域通气孔中的一个或多个至少部分地被盖覆盖，所述盖定位成与通过所述支撑区域通气孔的蒸汽相互作用，使得通过所述支撑区域通气孔的蒸汽的大于50%被引导侧向越过所述盘并且到底层盘支撑件上方。在本专利技术的第三方面，本专利技术提供了用于分离塔中的另一种汽液接触盘装置。该装置包括本专利技术的第一和第二方面的所有元件。在第四方面，本专利技术提供了一种分馏塔，其包括本专利技术的任何上述方面中概述的一个或多个汽液接触盘。在第五方面，本专利技术提供了一种由一个或多个供给流产生顶部流和底部流的方法。所述方法包括以下步骤：（i）将一个或多个供给流引入到根据本专利技术的第四方面的传质塔，以及（ii）在足以产生顶部流和底部流的操作条件下处理传质塔，由此，从一个或多个供给流产生顶部流和底部流。附图说明图1是根据本专利技术的盘装置（trayapparatus）的顶视图。图2是根据本专利技术的盘装置的顶视图。图3是梯形阀的透视图。图4和图5示出了来自示例性部段的图形结果。图6-10是根据本专利技术的盘装置的侧向剖视图。具体实施方式本说明书部分地基于本专利技术人对分离盘的孔的布局和构造的第一发现，所述孔的布局和构造提高了盘的性能（例如，增加容量同时维持或提高效率）。本说明书还部分地基于本专利技术人对分离盘的孔的布局和构造的第二发现，所述孔的布局和构造提供所述盘的位于底层盘支撑件正上方的部分的通气，这也提高了盘的性能。虽然本专利技术人的第一发现和第二发现可以被单独使用来提高盘的性能，但相信在相同的盘中一起使用第一发现和第二发现二者的组合可具有累积效益。I.孔的布局：本专利技术人的第一发现是，离开相邻孔和阀的侧向蒸汽流可彼此冲击，从而产生限制盘容量的高蒸汽动量区域。本专利技术人意外地发现，本专利技术的盘的孔和阀的构造最小化和/或消除了这种冲击效应。特别地，本专利技术人已发现了针对传质塔盘（masstransfercolumntray）的孔布局，该孔布局增加了盘容量，同时维持或提高了盘的分离效率。在优选实施例中，孔之间的间隔是孔的平均尺寸的函数。在其他优选实施例中，孔之间的间隔是孔的类型的函数。与不采用本专利技术的盘的类似尺寸和设计的塔相比，包含本专利技术的一个或多个盘的传质塔可以实现更高的容量以及相等或更高的分离效率。参照图1，汽液接触盘装置100包括盘101，其具有多个孔103，供流体通过盘101。在一些实施例中，盘101包括分开的面板（未示出），其可以彼此固定，以形成盘101（例如，盘板（traydeck））。孔103被布置在基本上平行于盘101的主液体流动路径113延伸的第一组的相邻的三列孔107、109、111中。主液体流动路径113在盘101的入口下导管部段114和出口下导管部段116之间延伸。在实践中，虽然在盘101上可能存在由液体、蒸汽的相互作用、它们相关联的总体和/或区域速度和/或盘101的特征引起的微型或区域液体流动路径，但“主液体流动路径”113是在入口下导管部段114和出口下导管部段116之间的盘上液体流动的总体方向。在某些实施例中，盘可以具有多于一个入口下导管部段114和/或多于一个出口下导管部段116。在这些实施例中，盘可以具有多于一个主液体流动路径113，其中每一个在相应的入口下导管部段114和相应的出口下导管部段116之间延伸。如上所述，盘孔103被布置在基本上平行于盘101的主液体流动路径113延伸的第一组的相邻的三列孔107、109、111中。术语“基本上平行”在本文中被理解为意指相应的一列或多列孔103被定位成相对于盘的主液体流动路径113呈大约-15°至+15°，例如，相应的一列或多列孔103被定位成相对于盘的主液体流动路径113呈大约-10°至+10°（例如，大约-5°至+5°，大约-2°至+2°或者平行（例如，大约0°））。中间列109的孔103与盘101上沿主液体流动路径113的相邻的其他两列107、111的相邻的孔103偏置，以跨相邻的三列107、109、111形成相邻的孔103的三角形图案115。转向图2（例如，盘上的孔布局的特写视图），孔203具有长度217和宽度219。每个长度217基本上平行于（例如，处于其上或沿着）其列207、209、211定向，所述列207、209、211基本上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离塔中的汽液接触盘装置，所述装置包括盘，所述盘具有供流体通过所述盘的多个孔，其中：所述孔被布置在基本上平行于所述盘的主液体流动路径延伸的第一组的三个相邻的列中，中间列的孔沿所述盘上的所述主液体流动路径与其他两列的相邻孔偏置，以跨所述三个相邻的列形成相邻孔的三角形图案，所述孔具有长度和宽度，每个长度基本上平行于其列定向，并且每个宽度基本上垂直于其列定向，每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔等于或者介于所述列中的孔的平均长度的2.5倍和4.5倍之间，以及相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或者介于所述相邻的列的孔的平均宽度的1.5倍和2.5倍之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 US 62/0961221.