[發明專利]超聲波泡罩塔精餾裝置及方法

在審

• 申請號: 201710113037.9
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN108499148A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 王文彬;孟憲譚;郭巖鋒;王鵬;贠建華;張劍;裴小靜;吳寬亮
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01D3/20
• 分類號: B01D3/20;B01D3/32;B01J19/10
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明屬于石油化工領域精餾?精餾技術領域，具體涉及一種超聲波泡罩塔精餾裝置及方法。包括泡罩塔，泡罩塔內包括多個塔盤和泡罩，還包括超聲波發生器，在泡罩塔外壁上對應其中一個塔盤的位置設置一個分布器，分布器通過超聲波換能器與超聲波發生器相連；超聲波換能器與分布器的夾角為45°?135°。采用合適的角度將超聲波有效且均勻的傳遞到塔盤上，利用超聲波的微射流作用，大幅增加氣液界面，強化氣液相物料在塔盤上的傳熱和傳質，達到提高塔板效率的作用，本發明還提供一種采用該裝置的方法。

技術領域

本發明屬于石油化工領域精餾-精餾技術領域，具體涉及一種超聲波泡罩塔精餾裝置及方法。

背景技術

泡罩塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置,它是大型煉化企業的龍頭裝置，泡罩塔廣泛用于精餾和氣體吸收，其投資占比較大，也是化工工藝中能量消耗較大的過程，其運行狀況對整體裝置的效益具有舉足輕重的作用。塔內裝有多層水平塔板，板上有若干個供蒸氣(或氣體)通過的短管，其上各覆蓋底緣有齒縫或小槽的泡罩，并裝有溢流管。操作時，液體由塔的上部連續進入，經溢流管逐板下降，并在各板上積存液層，形成液封；蒸汽(或氣體)則由塔底進入，經由泡罩底緣上的齒縫或小槽分散成為小氣泡，與液體充分接觸，并穿過液層而達液面，然后升入上一層塔板。其基本原理是將液體混合物多次部分氣化和部分冷凝,利用其中各組份揮發度不同(相對揮發度，α)的特性，實現分離目的的單元操作。在實際生產中塔內由于受傳質時間和機械制造及安裝的限制，不能達到氣液平衡狀態，即塔板上升蒸汽中所含的低沸點組分較相平衡時蒸汽中所含的低沸點濃度要低，故實際塔板數要大于理論塔板數，理論塔板數與實際塔板數的比值，稱為塔板效率。泡罩塔板的優點是操作彈性較大，塔板不易堵塞；缺點是結構復雜、造價高，板上液層厚，塔板壓降大，尤其是塔板效率較低，導致生產能力低或產品純度不高。

在精餾操作過程中，為了提高泡罩塔目的產品的純度，同時減少非目的產品的含量，在原料性質、原料投料量和回流比等各項工藝條件不變的情況下，提高現有塔板效率的方法主要有以下幾類：(1)更換高效的塔盤；(2)更換高效的塔填料；(3)增加塔盤數量和塔高(4)改變塔結構等。

以上所有措施都必須進行裝置停產改造，不僅大幅增加裝置的改造投資和設備投資，還需要將裝置停產，增加開停車費用和物耗能耗，造成經濟效益流失。對于此類改造，生產裝置還必須進行全面的經濟效益評價和風險安全評估，可謂是“勞民傷財”。

如何在不改變塔主體結構和增加少量設備投資的情況下，對其進行工藝技術指標提升，是當前多數精餾生產裝置面臨的問題。塔效率作為衡量精餾裝置技術水平的主要指標，塔效率越高，裝置的目標產物純度越高，裝置的經濟技術性越好。在當今傳統能源日趨減少(環境污染問題越來越受到人們的重視的時候！具有節能效果的可減少回流量的精餾塔，在節省能源消耗，減少環境污染，降低生產成本方面都有重要的現實意義。

發明內容

本發明解決的關鍵問題在于如何將超聲波有效且均勻的傳導到塔盤上，針對這一目的，本發明提供一種超聲波泡罩塔精餾裝置，采用合適的角度將超聲波有效且均勻的傳遞到塔盤上，利用超聲波的微射流作用，大幅增加氣液界面，強化氣液相物料在塔盤上的傳熱和傳質，達到提高塔板效率的作用，適用于簡單的純度不高物料分離操作，本發明還提供一種采用該裝置的方法。

本發明所述的超聲波泡罩塔精餾裝置，包括泡罩塔，泡罩塔內包括多個塔盤和泡罩，還包括超聲波發生器，在泡罩塔外壁上對應其中一個塔盤的位置設置一個分布器，分布器通過超聲波換能器與超聲波發生器相連；超聲波換能器與分布器的夾角為45°-135°。