三相蒸汽分配器制造技术

提供了一种带有多相蒸汽分配器的质量和／或热传递柱，所述多相蒸汽分配器围绕所述柱的内周边分配蒸汽流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种气体分配笛管(flute)，该气体分配笛管被设 计成例如在烃处理设施中的分馏柱的塔盘(tray)或填料(packing)中 提供均匀气流。
技术介绍
更具体而言，本专利技术涉及一种装置，该装置将来自单一或多个给 送喷嘴的、也包括液体和/或固体的超高入口速度给送气体调节到静止 流态以用于将所述气体、液体和固体均匀分配到蒸馏或分馏柱内的接 触装置。本专利技术允许气态流从液态流脱离，同时有效地和伴随地提供 (高)固体从多相蒸汽流分离。蒸汽、液体和固体相互作用发生在许多类型的质量传递和热交换 过程中。典型地，蒸汽流被引入在包含塔盘或随机或结构化填料的区 域之下的分离柱中，同时液体流被引入在塔盘或填料之上的柱中。蒸 汽和液体流然后以逆流关系流过所述区域，塔盘或填料用于在更大表 面积上分配向下流动的液体流以增强与向上流动的蒸汽流的质量热传 递相互作用。为了增加发生在蒸汽和液体流之间的质量传递或热交换的效率， 重要的是蒸汽均匀分布在柱的水平横截面上，特别是在蒸汽进入填料 的下蒸汽一液体界面上。当蒸汽被引入在填料之下的柱时，蒸汽的速 度可以在它进入填料之前防止蒸汽的预期水平分布。为了改善蒸汽分 布，偏转器被定位在蒸汽的流动路径中的一些柱中以沿多个方向偏转 蒸汽。现有技术工艺的另一问题在于常常需要从送至分馏塔的气态进料 分离夹带的或未蒸发的液体和固体。在现有技术中这典型地通过使用 放置在分馏塔的上游的分离鼓实现。该程序的目的是将不需要的液体 和固体污染物排斥在吸收或蒸熘工艺之外。然而，分离鼓的使用通过 增加另一件设备增加了该工艺的复杂性和成本。如果可以消除分离鼓 并且可以在分离柱内部去除液体和固体将代表本领域的状态的进歩并 且解决了本领域长期以来的需要。被称为蒸汽喇叭的常规蒸汽分配器的例子在美国专利第5,106,544号(被引用于此作为参考)中被公开。该专利中公开的蒸汽喇叭包括 在底部敞开的环形外壳。蒸汽喇叭包含多个叶片，所述叶片通过敞口 底部以逐渐增大的距离向上延伸到外壳中，导致周向流动蒸汽流的向 下偏转。向下偏转蒸汽然后据说以均匀方式上升到填料床中，所述填 料床从蒸汽喇叭径向向内地被定位。尽管圆周蒸汽喇叭可以令人满意地在许多应用中起作用，已确定 在某些操作条件下可以导致蒸汽流的不良分布。该不良分布被认为是 在从蒸汽喇叭释放之后由穿过涡旋或气旋流动路径的蒸汽流导致。由 于该气旋蒸汽流在柱的中心产生低速区并且邻近蒸汽喇叭的内壁产生 高速区。这些速度差异减小了进入重叠填料的中心部分的蒸汽量并且 增加了填料的径向外部分中的蒸汽量。 一旦蒸汽进入填料，蒸汽的该 不良分布不能容易地被校正并且减小了在塔盘或填料内发生的质量传 递的效率。美国专利第5，605，654号(被引用于此作为参考)描述了一种用于 蒸汽分配器的方法和装置，其能够通过围绕柱的内周边循环蒸汽流分 离气态和液态介质。蒸汽流通过至少部分敞口底部，和可选地通过在 分配器的环形内壁中的多个间隔出口端口从分配器释放。偏转器沿着 环形内壁向上延伸以将蒸汽流偏转离开沿着所述壁的内向面的圆周流 动路径。偏转器也可以在流动通道之下向外延伸以沿径向向内方向偏 转通过分配器的敞口底部离开流动通道的蒸汽。美国专利第5,632,933 号(被引用于此作为参考)描述了一种具有偏转表面的蒸汽分配器， 所述偏转表面围绕柱的内周边引导蒸汽流。该装置的蒸汽喇叭利用在 蒸汽流动路径上各处间隔的偏转器改变气态和液态介质的方向和速度。在本领域中需要一种蒸汽分配装置，其可以分离固态、液态和气 态混合相并且提供蒸汽均匀分配到柱中的塔盘或填料。现有技术并未 教导这样一种装置，当所有三相从给送喷嘴同时引入用于分熘和/或其 它化学处理的柱中时所述装置能够分离所有三相。尽管常规蒸汽分配器可以令人满意地在许多应用中起作用，但是 需要一种改进的蒸汽分配器，其将提供蒸汽在质量传递或热交换柱的 水平横截面上的更均匀分布。
技术实现思路
