用于多级塔中分配和收集流体的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种流体分配装置，用于供给多级塔，该多级塔具有一系列板，每个板支撑一粒状固体床（２）并配有用于分配所述流体的网络，该网络由具有从第１到第Ｎ级的多级分支的大致水平管道（６）构成，从第Ｐ级到第Ｎ级的管道组紧贴被考虑的板的基准平面，并且最后的第Ｎ级分支的管道与布置在所述基准平面紧下方的混合室（８）相通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在多级塔中分配和收集流体的新型装置，该多级塔在被称为 粒状介质的固体颗粒介质中使用所述流体流。多级塔是一种由多个沿基本竖直的轴线布置的板构成的塔，每个板(称为支撑 板)支撑一粒状固体床，并且相继的各床被塔中使用的流体接连地穿过。穿过相继床的 流体被称为主流体，以与其它流体区分，其它流体可通过通常位于两个相继的床之间的板 (称为分配板)而被加入到主流体中。每个粒状固体床通常均由位于所述床上游的分配板供应。本专利技术涉及分配板。在下文中，当提及缩写“板”时，指的是分配板。分配板通常包括用于供应和收集流体的网络，称为分配网络，以及一个或多个混 合室，用于将通过分配网络注入或者抽取的流体与主流体混合。本专利技术的装置由多个分配板构成，分配板的分配网络至少部分地与粒状介质接 触。本专利技术主要在于，将分配板的分配网络设置得尽可能靠近塔中用于支撑P级颗粒 床的支撑板，以供应P+1级颗粒床。这种设置，即尽可能靠近支撑板，允许使位于被考虑的 分配板的分配网络的构成管道下方的死容积最小化。本专利技术还涉及在分配网络中添加垫块的可能性，该垫块将与分配板邻近的管道与 周围粒状介质分开。本专利技术允许在固体颗粒床的内部接近活塞流，从而允许优化在这种类型的塔中实 施的各种方法的性能，例如模拟移动床(LMS)吸附。
技术介绍
在反应器或者分离塔类型的多级方法中，采用的分配装置可以有多种功能，比如 在所述塔的任何水平处将流体流注入或者抽离反应器或者塔。通常希望这种注入或者抽取功能在塔截面的不同区域之间以均衡的方式进行。实际上，塔截面通常被分为一定数目的区域，每个区域相对于其它区域应该以均 勻的方式被浇灌。这需要采用具有特定几何构造的分配器，其可以通达每个区域并且在每个区域输 送(或者抽取)大概相等的流体流，如果这些区域具有相等的表面积的话。如果这些区域 具有不同的表面积，则注入或者抽取的流体流与相关区域的表面积近似成比例。如果所涉 及的塔具有大尺寸(例如直径为5-15米)，则通常使用具有或多或少分支的管道的分配网 络来将流体从塔外送向多级塔的各板，然后再从给定板送向所述板的每个区域。这些板也用于将塔中的主流与通过分配网络注入的流进行混合，以为下游的板提 供均勻浓度的流体。关于色谱或者模拟移动床(LMS)类型的多级塔吸附分离方法，专利W02006/027118A1、US2006/0108274A1、EP0074815、FR9309593 提供了用以供应位于塔中不 同高度处的板的分配网络的构造的例子。分配网络可能相当庞大，通常是将此类分配网络设置在粒状固体(催化剂或者吸 附剂)床中，以使塔总体积最小。还可以采用将分配网络集成到分配板中的替代方案，但该方案通常需要使用更多 大体积的板，并且塔的总体积将大于分配网络在板外并被掩埋在由分配网络供应的床上方 或者下方的粒状固体中的情况下塔的总体积。分配网络类型、管道尺寸以及它们位置的选择必须满足不同标准·以均衡的方式在分配板的整个截面上对分配板进行供给； 以同步的方式将流体输送到板的不同区域，即最小化分配网络中的具有停驻时 间的分配； 采用尽可能小体积的分配网络以最大化有效固体的体积； 采用这样的分配网络，即在该分配网络中流体速度足够小以避免可破坏分配网 络和板的振动发生的危险。为了满足这些不同标准，有时采用大尺寸的分配网络，并且已证明，分配网络在粒 状介质本身中的设置会干扰塔中的流动。在采用粒状固体并且追求活塞流的方法中尤其是 这种情况。“活塞流”表示速度在方向和大小上尽可能均勻的流动，以使被考虑的设备中的轴 向扩散最小化。在采用一个或者多个多级塔的模拟移动床(LMQ分离方法中，达到前述目 的尤其重要。