[實用新型]受液導流式降液管

有效

• 申請號: 201520214966.5
• 申請日: 2015-04-12
• 公開（公告）號: CN204637628U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 萬強
• 主分類號: B01D3/20
• 分類號: B01D3/20;B01D53/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于煉油、化工、生物、醫藥設備技術領域，尤其涉及一種板式塔設備內構件的降液管結構。

背景技術

塔器是煉油、化工、生物、醫藥等行業最基礎的設備之一，是進行蒸餾、分餾、精餾、吸收和萃取等化工單元操作必備的過程設備。依據內部結構的不同，塔器可分為填料塔和板式塔，分別適用于不同的工況條件和工藝任務。除穿流式結構外，板式塔包含塔板和降液管等內構件，以實現氣液兩相的逆流接觸和分離，利用相對揮發度的不同（萃取塔是利用不同溶液中的介質溶解度的不同），達到分離不同組分物質的目的。因幾乎所有的化工工藝流程中，原料精制、產品分離等關鍵過程異常重要，且塔器數量眾多，所以提高塔器性能對化工裝置的設備成本、工藝操作、產品質量、裝置能耗等產生極其重要的影響。

提高板式塔性能的主要方法是加強氣液接觸條件和加強液相中氣泡的分離，主要表現為以下幾個關鍵問題的優化和解決：①分離效率；②塔板壓降；③全塔負荷；④霧沫夾帶；⑤液泛；⑥液面梯度；⑦防堵性；⑧操作難度；⑨設備成本等。

其中①分離效率是指單位壓降條件下，塔的分離效果，對板式塔以板效率表示；②塔板壓降是塔器設備能耗的主要體現，也是影響設備長周期平穩運行的重要參數，例如對于二烯烴或環戊二烯的精餾物系，由于存在嚴重的聚合反應，在塔溫控制不良的情況下，易造成塔板的嚴重堵塞，使塔板壓降大幅上升，嚴重時致使停工；③全塔負荷表示塔設備的處理能力，經常以通量或允許空塔氣速表示；④霧沫夾帶是指上升氣流穿過塔板上液層時，將板上液體帶入上層塔板的現象，其造成液相在塔板間的返混，導致塔板效率嚴重下降，是制約塔器各方面性能的主要因素之一；⑤液泛是指現有結構的塔內氣、液兩相中之一的流量增大，使降液管內液體不能順利流下，使得上下兩板間液體相連，甚至液相充滿兩板之間，全塔操作遭到嚴重破壞，壓降大幅上升，也是制約塔器各方面性能的主要因素之一；⑥液面梯度是指液相在塔板上流動的過程中，因各種阻力原因，使其沿流動方向產生的板上液層厚度的梯度變化，這種液面的不均勻性使得局部氣相接觸不良，甚至直接穿透，嚴重時使全塔效率大幅下降，并影響正常操作；⑦防堵性主要是指特殊（如黏度較大，含沉淀較多，易絮凝等）物系性質條件下的分離操作，使得塔器設備內構件需要具備一些特殊的結構以防止該惡性現象的發生；⑧操作難度是在全力避免上述現象發生的前提下，全塔可供操作的靈活度和可調量，包括回流比、氣液比等因素。另外，由霧沫夾帶、液泛、液相負荷上限、漏液、液相負荷下限等形成對塔器的負荷性能圖。

上述關鍵問題相互關聯影響，例如，在提高全塔負荷的同時，單層塔板的分離效率和全塔效率往往不能維持最佳；在保證較高的全塔負荷且不發生霧沫夾帶和液泛等惡性現象的同時，操作難度和能耗提高；等等。

目前行業內提高塔器性能的主要研究方向是從塔板方面入手，以優化塔板結構和開發新型浮閥為主要方法，從而提供更有益于氣液接觸、傳質傳熱的條件來達到目的。這些研究的應用專利非常豐富，但也遇到了一些瓶頸問題，不能從根本上有效避免前述關鍵問題的影響及其關聯性產生的惡性循環。

同時由于現有降液管的結構簡單，被誤認為可優化改進的內容較少，對于改善或解決前述關鍵問題不具有效性，使得對于降液管結構的研究和優化改進相較塔板結構少得多。

現有的降液管僅是由降液管管壁與塔壁、受液盤圍成一個受液空間，由受液盤和管壁之間的留口空隙作為管內液體的流出通道。在避免塔內氣相出現塔板短路的情況下，降液管通常需要建立液封，即需要將該流出通道低于下層塔板，以避免氣相由管內上升而將塔板短路，這就使得管內液體的流出阻力變得更大。

現有結構十分簡單，易于建設制造，但同時產生以下若干具體問題，越來越嚴重地制約全塔性能的提高。

1）?流出阻力的存在使得管內液相不易流出，在一些特殊情況下，例如塔板壓降逐漸變大時，液泛現象極易發生，嚴重影響平穩生產和全塔效率。

2）?同時流出阻力使從降液管流入塔板的液相流速變慢，極易產生沉淀，堵塞塔板，造成塔板壓降變大，塔器設備能耗上升，且不能長周期運行。

3）?板上液相流速較慢，不能有效抑制霧沫夾帶現象。霧沫夾帶的本質氣相由于本身的能量較大，在液層中鼓泡，氣泡迅速破裂，使液體破碎成飛濺的液滴，被快速上升的氣相帶到上層塔板，形成塔內液相的板間返混，大幅降低全塔效率，在大通量、特殊工況下極易發生，嚴重限制全塔負荷。

4）?降液管流入塔板的液相流速較慢，易產生液面梯度問題。液面梯度使塔板上液相產生偏流、死區等不均勻流動，嚴重影響塔板上氣液兩相的接觸情況，使分離效率波動或嚴重下降。