采用偏移接触模块的蒸气-液体接触装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高容量且高效率的并流和错流蒸气‑液体接触装置和方法，该装置和方法可用于蒸馏塔和其他蒸气‑液体接触工艺。该装置的特征在于水平级中的偏移接触模块的布置。模块限定并流接触体积，并且在示例性构型中，模块包括液体分配器和除雾器。半模块包括抵靠容器的壳体的降液管，该降液管用于将液体输送到下方级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用偏移接触模块的蒸气-液体接触装置和方法
本领域是用于质量传递和/或热传递的蒸气-液体接触。具体地讲，本领域涉及提供可用于分馏塔中以分离挥发性化学物质诸如烃类的高容量分馏的方法和装置。
技术介绍
蒸气-液体接触设备诸如分馏塔盘和填料用于进行石油和石化行业中几乎所有类型的分离。分馏塔盘用于例如分离许多不同的烃类，诸如石蜡、芳族化合物和烯烃。塔盘用于分离特定化合物，诸如不同的醇、醚、烷基芳族化合物、单体、溶剂、无机化合物、大气气体等，并且用于分离宽沸点混合物，诸如石油衍生馏分，包括原油、石脑油和LPG。蒸气-液体接触塔盘也用于进行气体处理、纯化和吸收。已经开发出具有不同优点和缺点的多种塔盘和其他接触设备。分馏塔盘和填料是常规分馏装置的主要形式。它们广泛用于化学、石化和石油精炼行业，以促进分馏塔中进行的蒸气-液体接触。分馏塔的正常构型包括10个至250个单独的塔盘。通常，塔中每个塔盘的结构是类似的，但还已知这些结构可在竖直相邻的塔盘上交替。塔盘水平安装，通常以被称为塔的塔盘间距的均匀竖直距离安装。该距离可在塔的不同区段内变化。塔盘通常由焊接到塔的内表面的环支撑。在使用常规塔盘的分馏过程期间，在塔中较低位置处产生的蒸气上升穿过散布在塔盘平台区域上方的液体。蒸气穿过液体产生被称为泡沫的气泡层。泡沫的大表面积有助于在塔盘上的气相和液相之间快速建立组成平衡。然后使泡沫分离成蒸气和液体。在质量传递期间，蒸气损失较少的挥发性材料至液体，并且因此随着其向上穿过每个塔盘而变得略微更易挥发。同时，随着液体向下从塔盘到塔盘移动，较低挥发性化合物在液体中的浓度增大。液体与泡沫分离并向下行进到下一个较低塔盘。这种连续的泡沫形成和蒸气-液体分离在每个塔盘上进行。因此，蒸气-液体接触器进行以下两个功能：使上升的蒸气与液体接触，并且然后使两个相分离并沿不同方向流动。当这些步骤在不同塔盘上进行适当的次数时，该过程致使化合物基于其相对挥发性而分离。由于希望改善在石油精炼、化学和石油化学工业中具有该实用性的设备，已经开发出许多不同类型的包括填料和塔盘的蒸气-液体接触设备。不同的装置趋于具有不同的优点。例如，多个降液管塔盘具有高蒸气和液体容量以及在较大工作速率范围内有效发挥作用的能力。结构化填料趋于具有低压降，从而使其可用于低压或真空操作。对于始终在寻求改善的蒸气-液体接触设备，两个非常重要的特性是容量和效率。分馏通常在具有总体向下液体流和向上蒸气流的错流或逆流接触设备中执行。在装置中的某个时刻，使蒸气相和液相接触，以使蒸气相和液相交换组分并且彼此接近平衡。然后分离蒸气和液体，沿适当的方向移动并再次与另一量的适当流体接触。在许多蒸气-液体接触设备中，蒸气和液体可在每个级以错流排列接触。另选的装置与传统的多级接触系统的不同之处在于，虽然装置中的总体流仍然是逆流，但是液相和气相之间实际接触的每个级在并流质量传递区进行。并流接触设备也可通过使细小液滴与蒸气并流接触来实现高质量传递效率。并流蒸气-液体接触装置可具有将蒸气和液体排放到模块中的分离室中的接触通道。蒸气从分离室向上流动到下一个较高模块的接触通道，并且液体通过液体分配器向下流动到下一个较低接触通道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高容量且高效率的并流和错流蒸气-液体接触装置和方法，该装置和方法可用于蒸馏塔和其他蒸气-液体接触工艺。该装置的特征在于水平级中的偏移接触模块和穿孔接收平台的布置。模块限定并流接触体积，并且在示例性构型中，模块包括液体分配器和除雾器。从位于穿孔平台上的模块分配的液体与穿过平台上的穿孔向上流动的蒸气接触。半模块包括抵靠容器的壳体的降液管，该降液管用于将液体输送和分配到下方级。附图说明图1是采用本专利技术的接触模块的蒸气-液体接触塔的横截面示意图。图2是图1的全模块的横截面示意图。图3是图1的半模块的横截面示意图。图4是图1的塔的全级的顶视平面图。图5A和图5B分别是图1的除雾器的正视图和剖视图。具体实施方式参见图1，示出了容器10内的蒸气-液体接触装置的实施方案。容器10可为例如蒸馏塔、吸收器、直接接触换热器、分离器或用于执行蒸气-液体接触的其他容器。容器10包括接触级12的至少一个区段以及位于该区段上方和下方的任选的收集器/分配器。