[發(fā)明專利]具有分隔壁的傳質(zhì)組件和塔及所涉及的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880073577.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111344050A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊扎克·尼烏沃特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科氏-格利奇有限合伙公司
• 主分類號(hào): B01D3/14
• 分類號(hào): B01D3/14;B01D3/16;B01D3/20;B01D3/30
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 沈智娟

本發(fā)明提供了一種傳質(zhì)組件，傳質(zhì)組件具有至少一個(gè)分隔壁、在分隔壁的相對(duì)側(cè)上的傳質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)，以及蒸氣限流器，蒸氣限流器能夠操作以改變上升通過(guò)分隔壁的相對(duì)側(cè)上的傳質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)的蒸氣的分流。

背景技術(shù)

本發(fā)明整體涉及傳質(zhì)塔，更具體地涉及被稱為分隔壁塔的傳質(zhì)塔及其使用方法，諸如用于分離三種或更多種組分混合物的方法。

傳質(zhì)塔被配置為使至少兩個(gè)流體流接觸，以便提供具有特定組成和/或溫度的產(chǎn)物流。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“傳質(zhì)塔”旨在涵蓋其中以傳質(zhì)和/或傳熱為主要目標(biāo)的塔。一些傳質(zhì)塔，諸如用于多組分蒸餾和吸收應(yīng)用的傳質(zhì)塔，使氣相流與液相流接觸，而其他傳質(zhì)塔，諸如提取塔，可設(shè)計(jì)為促進(jìn)兩個(gè)不同密度的液相之間的接觸。通常，傳質(zhì)塔被配置為使上升的蒸氣料流或液體料流與下降的液體料流接觸，通常沿放置在塔的內(nèi)部區(qū)域中的傳質(zhì)結(jié)構(gòu)的表面或在其上方，以促進(jìn)兩個(gè)液相之間的緊密接觸。這些傳質(zhì)結(jié)構(gòu)提高了兩相之間傳質(zhì)和傳熱的速率和/或程度，這些傳質(zhì)結(jié)構(gòu)可以采用各種類型的塔盤、規(guī)整填料、無(wú)規(guī)填料或格柵填料的形式。

在一種類型的傳質(zhì)塔中，有時(shí)也被稱為分隔壁塔，一個(gè)或多個(gè)豎直延伸的分隔壁被定位在傳質(zhì)塔內(nèi)開(kāi)放的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)，以允許在傳質(zhì)塔內(nèi)分離三種或更多種組分進(jìn)料流。例如，當(dāng)分離三種組分進(jìn)料流時(shí)，單個(gè)分隔壁通常定位在傳質(zhì)塔的中間段的中央，并且以弦形式從傳質(zhì)塔的相對(duì)側(cè)延伸。進(jìn)料流在分隔壁的一側(cè)上通過(guò)殼體被引入，并且側(cè)出料部在分隔壁的相對(duì)側(cè)延伸穿過(guò)殼體。

進(jìn)料流在分隔壁的進(jìn)料側(cè)被分離為低沸點(diǎn)餾分和高沸點(diǎn)重質(zhì)餾分，其中一些中沸點(diǎn)餾分隨低沸點(diǎn)餾分進(jìn)入傳質(zhì)塔的上段，并且中沸點(diǎn)餾分的其余部分隨高沸點(diǎn)重質(zhì)餾分下降到傳質(zhì)塔的下段。低沸點(diǎn)餾分在傳質(zhì)塔的上段中與中沸點(diǎn)餾分分離，并且在較小程度上在分隔壁的出料側(cè)作為殼體頂部的塔頂產(chǎn)物回收。高沸點(diǎn)餾分在傳質(zhì)塔的下段中與中沸點(diǎn)餾分分離，并且在較小程度上在分隔壁的熱耦合出料側(cè)作為貯槽中的底部產(chǎn)物回收。分離的中沸點(diǎn)餾分從傳質(zhì)塔的上段和下段被遞送至傳質(zhì)塔的中間段中的分隔壁的出料側(cè)，并且通過(guò)側(cè)出料部回收。因此，分隔壁允許將三種組分進(jìn)料流蒸餾分離成三種高純度餾分。附加的分隔壁可以用于分離四種或更多種組分進(jìn)料流。分隔壁還可以在其中發(fā)生共沸、萃取和反應(yīng)蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)塔中使用。

在傳質(zhì)塔中使用分隔壁是有利的，因?yàn)榉指舯诳梢韵枰郊拥膫髻|(zhì)塔來(lái)實(shí)現(xiàn)與分隔壁允許在單個(gè)傳質(zhì)塔中發(fā)生的相同處理的需求，從而節(jié)省投資和操作成本。然而，在傳質(zhì)塔中使用分隔壁帶來(lái)了許多設(shè)計(jì)和操作上的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)中的一個(gè)涉及控制從傳質(zhì)塔的下段上升至進(jìn)料側(cè)并且至分隔壁的出料側(cè)的蒸氣的分流。已經(jīng)提出了各種設(shè)計(jì)方法來(lái)操縱在分隔壁的進(jìn)料側(cè)和出料側(cè)之間的蒸氣分流，但是需要進(jìn)一步改善控制和調(diào)節(jié)蒸氣分流的能力，以提供更高的操作靈活性和對(duì)傳質(zhì)塔內(nèi)發(fā)生的蒸餾過(guò)程的控制。

附圖說(shuō)明

在形成本說(shuō)明書(shū)的一部分并且在各個(gè)視圖中使用類似的附圖標(biāo)號(hào)來(lái)指示類似的部件的附圖中：

圖1a是傳質(zhì)塔的示意性側(cè)正視圖，示出了分隔壁和定位在傳質(zhì)塔內(nèi)的開(kāi)放內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的示意性表示的部件；

圖1b是類似于圖1a所示傳質(zhì)塔的傳質(zhì)塔的示意性側(cè)正視圖，但是示出了定位在傳質(zhì)塔內(nèi)的開(kāi)放內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)分隔壁；

圖2是圖1a所示的傳質(zhì)塔的側(cè)面透視圖，其中傳質(zhì)塔的殼體的一部分被剖開(kāi)，以示出結(jié)合分隔壁和蒸氣限流器的傳質(zhì)組件的一個(gè)實(shí)施方案；

圖3是圖2的傳質(zhì)塔和傳質(zhì)組件的局部頂視透視圖，并且與圖2相比以放大的比例示出；

圖4是圖3所示的傳質(zhì)塔和傳質(zhì)組件的一部分的側(cè)正視圖；

圖5是圖4所示的傳質(zhì)組件的局部透視圖，但是其中蒸氣限流器被示出為在與圖4所示的取向不同的取向中；

圖6是從與圖4所示的相反側(cè)截取的傳質(zhì)組件的局部透視圖，并且與圖4相比以放大的比例示出；

圖7是從與圖6所示的相反側(cè)截取的傳質(zhì)組件的局部透視圖，并且示出蒸氣限流器在與圖6所示的取向不同的取向中；