专利名称：一种填料塔及其应用方法
技术领域：
本发明涉及一种填料塔及其应用方法，特别是填料塔作为冷凝高温物料回收热量的应用方法。
背景技术：
填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。通常对于真空塔(减压塔)来说，需要在高真空度条件下进行操作，此类塔一般情况下将塔顶气相物料冷却器、回流罐整合于塔上部，而顶部持续用真空泵抽出不凝气体，以保持塔内的真空度。此类真空塔通常在塔顶设置一段冷回流和一个集油槽。集油槽内的物料被抽出，并用冷却器冷却至较低温度，再返回塔顶冷却气相物料，另外一部分作为产品出料和塔的热回流。
为控制塔顶不凝气相温度不超高，以保证真空泵的正常运行，通常情况下冷却物冷回流需要物料温度较低，此物料需冷却量较大，部分低位热能无法回收，不仅浪费了热量，还增加了冷却器负荷。只能回收一半的热量，冷却器负荷大；夏天时还需启用循环水后冷。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种有效回收低温热能，节能效果好，对冷却器负荷要求低的一种填料塔。本发明的技术方案是一种填料塔，包括塔体，塔体内设置有精馏段、设置在精馏段下方的提馏段和设置在塔底的塔底供热装置；所述的塔体顶部设置有至少两段的全凝段，每相邻两个全凝段之间设有冷回流进口 ；塔体的顶部设置有冷回流第一进口和塔顶不凝气体出口 ；塔体上还设置有至少一个集油槽,集油槽位于全凝段的下方；集油槽的出口通过连接管道依次连接循环泵和热量回收单元；热量回收单元的出口分为两路，一路通过连接管道直接连到冷回流进口 ；另一路通过连接管道直接连到冷却器；冷却器的输出通过连接管道连接到塔体顶部的冷回流第一进口 ；所述的连接管道设置有节流阀。所述的集油槽设置在全凝段的下方，除去一个全凝段下方设置多个集油槽的情况。本发明的进一步改进所述的全凝段的数量为二，为第一全凝段和第二全凝段。设置成两段已满足多数用户的需求，能达到预计的技术效果。本发明的进一步改进所述的集油槽的数量为一。设置成一个集油槽是所属行业技术人员的通常设计，且机构简单、制造成本低、维护方便，已满足多数用户的需求，能达到预计的技术效果。本发明的进一步改进所述的集油槽设置在第二全凝段的下方。本发明的进一步改进所述的集油槽的数量为二。
本发明的进一步改进所述的集油槽分别设置在第一全凝段和第二全凝段的下方。本发明的有益效果是增加了回收高温位热量，减轻了冷却器负荷，节约了生产成本。上述设备的一种应用方法包括如下步骤循环泵将存放在塔体的集油槽内的物料抽出；物料经热量回收单元冷却后一部分物料直接通过连接管道进入冷回流进口进入到第二全凝段，第二全凝段将进入的物料冷凝成液相物料；另一部分物料通过连接管道进入冷却器内冷却，冷却后的物料通过连接管道进入冷回流第一进口进入到第一全凝段，第一全凝段将进入的物料冷凝成液相物料；塔体塔顶的不凝气体从塔顶设置的塔顶不凝气体出口排出。·本应用于现有技术相比多回收了热量，减少了冷却器负荷。增加了冷却器的使用寿命；保证塔顶不凝气的在较低的温度下排除，同时保证第二全凝段集油槽物料保持在较高温度，便于热量的回收利用。本发明的另一种技术方案一种填料塔，包括塔体，所述的塔体顶部设置有第一全凝段和第二全凝段，第一全凝段和第二全凝段的下方分别设置有第一集油槽和第二集油槽，第一全凝段和第二全凝段之间设有冷回流进口 ；塔体的顶部设置有冷回流第一进口和塔顶不凝气体出口 ；第一集油槽的出口通过连接管道连接循环泵和热量回收单元；热量回收单元的出口通过连接管道直接连到冷回流进口 ；第二集油槽的出口通过连接管道连接循环泵和冷却器，冷却器输出通过连接管道连接到塔体顶部的冷回流第一进口。本发明与现有技术相比的有益效果下层集油槽温度与精馏段顶气相温度相近，提高了温位，同时也给压力操作带来了较大的余量。上下层填料的液相负荷可以适当地控制，避免下层填料液相负荷过高的现象。前述设备的一种应用方法，包括如下步骤循环泵将存放在塔体的第一集油槽和第二集油槽内的物料抽出；从第一集油槽内抽出的物料经热量回收单元冷却后，通过连接管道进入冷回流进口进入到第二全凝段，第二全凝段将进入的物料冷凝成液相物料；从第二集油槽抽出的物料经冷却器冷却后，通过连接管道进入冷回流第一进口进入到第一全凝段，第一全凝段将进入的物料冷凝成液相物料；塔体塔顶的不凝气体从塔顶设置的塔顶不凝气体出口排出。本发明与现有技术相比的有益效果下层集油槽温度与上层温度相近，提高了温位，同时也给压力操作带来了较大的余量。上下层填料的液相负荷可以适当地控制，避免下层填料液相负荷过高的现象。