一种用于分离塔中的汽液接触盘装置，所述装置包括盘，所述盘具有供流体通过所述盘的多个孔，其中：所述孔被布置在基本上平行于所述盘的主液体流动路径延伸的第一组的三个相邻的列中，中间列的孔沿所述盘上的所述主液体流动路径与其他两列的相邻孔偏置，以跨所述三个相邻的列形成相邻孔的三角形图案，所述孔具有长度和宽度，每个长度基本上平行于其列定向，并且每个宽度基本上垂直于其列定向，每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔等于或者介于所述列中的孔的平均长度的2.5倍和4.5倍之间，以及相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或者介于所述相邻的列的孔的平均宽度的1.5倍和2.5倍之间。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔等于或者介于所述列中的孔的平均长度的2.9倍和3.9倍之间，以及相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或者介于所述相邻的列的孔的平均宽度的1.7倍和2.2倍之间。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔等于或者介于所述列中的孔的平均长度的3.5倍和3.7倍之间，以及相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或者介于所述相邻的列的孔的平均宽度的1.9倍和2.1倍之间。4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于：每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔大于76mm，以及相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或小于40mm。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：每一列内的相邻孔的中心以第一间隔隔开，所述第一间隔等于或者介于95-130mm之间，以及相邻的列以第二间隔隔开，所述第二间隔等于或者介于30-38mm之间。6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述孔中的一个或多个的形状选自由以下各项组成的组，即：圆形、正方形、矩形、梯形、五边形和六边形。7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述孔中的一个或多个至少部分地被盖覆盖。8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述孔中的一个或多个是梯形孔，所述梯形孔具有平行于所述盘上的液体流动路径设置的长度。9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，垂直于所述主液体流动路径并且通过所述第一组的三个相邻的列中任何相邻的两列孔而绘制的任何线至多与所述相邻的两列的一个孔相交。10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，还包括盘支撑件，其中：所述盘通过所述盘支撑件来支撑；其中，所述盘支撑件包括选自以下组的一个或多个元件，所述组包括：位于所述盘的周向区域之下并支撑所述周向区域的环、部分环、支架或凸缘；位于所述盘的弦区域之下并支撑所述弦区域的横梁；以及盘面板，其形成支撑所述盘的相邻的一个或多个盘面板的一部分的横梁；孔穿过所述盘支撑件形成，支撑区域通气孔在所述盘支撑件正上方穿过所述盘形成；以及所述盘的所述支撑区域通气孔与所述盘支撑件的所述孔流体连通。11.如权利要求1至9中任一项所述的装置，还包括盘支撑件，其中：所述盘通过所述盘支撑件来支撑；其中，所述盘支撑件包括选自以下组的一个或多个元件，所述组包括：位于所述盘的周向区域之下并支撑所述周向区域的环、部分环、支架或凸缘；位于所述盘的弦区域之下并支撑所述弦区域的横梁；以及盘面板，其形成位于所述盘的相邻的一个或多个盘面板的一部分之下并支撑所述部分的横梁；多个支撑区域通气孔与所述盘支撑件侧向相邻地形成在所述盘中。12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述多个支撑区域通气孔中...

【专利技术属性】
技术研发人员：MW皮林，S格吕尔，P威尔金森，RE安德森，
申请(专利权)人：苏舍化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH