CN100502993C

CN100502993C - 双液相槽式分布器

Info

Publication number: CN100502993C
Application number: CNB2007100575899A
Authority: CN
Inventors: 何杰; 孟永祥; 王涛; 郭勇义; 江家贵; 张桔苹
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: CN101125262A

Abstract

本发明涉及双液相槽式分布器。包括一级主槽和二级分布槽；一级主槽分别包括了重相一级主槽和轻相一级主槽，每种一级主槽设置有一到两个；二级分布槽设置有重相二级分布槽和轻相二级分布槽，轻相二级分布槽连接在重相二级分布槽的底部，同时轻相二级分布槽的导液管镶嵌在重相二级分布槽内部，在重相二级分布槽侧壁下部设置有一排或数排布液小孔，在其侧壁上部设置有一排溢流孔；在轻相二级分布槽侧壁下部设置有一排或数排布液小孔。本发明的分布器结构简单，占位低；气流阻力小，压降低，操作弹性范围广；便于制造和现场安装；可广泛用于化工、石油化工、轻工、制药、化肥、环保等领域的蒸馏、特殊精馏、吸收、解吸、反应等塔器中。

Description

双液相槽式分布器

技术领域

本发明属于液体分布器的技术领域，特别涉及双液相槽式分布器。

背景技术

液体分布器是填料塔至关重要的塔内件，起着初始分布液体的重要作用。液体初始分布的优劣不仅影响填料层的端效应，而且影响整个填料床层，尤其对初始分布有较高要求的规整填料，对整个床层影响更大。

液体分布器按液体流出动力源可分为压力型和重力型。压力型液体分布器是依靠泵的动力进行喷淋分布的，以管式分布器居多；重力型液体分布器是依靠液体分布器内一定高度的液体所产生的重力进行分布的。重力型液体分布器主要包括槽式、槽盘式、盘管式等。重力型液体分布器因具有液体分布均匀，气流阻力小，防液沫夹带，抗堵塞和操作弹性高等优点，在化工生产领域得到了广泛的应用，槽式液体分布器更是其中的佼佼者。它不但拥有重力型液体分布器的优点，而且具有液体分布点多、安装检修方便、易调水平、适合大塔径等特点，因此槽式液体分布器的研究进展倍受关注。

现在主要使用的是图1、图2和图3所示的槽式液体分布器，是由矩形的槽体组成，它包括一级主槽1、二级分布槽3。一级主槽位于二级分布槽的上部，在一级主槽上对应二级分布槽的上方开有主槽分液孔2与相应的二级分布槽相通，将液体按比例分给下面的二级分布槽。在二级分布槽侧壁下部开有一排或二排布液小孔4，小孔流出的液体，或直接或间接流到填料表面。

随着产品多元化以及对产品质量要求的提高，特殊化工单元操作越来越多，因此要求液体分布器的分布形式和精度必须进行改进和提高。例如，在某些萃取精馏中存在者萃取液和回流液两种互不相容的液体，如果采用一般的槽式液体分布器，就会在分布器槽中产生分层的现象，此时重相液体通过二级分布槽下面的布液小孔流出分布，而轻相液体浮在重相液体上面，无法通过二级分布槽下面的小孔进行均匀分布，最后结果只能在二级分布槽的上面溢流出来随机分布，从而造成轻相液体分布的不均匀，进而影响传质效率，使产品的质量达不到要求。又例如，在填料塔中进料位置，从上面下来的液体和塔的进料液体同时进入液体分布器一级主槽，当存在两种液体流量相差比较大的情况时，在一级主槽流量较大的液体就会占据主导地位，在一级主槽能够均匀分布到下面的二级分布槽，而流量较小的液体由于相比流量大的液体动量低，无法扩散到全部一级主槽，只能在进液附近流入下面的二级分布槽，从而造成流量较小的液体在一级主槽不能够均匀分布到下面的二级分布槽，最终导致两种液体混合不充分、在填料中分布不均匀，影响传质分离效率，同样达不到产品质量要求。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，提出一种双液相槽式分布器，就是针对特殊工艺的操作而设计的专用液体分布器。

本发明的双液相槽式分布器，包括一级主槽和二级分布槽；所述的一级主槽分别它包括了重相一级主槽5和轻相一级主槽6，每种一级主槽设置有一到两个；二级分布槽设置有重相二级分布槽9和轻相二级分布槽12，轻相二级分布槽连接在重相二级分布槽的底部，同时轻相二级分布槽的导液管8镶嵌在重相二级分布槽内部，在重相二级分布槽侧壁下部设置有一排或数排布液小孔10，在其侧壁上部设置有一排溢流孔17；在轻相二级分布槽侧壁下部设置有一排或数排布液小孔11。

所述的轻相二级分布槽的导液管焊接在重相二级分布槽内，导液管孔径大于轻相一级主槽分液孔直径10-30mm。

所述的导液管是一到数根矩形管或圆型管。

所述的重相二级槽和轻相二级槽其每排布液小孔的间距设置在15-250mm范围内。

所述的二级分布槽外设置有挡液器16。所述的挡液器与槽体之间的距离为10～100mm。

本发明的详细内容如下：

双液相槽式分布器设置了两种一级主槽，分为重相一级主槽和轻相一级主槽，它们并列排在二级分布槽的上面。每种一级主槽可根据相应液体流量情况，布置一到两个。轻相液体或小流量液体14、重相液体或大流量液体15分别单独进入该槽，然后通过一级槽上的分液孔单独按比例分布到下面的二级分布槽中。

双液相槽式分布器的二级分布槽同样也分别设有重相二级分布槽和轻相二级分布槽两种，分别接收来自对应一级主槽的重相和轻相液体。轻相二级分布槽连接在重相二级分布槽的底部，同时轻相二级分布槽的导液管镶嵌在重相二级分布槽内部并焊接其上面，将来自轻相一级主槽的液体导入到轻相二级分布槽中。导液管的形状可以是一到数根矩形管或圆型管，根据轻相液体流量确定。在重相二级分布槽侧壁下部开有一排或数排布液小孔，在其侧壁上部还开有一排溢流孔；在轻相二级分布槽侧壁下部也开有一排或数排布液小孔。但在轻相二级分布槽侧壁上部不设置溢流孔。

经过有规则地开在二级分布槽两个腔室侧壁上的布液分布孔，两种液体同时喷在二级槽外侧的挡液器上后，两种液体在其上面充分接触传质，使挡液器中的液体呈膜状均匀状流下，将液体初始分布由点分布变成多点或近似无限多点均匀分布到填料表面，可提高塔的传质分离效率。

双液相槽式分布器可用于填料塔操作过程中存在的下列情况中：通常使用于：

1.进料位置处，上面收集液体和进料液体流量之差较大。

2.存在两种相互不相溶或部分互溶的液体。

3.进料位置处需要充分混合或反应的物料。

4.实用于双液相、高流量差液体分布器，

本发明的效果是该分布器结构简单，省工省料，占位低；气流阻力小，压降低，操作弹性范围广，布点密度大；便于制造和现场安装；还可以提前模拟进行水力学实验，以进一步验证和改进原设计方案，达到更加优良的气液分布效果。可广泛用于化工、石油化工、轻工、制药、化肥、环保等领域的蒸馏、特殊精馏、吸收、解吸、反应等塔器中。

附图说明

图1.现有的槽式液体分布器主视图；

图2.现有的槽式液体分布器俯视图；

图3.现有的槽式液体分布器侧视图；

图4.双液相槽式分布器主视图；

图5.双液相槽式分布器俯视图；

图6.双液相槽式分布器侧视图；

图7.双液相槽式分布器二级分布槽局部放大示意图。

其中：附图件号标注：

1.一级主槽、2.主槽分液孔、3.二级分布槽、4.二级槽布液孔、5.重相一级主槽、6轻相一级主槽、7轻相一级槽分液孔、8导液管、9重相二级分布槽、10重相二级分布槽布液孔、11轻相二级分布槽布液孔、12轻相二级分布槽、13重相一级槽分液孔、14轻相液体、15重相液体、16挡液器、17溢流孔、18隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：

如图4、图5、图6和图7所示，本发明是通过下述技术方案加以实现的一种双液相槽式分布器。该分布器包括矩形的一级主槽和二级分布槽，一级主槽之下是与其垂直布置阵列分布的二级分布槽。一级主槽由2到4个单槽盒、二级分布槽由2个单腔室且分别承受两种不同液体的槽体组成。沿一级主槽槽体长度方向对应在二级分布槽中心位置处，在槽体底部按比例开设不同数量的分液孔，将各自的液体分别导入到下面二级分布槽的两个腔室内；二级分布槽体内的下部沿长度方向设有与二级分布槽体等长的一水平隔板18，将两个腔室上下分开；沿着二级分布槽体的长度方向且对准相应一级主槽开设的分液孔中心位置处，于二级分布槽内嵌入设置一根或几根液体导液管8，该导液管的形状可以是矩形也可以是圆形且下部伸出槽体内下部的隔板，其上部平齐或低于二级分布槽体的上沿。通过该导液管可将对应一级槽中的液体分配到二级分布槽的下面腔室中；沿二级分布槽长度方向在槽体的两个腔室的下部侧壁上分别有规则地开设布液分布孔，在它们中下部的外侧设有起到混合和多点分布作用的布液挡器16，其数量同二级槽分布孔的数量相同，高度高于重相二级分布槽上面一排分布孔，下端面与轻相二级分布槽下端面平齐。分别从重相二级分布槽布液孔10和轻相二级分布槽布液分布小孔11流出的液体喷在挡液器上后，两种液体在其上面充分接触传质后，流到填料表面。

在二级分布槽的外边设置挡液器，目的是使布液板上或管中的液体呈膜状均匀状流下，将液体初始分布由点分布变成多点或近似无限多点均匀分布到填料表面，提高了填料塔的传质分离效率。

我们已经具体使用的情况是：

某脱乙烷塔，直径为2400mm，工艺流程为双液相萃取精馏。在萃取剂进料位置，从上面填料段回流的烷烃液体流量仅为6-7m³/h，而进料的萃取剂的流量为150-180m³/h，两种液体流量差别达到25-30倍，同时两种液体又形成互不相溶的双液相。某厂的装置中，在此位置设计采用的是普通的二级槽式液体分布器，生产后其烷烃收率一直在85％以下，达不到95％的设计要求。究其原因是由于在此位置未能充分考虑到双液相造成的液体分布器分布极不均匀，从而造成下面填料段传质效率下降，达不到设计要求。

而采用本发明的双液相槽式分布器，生产操作的结果表明，采用双液相槽式液体分布器后，由于填料上端液体的初始分布的均匀性能提高，其烷烃质量达到98％以上，烷烃收率均在95-97％以上，超过了设计指标，节约了大量原料，降低了生产成本，取得了巨大的经济效益。

Claims

1.一种双液相槽式分布器，包括一级主槽和二级分布槽；其特征是所述的一级主槽分别包括了重相一级主槽和轻相一级主槽，每种一级主槽设置有一到两个；二级分布槽设置有重相二级分布槽和轻相二级分布槽，轻相二级分布槽连接在重相二级分布槽的底部，同时轻相二级分布槽的导液管镶嵌在重相二级分布槽内部，在重相二级分布槽侧壁下部设置有一排或数排布液小孔，在其侧壁上部设置有一排溢流孔；在轻相二级分布槽侧壁下部设置有一排或数排布液小孔；二级分布槽外设置有挡液器。

2.如权利要求1所述的双液相槽式分布器，其特征是所述的轻相二级分布槽的导液管焊接在重相二级分布槽内，导液管孔径大于轻相一级主槽分液孔直径10-30mm。

3.如权利要求1所述的双液相槽式分布器，其特征是所述的导液管是一到数根矩形管或圆型管。

4.如权利要求1所述的双液相槽式分布器，其特征是所述的重相二级分布槽和轻相二级分布槽其每排布液小孔的间距设置在15-250mm范围内。

5.如权利要求4所述的双液相槽式分布器，其特征是所述的挡液器与槽体之间的距离为10～100mm。