图I是本发明的实施例I结构示意图。图2是本发明的实施例2结构示意图。图3是本发明的实施例3结构示意图。其中1、塔体，1-1、第一全凝段，1-2、第二全凝段，1-3、冷回流进口，1_4、集油槽，1-5、冷回流第一进口，1-6、塔顶不凝气体出口，2、循环泵，3、热量回收单元，4、冷却器，5、精馏塔，6、提馏塔，7、塔底供热装置。
具体实施例方式结合附图I至图3对本发明进一步说明本发明的一种填料塔，包括塔体I、循环泵2、热量回收单元3和冷却器4。塔体I上设置第一全凝段1-1、第二全凝段1-2、冷回流进口 1-3、冷回流第一进口 1-5、塔顶不凝气体出口 1-6、集油槽1-4、精馏塔5、提馏塔6和塔底供热装置7。循环泵2、热量回收单元3和冷却器4通过连接管道连接在塔体I上。热量回收单元3具体的为换热器、热泵等吸收热量的元件。
本发明的使用过程如下外部物料进入塔体I，通过精馏分离后轻组分物料存放在集油槽1-4内，通过循环泵2将存放在集油槽1-4内的物料抽出；物料经换热器后，换热器吸收物料本身含有的热量，使得物料的温度降低；经过换热器后的物料一部分通过连接管道进入冷回流进口 1-3进入到第二全凝段1-2，第二全凝段1-2将进入的物料冷凝成液相物料。通过此部分的物料占整个物料的绝大部分，另外剩余的物料通过连接管道进入冷却器4内冷却，冷却后的物料通过连接管道进入冷回流第一进口 1-5进入第一全凝段1-1，第一全凝段1-1将进入的物料冷凝成液相物料；此部分主要是用来冷却第二全凝段1-2冷凝后剩余的未冷凝物料。塔体I塔顶的不凝气体从塔顶设置的塔顶不凝气体出口 1-6排出塔外。具体实施例实施例I :如图I所示填料塔包括塔体I、循环泵2、热量回收单元3和冷却器4。塔体I上设置第一全凝段1-1、第二全凝段1-2、冷回流进口 1-3、冷回流第一进口 1-5、精馏塔5、提馏塔6、塔底供热装置7、塔顶不凝气体出口 1-6和一个集油槽1-4，此集油槽1-4设置在第二全凝段1-2的下方。热量回收单元3具体的为换热器、热泵等吸收热量的元件。本装置的集油槽1-4出口通过连接管道与循环泵2相连，循环泵2连接换热器后，换热器的出口分两路，一路通过连接管道直接连接到冷回流进口 1-3 ;另一路通过连接管道与冷却器相连，冷却器的输出连接到冷回流第一进口 1-5。实施例2:如图2所示填料塔包括塔体I、循环泵2、热量回收单元3和冷却器4。塔体I上设置第一全凝段1-1、第二全凝段1-2、冷回流进口 1-3、冷回流第一进口 1-5、精馏塔5、提馏塔6、塔底供热装置7、塔顶不凝气体出口 1-6和两个集油槽1-4，两个集油槽1-4分别设置在第二全凝段1-2的下方和第一全凝段1-1的下方。热量回收单元3具体的为换热器、热泵等吸收热量的元件。本装置的两个集油槽1-4出口通过连接管道都与循环泵2相连，循环泵2连接换热器后，换热器的出口分两路，一路通过连接管道直接连接到冷回流进口 1-3 ;另一路通过连接管道与冷却器相连，冷却器的输出连接到冷回流第一进口 1-5。实施例3
如图3所示填料塔包括塔体I、循环泵2、热量回收单元3和冷却器4。塔体I上设置第一全凝段1-1、第二全凝段1-2、冷回流进口 1-3、冷回流第一进口 1-5、精馏塔5、提馏塔6、塔底供热装置7、塔顶不凝气体出口 1-6、第一集油槽和第一集油槽第二集油槽，第一集油槽和第一集油槽第二集油槽分别设置在第一全凝段1-1的下方和第二全凝段1-2的下方。热量回收单元3具体的为换热器、热泵等吸收热量的元件。第一集油槽通过连接管道连接与相连换热器相连，换热器的出口与冷回流进口1-3 ;第二集油槽通过连接管道连接与相连冷却器4相连，冷却器4的出口与冷回流第一进口相连。本装置的应用为循环泵2将存放在填料塔的第一集油槽和第二集油槽内的物料抽出；从第一集油槽内抽出的物料经换热器冷却后，通过连接管道进入冷回流进口 1-3进入到第二全凝段1-2，第二全凝段1-2将进入的物料冷凝成液相物料；从第二集油槽抽出的物料经冷却器4冷却后，通过连接管道进入冷回流第一进口 1-5进入到第一全凝段1-1，第·一全凝段1-1将进入的物料冷凝成液相物料；填料塔塔顶的不凝气体从塔顶设置的塔顶不凝气体出口排出。