区段的上部部分可包括顶部收集器/分配器14，并且区段的下部部分可包括底部收集器/分配器16。为了简单起见，仅示出了四个接触级12a、12b。如本领域所熟知，蒸馏塔可包括若干个区段。每个区段可包括许多接触级，并且在区段之间和/或区段内可存在多个流体进料和/或抽出。另外，不同的接触设备可在同一塔的相同区段和/或不同区段中混合。可在进料区段、抽出区段以及流体收集和再分配区段之间的空间中使用诸如烟囱塔盘和液体分配器的设备。容器10包括外部壳体11，该外部壳体通常为圆柱体的形式，或者另选地为任何其他形状。图1示出了具有结合到多道次塔盘中的接触模块20的实施方案，其中接触模块平行但在各级之间水平间隔开。图1具体地示出了两道次塔盘，但设想了每个塔盘有更多或更少的道次。多个级12包括全接触级12a和过渡级12b，全接触级包括至少一个全模块20a，过渡级包括从前一上级12a上的模块20a水平偏移的两个半模块20b。“偏移”意指相邻级12a、12b中的模块彼此竖直不对齐，进一步意指相邻级中的模块不占据相同的水平位置，即使它们优选地彼此平行也是如此。每隔一个接触级12a、12b的模块20a、20b可竖直对齐。在具有全接触模块20a的全级12a中，接收平台26低于接触模块20a，并且包括半模块20b的降液管122的半液体分配器低于接收平台26。接触模块20可结合到单道次、多道次或与现有降液管相邻的其他级12中。例如，具有与壳体11相邻的一个降液管的单道次级将在该级的与壳体11相邻的一侧上具有一个半模块，并且在该级的与壳体11相邻的相对侧上具有在竖直间隔开的相邻级上的模块。对于四道次级，将存在位于一个级上从该级的中心偏移定位的两个全模块12a和位于该中心处的一个全模块12a，以及位于竖直间隔开的相邻级上与壳体11相邻的两侧上的两个半模块20b。同样，位于竖直间隔开的相邻级上的模块彼此水平偏移。如图2所示，每个全接触模块20a包括液体分配器22，该液体分配器与除雾器24相邻定位并且优选地位于一对除雾器24之间。在每个液体分配器22和相邻的除雾器24之间提供并流流体接触体积56。除全触模块20a之外，每个全接触级12还包括位于除雾器24下方的接收平台26。接收平台26具有基座50，该基座包括穿孔54以允许蒸气通过穿孔上升并接触平台26上的液体。图4是沿图1的区段4-4截取的剖视图，示出了全接触级12a。与容器10的壳体11相邻的降液管122可在向内边缘处具有弯曲的降液管内壁130，该向内边缘具有容器10的壳体11的轮廓以增加半模块的长度。降液管122与容器10的壳体11相邻。降液管122可与壳体11共用壁，使得降液管内壁130的边缘131接触壳体。所谓“相邻”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于进行蒸气-液体接触的装置，所述装置包括：/n多个级，所述多个级具有接触模块；/n所述接触模块包括液体分配器和除雾器，所述液体分配器具有靠近接触体积的出口，所述除雾器具有靠近所述接触体积的入口表面；和/n相邻级上水平偏移的接触模块。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 US 15/940,8831.一种用于进行蒸气-液体接触的装置，所述装置包括：
多个级，所述多个级具有接触模块；
所述接触模块包括液体分配器和除雾器，所述液体分配器具有靠近接触体积的出口，所述除雾器具有靠近所述接触体积的入口表面；和
相邻级上水平偏移的接触模块。


2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括每个级中的平台，并且所述平台低于所述除雾器的出口表面。


3.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括半模块，所述半模块与所述容器的所述壳体共用壁。


4.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括全接触模块，所述全接触模块包括位于两个除雾器之间的液体分配器。


5.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括低于所述半模块的输送平台和低于所述输送平台的接触模块。


6.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括以下项中的至少一者：
处理器；
存储器，所述存储器存储计算机可执行指令；或
监测部件，所述监测部件定位在用以感测至少一个参...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐占平，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US