附图说明图1是根据现有技术中一种多级塔的一部分的示意图，流体的流向朝下；图2示出了根据现有技术的一种“耙(rateau )”型分配网络；图3示出了根据现有技术的一种“章鱼”型分配网络；图4示出了根据本专利技术的一种具有一系列多个细分部或分支的分配网络；图5A根据现有技术对应于一种粒状固体床中的分配网络的细节图5B根据现有技术对应于在根据现有技术的分配网络和下板之间有非零距离的 情况下沿图5A中的AA所取的截面；图5C根据本专利技术对应于在分配网络紧贴分配板的情况下沿图5A中的AA所取的 截面；图5D根据本专利技术对应于在分配网络紧贴分配板并且配备有能够消除分配网络的 管道与所述板之间的死容积的垫块的情况下沿图5A中的AA所取的截面；图6A、6B、6C示出了根据本专利技术的不同实施例的示意图7根据本专利技术对应于采用了根据本专利技术分配网络的多级塔的一部分的示意图8A是显示本专利技术能够减小的死容积现象的由数字仿真得到的视图8B是示出了 Im宽和Im高的固定床中直径为0. 35m的管道在2D情形下在其基 本形式(管道紧贴板)或者优选形式(管道紧贴并有额外的垫块)下，由本专利技术引起的轴 向扩散减小的曲线。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是改善流体在包括有多个板的塔(称为多级塔)内的流 动，其中每个板均承载一粒状固体床。在当前背景下，“流动的改善”指的是流动尽可能接近活塞流，即一种在流体穿过 塔中各相继床时轴向扩散尽可能小的流动。塔总体上构成粒状介质，并且在不同板之间流动的流体是朝下流动的液体。本专利技术包括用于分配供给塔的流体的网络组，所述塔的每个板配有一个分配网 络，所述分配网络由具有从第1级到第N级的多级分支的大致水平管道6组成，从第P级到 第N级(P在1到N的范围内，包括端点)的管道组紧贴被考虑的板的基准平面，最后的第 N级分支的管道与布置在基准平面紧下方的混合室8相通。更准确地说，如果H表示分配网络中管道的下端与紧下游的分配板的基准平面之 间的分隔距离，则当H在0到被考虑的管道的直径的1/4范围内时，就认为被考虑的管道与 分配板紧贴。在分配网络具有多级分支的通常情况下，这些不同的级以1到N表示，主管道以1 表示，最后一级分支的管道以N表示。因此，本专利技术在于，至少一部分管道，即从第P级分支到最后的第N级分支的管道， 与分配板紧贴。优选地，组成分配网络的所有管道，即从第1到第N级的管道，均与分配板紧贴。这种情况下，分配网络被称为完全紧贴。在一种优选的变型中，本专利技术还在于，采用设置在组成分配网络的至少一部分管 道下方并将所述管道与周围粒状介质隔开的垫块，以最小化由于所述管道在粒状介质中的 存在而引起的轴向扩散。本专利技术还涉及采用本专利技术装置的模拟移动床分离方法，其中待分离的进料是包含 有7到9个碳原子的芳香族化合物的任意混合物。本专利技术还涉及采用本专利技术装置的模拟移动床分离方法，其中待分离的进料是正链 烷烃和异链烷烃的混合物。最后，本专利技术还涉及采用本专利技术装置的模拟移动床分离方法，其中待被分离的进 料是正烯烃和异烯烃的混合物。更一般地，任何采用一个或者多个多级塔的方法(其中在构成所述塔的每个板处 或者仅部分板处需要流体分配系统)，尤其是模拟移动床方法，都可以接收本专利技术的流体分配装置。流经所述装置的主流体优选地具有范围在600kg/m3到950kg/m3的密度，以及范围 在0. IcPo到0. 6cPo的粘度。缩写cPo表示厘泊，即l(T3kg/m. s。在大部分情况下，对于所述方法的应用所涉及的流体，本专利技术的装置能够在塔的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分配流体的装置，用于供给具有一系列板的多级塔，每个板支撑一粒状固体床并配有用于分配所述流体的网络，所述网络由具有从第１到第Ｎ级的多级分支的大致水平管道（６、７、１０）构成，从第Ｐ级到第Ｎ级的管道组紧贴被考虑的板的基准平面，即如果Ｈ表示网络中一个管道的下端与紧下游分配板的基准平面间的分隔距离，则Ｈ在从０到被考虑管道的直径的四分之一的范围内，Ｐ可以取１到Ｎ之间的任何值，并且最后的第Ｎ级分支的管道与布置在所述基准平面紧下方的混合室（８）相通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F奥吉耶，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]