通过使用几个创新特征本专利技术克服了现有技术的缺陷。 一个是蒸 汽偏转器的新颖间隔，所述蒸汽偏转器与蒸汽分配器的底板中的圆锥 形出口端口组合位于蒸汽分配器的内室内的预定位置。这些优点允许 当从给送喷嘴同时引入蒸汽分配器中时分离固态、液态和气态相。另 外，位于蒸汽分配器的内室各处的带百叶窗板的窗口和带高帽的烟道 的定位和使用帮助产生由本三相蒸汽分配器获得的新颖结果。将会理 解短语"多相混合物"包括可以被引入蒸汽分配器中的所有三相，艮P， 气体、液体和固体。现有技术参考文献不能获得三相分离，所以具有 的显著缺点是由于在给送到分馏器或其它类似装置的多相蒸汽中存在 固体，尤其是焦炭，焦炭积累在它们的蒸汽分配器中。在本专利技术的优选实施例中，本专利技术的带百叶窗板的窗口和/或带高 帽的烟道可以备有过滤和/或分离元件，例如编织网垫或其它过滤介质， 从而增加多相混合物的分布。而且，蒸汽入口可以可选地备有气旋或 叶片式过滤或分离元件。这些过滤和/或分离元件可以实际地消除在给 送气体中的液和/或固相污染物，同时蒸汽笛管充当气体到容器内部的 分配器/接触器。特征的该组合是有利的，原因是它消除或至少减小了 需要外部容器从多相混合物分离污染相并且同时在容器中提供气体分 布和额外的质量和热传递。对于各种过滤元件当进料穿过窗口和烟道 时进料的速度可以被调节以正确地操作。当用在本专利技术的侧窗口和垂 直烟道中时在本领域中已知有各种过滤和/或分离元件将分离在垂直或 水平位置的固体和/或液体。9可以利用本蒸汽分配器的工艺之一是烃热解裂化，尤其在裂化多 相蒸汽流的分馏中。在急冷水塔或分馏工艺中，在加热烃材料之后多 相蒸汽离开熔炉。该多相蒸汽包含烃材料的三相，即，气体、液体和 固体。利用的气体包含更有价值的成份并且在分馏柱中被恢复。液和 固相是不太有价值的产品，其必须被去除以用于高效地处理烃材料。 尽管如上所述的一些现有技术参考文献发展了方法和装置来从蒸汽去 除液相，没有一个能够去除固相。在烃处理中通常包括焦炭颗粒的该 固相将导致在蒸汽分配器中和遍布分馏柱或其它下游处理设备的沉淀 物。这些沉淀物减小了柱的总效率并且需要经常清洁以用于去除它们。本专利技术进一歩利用圆锥形喷嘴在蒸汽分配器的底板中的新颖使用 来允许从主蒸汽通道去除液体和固体废物。在蒸汽分配器之下是收集 液体和固体的柱储仓(sump)。蒸汽分配器的内壁也优选地带有靠近 蒸汽分配器的底板的垂直开口 ，当液位到达垂直开口的高度时所述垂 直开口允许液体的溢流，由此防止多相蒸汽流动通道的液泛(flooding)。另外，本专利技术已表明显著减小了在位于蒸汽分配器之上的柱的一 部分中在填料塔盘之下的最大局部气体速度。该局部气体速度减小导 致蒸汽压力的更均匀分布，最终导致更高效的分馏。蒸汽在塔盘上的 均匀分布是正确分馏的关键。通过本专利技术的蒸汽分配器的使用可以在 比以前认为可能的更高程度上实现均匀分布，本专利技术的蒸汽分配器允 许指定柱的常规设计生产能力剖面完全超过它的传统可接受的限度。 这导致在相同柱内相对于不利用本专利技术的蒸汽分配装置的类似装置具 有更高的生产能力。本专利技术的蒸汽分配器已表明显著减小了在柱中的 填料或塔盘之下的最大局部速度，所以改善了在塔盘之下的速度剖面。 现有技术的蒸汽分配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离混合蒸汽相的多相蒸汽分配器，所述多相蒸汽分配器位于包括储仓和入口给送通道的柱内，其中所述多相蒸汽分配器在构造上为大体环形并且具有大体垂直中心轴线，所述多相蒸汽分配器至少包括顶部分，底部分，和连接所述顶部分和所述底部分的内壁；其中所述底部分包括通向所述储仓的至少一个开口，所述内壁包括进入环形分配器的内部空间的至少一个开口并且所述顶部分包括进入所述柱的上部区域的至少一个开口；其中至少一个室形成于所述柱的外壁，所述多相蒸汽分配器的所述内壁，所述顶部分和所述底部分之间，并且其中所述多相蒸汽分配器适于适应来自所述给送入口的所述多相蒸汽进入所述室。

【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：JA施蒂皮克，JM贡多尔夫，KJ小费维尔，SA库鲁克希，
申请(专利权)人：斯通及维布斯特工艺技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]