多溢流环形塔板制造技术

一种多溢流环形塔板，它至少包括有一圆形塔盘，所述的圆形塔盘的中心设置有一中心支撑管并构成一环形塔盘，在该环形塔盘上按照溢流数目等份切割成扇形块，每份扇形块又被切割成受液盘、扇形塔盘和降液区三块；所述环形塔盘的降液区正下方为下一层塔板的降液区，所述的降液区通过一个斜坡与下一层塔板的受液盘相接；所述环形塔盘的中心支撑管中间设置有一圆环形液体连通器，该连通器的底面和受液盘底面齐平，顶面比受液盘中最大液位高～５０ｍｍ左右，外侧面和降液管连通；它具有提高塔板效率，降低塔板的压力降，减小分离能耗，缩小精馏塔尺寸，能降低设备成本，能满足现代分离过程对塔板分离性能高要求等特点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

多溢流环形塔板专利
本技术涉及的是一种板式精馏塔的核心部件——塔板，属于汽液分离装置

技术介绍
在石油化工领域的工作生产中，精馏操作显著地影响着石油化工工业的能量消耗。例 如1989年美国全国约4万座精馏塔消耗能量占石油化工领域总能耗的41. 2%，占全国总 能耗中的2.99%。而精馏塔中板式精熘塔又占很大的比重，所以板式精馏塔效率的微小提 高就可以产生巨大的经济效益。当前精馏的研究主要包括两个方面精馏过程模拟和精馏 设备设计。精馏模拟的主要任务就是理论上指导精馏设备设计。下面介绍精馏模拟中的塔 板效率和塔板上点效率的关系，进而如何指导设计塔板。塔板效率和塔板上点效率关系的推导使用如下假设。活塞流模型考虑一个二元精馏塔，其中塔板每层是长度一定的矩形塔板，并假设液 体在塔板上进行活塞流动。Lewis情况1:假设进塔板的气体是完全混合的，即塔板各处的气体组分是相同的， 见图l所示。Lewis情况2:假设塔板之间气体是完全不混合的，即气体离开塔板上的液体之后以 活塞流的形式进入上一层塔板，并且所有塔板上液体流动方向是相同的，见图2所示。Lewis情况3:假设塔板之间气体是完全不混合的，即气体离开塔板上的液体之后以 活塞流的形式进入上一层塔板，但相邻两块塔板上液体流动方向相反，见图3所示。在推导中另外假设气液相平衡为直线关系，即/=mz+b m——气液相平衡斜率 _F^气相摩尔分数 ;r^液相摩尔分数 &——Murphree气相精馏塔板点效率&——Murphree气相精馏塔板效率；——塔板效率增效因子，4 Z^塔板上液体摩尔流率，mol/h F^塔板上气体摩尔流率，mol/h ~~操作线的斜率，/ =Z/K 乂——汽提因子，A=m/y 3具体理论推导可以见宋海华教授编著的《精馏模拟》中的第8章内容。 下面是一个塔板效率增效因子4随点效率&和汽提因子^在不同的Lewis情况下变化 的数值表格。<table>table see original document page 4</column></row><table>上述计算模型虽然使用了几个假设，但不失普遍性，它指明了如何更好利用塔板上方 液体和气体成分差异来提高塔板效率。另外这个原理可体通过换热器设计中两种流体采用逆流和并流时平均温差有差异的特点来理解。现在塔板的研究开发，很大一部分集中在改善塔板液体流动状况上，如设置导向孔， 采用流型更好的环流型塔板等等，而这么小小一改动许多资料和专利上反映塔板效率一下 子猛增10% 20%，塔板压降减小5% 15%，甚至更多。遗憾的是绝大部分的研究开发 者都不从理论上进行充分的解释，而事实上是这么一小小改进使塔板上液体流动形式接近 了活塞流动，产生了塔板效率增效因子C。然而如何最大化增效因子呢，那就是设计的塔 板让它更接近Lewis情况2，这样塔板的效率会最大化，单板的效率超过l也是正常的。设计指导原则(1) 液体采用活塞流。(2) 气体采用活塞流。(3) 上下层塔板的液体流动方向一致。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种利用Lewis情况2的塔 板增效因子最大这一特点来指导设计塔板进而提高塔板效率，降低塔板的压力降，减小分 离能耗，縮小精馏塔尺寸，从而降低设备成本和满足现代分离过程对塔板分离性能高要求 的多溢流环形塔板。