[發(fā)明專利]并聯(lián)分布超聲波泡罩塔精餾裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710114420.6
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN108499147A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文彬;郭巖鋒;王鵬;贠建華;張劍;裴小靜;吳寬亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01D3/18
• 分類號: B01D3/18;B01D3/14;B01D3/42;C10G7/00;C10G7/12;B01J19/10
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域精餾?精餾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種并聯(lián)分布超聲波泡罩塔精餾裝置及方法。包括泡罩塔，泡罩塔內(nèi)包括多個塔盤和泡罩，還包括超聲波發(fā)生，在泡罩塔外壁上對應(yīng)其中一個塔盤的位置設(shè)置至少兩個分布器，自上而下形成溫度、濃度的梯度分布，每個分布器與超聲波換能器連接，一個分布器對應(yīng)一個超聲波換能器，超聲波換能器與分布器的夾角為45°?135°，超聲波換能器再與超聲波發(fā)生器相連。采用合適的角度將超聲波有效且均勻的傳遞到塔盤上，利用自上而下形成溫度、濃度的梯度分布，達到提高塔板效率的作用，超聲波效應(yīng)集中，適用于含有較多重組分的物料分離操作。本發(fā)明還提供一種采用該裝置的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域精餾-精餾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種并聯(lián)分布超聲波泡罩塔精餾裝置及方法。

背景技術(shù)

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(yè)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(nèi)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(xù)進入，經(jīng)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(jīng)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(fā)度不同(相對揮發(fā)度，α)的特性，實現(xiàn)分離目的的單元操作。在實際生產(chǎn)中塔內(nèi)由于受傳質(zhì)時間和機械制造及安裝的限制，不能達到氣液平衡狀態(tài)，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(shù)要大于理論塔板數(shù)，理論塔板數(shù)與實際塔板數(shù)的比值，稱為塔板效率。泡罩塔板的優(yōu)點是操作彈性較大，塔板不易堵塞；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，板上液層厚，塔板壓降大，尤其是塔板效率較低，導(dǎo)致生產(chǎn)能力低或產(chǎn)品純度不高。

在精餾操作過程中，為了提高泡罩塔目的產(chǎn)品的純度，同時減少非目的產(chǎn)品的含量，在原料性質(zhì)、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(xiàn)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(shù)量和塔高(4)改變塔結(jié)構(gòu)等。

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

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

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的關(guān)鍵問題在于如何將超聲波有效且均勻的傳導(dǎo)到塔盤上，針對這一目的，本發(fā)明提供一種并聯(lián)分布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(zhì)，達到提高塔板效率的作用，超聲波效應(yīng)集中，適用于含有較多重組分的物料分離操作，本發(fā)明還提供一種采用該裝置的方法。

本發(fā)明所述的并聯(lián)分布超聲波泡罩塔精餾裝置，包括泡罩塔，泡罩塔內(nèi)包括多個塔盤和泡罩，還包括超聲波發(fā)生器，在泡罩塔外壁上對應(yīng)其中一個塔盤的位置設(shè)置至少兩個分布器，每個分布器與超聲波換能器連接，一個分布器對應(yīng)一個超聲波換能器，超聲波換能器與分布器的夾角為45°-135°，超聲波換能器再與超聲波發(fā)生器相連。

其中：