本技术的目的是通过以下技术方案来实现，它至少包括有一圆形塔盘，所述的圆 形塔盘的中心设置有一中心支撑管并构成一环形塔盘，在该环形塔盘上按照溢流数目等份 切割成扇形块，每份扇形块又被切割成受液盘、扇形塔盘和降液区三块。所述环形塔盘的降液区正下方为下一层塔板的降液区，所述的降液区通过一个斜坡与 下一层塔板的受液盘相接。所述环形塔盘的中心支撑管中间设置有一圆环形液体连通器，该连通器的底面和受液 盘底面齐平，顶面比受液盘中最大液位高 50mm左右，外侧面和降液管连通。所述的环形塔盘的中心支撑管中间设置有一个圆环形气体连通器，该连通器的底面为 液体连通器的顶面，连通器的顶面与上层塔板齐平，外侧面和塔板不同扇区的气体空间连 通。所述的环形塔盘的中心支撑管分为内管和外管；内管的顶部封住，底部和塔底相通， 外管和内管的中间形成一个环形区域设置圆环形液体连通器和圆环形气体连通器。 所述的环形塔盘的中心支撑管横截面积占整个塔盘横截面积的1/4 1/16。5本技术属于对现有技术的一种大的改良，它具有提高塔板效率，降低塔板的压力 降，减小分离能耗，缩小精馏塔尺寸，能降低设备成本，能满足现代分离过程对塔板分离 性能高要求等特点。附图说明图l为Lewis情况l的模型图。图2为Lewis情况2的模型图。图3为Lewis情况3的模型图。图4为本技术的结构示意图。图5为图4的A—A视图，其中I为内管；II为气体连通器；III为液体连通器。图6为图4的B—B视图，反映降液区的设计。具体实施方式下面将结合附图对本技术的结构示意图。本技术至少包括有一圆形塔盘，所 述的圆形塔盘的中心设置有一中心支撑管并构成一环形塔盘，在该环形塔盘上按照溢流数 目等份切割成扇形块，每份扇形块又被切割成受液盘l、扇形塔盘3和降液区5三块。所述环形塔盘的降液区5正下方为下一层塔板的降液区5，所述的降液区5通过一个 斜坡与下一层塔板的受液盘1相接。所述环形塔盘的中心支撑管中间设置有一圆环形液体连通器，该连通器的底面和受液 盘底面齐平，顶面比受液盘中最大液位高 50mm左右，外侧面和降液管连通。所述的环形塔盘的中心支撑管中间设置有一个圆环形气体连通器，该连通器的底面为 液体连通器的顶面，连通器的顶面与上层塔板齐平，外侧面和塔板不同扇区的气体空间连 通。所述的环形塔盘的中心支撑管分为内管和外管；内管的顶部封住，底部和塔底相通， 外管和内管的中间形成一个环形区域设置圆环形液体连通器和圆环形气体连通器。 所述的环形塔盘的中心支撑管横截面积占整个塔盘横截面积的1/4 1/16。 附图4所示的是溢流数目为3的多溢流环形塔板俯视图，其中1为受液盘；2为进 口堰、3为扇形塔盘、4为出口堰、5为降液区；6为中心支撑管。图5所示的是I为内管；II为气体连通器；III为液体连通器。图6所示的是它反映了降液区的结构。根据以上附图所示，将传统的圆形塔盘，在中心去除一块占整个塔横截面积1/4 1/16 的一个圆，放置中心支撑管，然后得到一个环形塔盘，再将环形塔盘按照溢流数目等份切 割成扇形，每份扇形又被切割成受液盘、扇形塔盘和降液区三块。所有扇形塔盘上的液体 流动方向是一致的，都是顺时针或逆时针方向。液体在塔内旋转一周经过的塔板数目和溢 流数目相等。塔板液体流动状态设计设计原则(1)从进口堰上同时流出的液体必须同时流入降 液管。(2)液体在扇形塔板上作圆弧线活塞流动。为符合以上两条设计原则，进行了如下 设计。进口和出口堰采用平堰，堰高顶边延径向由内向外略微降低，另外在扇形塔板上设置导向孔，该导向孔是在我公司研究所的中国专利912070846基础上经过多年的改进研发 而成，导向孔在塔板上冲压而成，有一水平缺口，气体从水平缺口中喷出给液体传递动量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多溢流环形塔板，它至少包括有一圆形塔盘，其特征在于所述的圆形塔盘的中心设置有一中心支撑管并构成一环形塔盘，在该环形塔盘上按照溢流数目等份切割成扇形块，每份扇形块又被切割成受液盘（１）、扇形塔盘（３）和降液区（５）三块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾燕新，唐清建，
申请(专利权)人：杭州杭氧股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]