已某厂脱烷烃塔为例，具体说明目前塔顶部出料量为118t/h，集油槽温度为120°C，经过换热器回收高位热能，此高温物料被回收利用，换热后温度为80°C的低温物料。换热后部分物料作为二段冷回流，流量为365t/h，部分物料再经冷却器冷却为35°C，作为一段冷回流，此段物料相对改造前流量减少，降低了冷却量，减轻了空冷负荷，节约了生产成本。如表I所示。表I改造前、后回收热量对比表
项 H热+ffi，IO3Kcal —
NjCjMtt (换热器):__6366.51
改造fl' 交冷冷却热量(冷却器):7173.40__总热 M:__13539.91
Pl收热量(换热器)10138.62
改造后空冷冷却热欤(冷却器)3424.72
__总热暖:__13563.34
_改造后多冋收热ilb__3772.1改造后少冷却热欤3748.68 —注1、以改造前后处理量相同时数据采集计算。2、总热量为回收热量与冷却器冷却热量之和。从以上数据可以看出，将塔顶全凝段看作一个整体，全凝段需要外界冷却量(总热量)相当的情况下，采用二段冷回流多回收了热量，减少了冷却的热量，两热量大致相当。因此采用两段冷回流可以有效的回收热量。
权利要求
1.一种填料塔，包括塔体(1)，塔体(I)内设置有精馏段(5)、设置在精馏段(5)下方的提馏段(6)和设置在塔底的塔底供热装置(7);其特征在于所述的塔体(I)顶部设置有至少两段的全凝段，每相邻两个全凝段之间设有冷回流进口(1-3);塔体(I)的顶部设置有冷回流第一进口(1-5)和塔顶不凝气体出口(1-6);塔体(I)上还设置有至少一个集油槽(1-4)，集油槽(1-4)位于全凝段的下方；集油槽(1-4)的出口通过连接管道连接循环泵(2)和热量回收单元(3);热量回收单元(3)的出口分为两路，一路通过连接管道直接连到冷回流进口(1-3);另一路通过连接管道直接连到冷却器(4);冷却器(4)的输出通过连接管道连接到塔体(I)顶部的冷回流第一进口(1-5);所述的连接管道设置有流量调节阀。
2.根据权利要求I所述的填料塔，其特征在于所述的全凝段的数量为二，为第一全凝段(1-1)和第二全凝段(1-2)。
3.根据权利要求2所述的填料塔，其特征在于所述的集油槽(1-4)的数量为一。
4.根据权利要求3所述的填料塔，其特征在于所述的集油槽(1-4)设置在第二全凝段(1-2)的下方。
5.根据权利要求2所述的填料塔，其特征在于所述的集油槽(1-4)的数量为二。
6.根据权利要求5所述的填料塔，其特征在于所述的集油槽(1-4)分别设置在第一全凝段(1-1)和第二全凝段(1-2)的下方。
7.—种填料塔，包括塔体(I);其特征在于所述的塔体(I)顶部设置有第一全凝段(1-1)和第二全凝段(1-2)，第一全凝段(1-1)和第二全凝段(1-2)的下方分别设置有第一集油槽和第二集油槽，第一全凝段(1-1)和第二全凝段(1-2)之间设有冷回流进口(1-3);塔体(I)的顶部设置有冷回流第一进口(1-5)和塔顶不凝气体出口(1-6);第一集油槽的出口通过连接管道连接循环泵(2)和热量回收单元(3);热量回收单元(3)的出口通过连接管道直接连到冷回流进口(1-3);第二集油槽的出口通过连接管道连接循环泵(2)和冷却器(4)，冷却器(4)输出通过连接管道连接到塔体(I)顶部的冷回流第一进口( 1-5)。
8.根据权利要求I至6任一项所述的填料塔作为冷凝高温物料回收热量的应用方法，其特征在于，包括如下步骤 循环泵(2)将存放在塔体(I)的集油槽(1-4)内的物料抽出； 物料经热量回收单元(3)冷却后一部分物料直接通过连接管道进入冷回流进口(1-3)进入到第二全凝段(1-2)，第二全凝段(1-2)将进入的气相物料冷凝成液相物料；另一部分物料通过连接管道进入冷却器(4)内冷却，冷却后的物料通过连接管道进入冷回流第一进口( 1-5)进入到第一全凝段(1-1 )，第一全凝段(1-1)将进入的物料冷凝成液相物料； 塔体(I)塔顶的不凝气体从塔顶设置的塔顶不凝气体出口(1-6)排出。
9.根据权利要求7所述填料塔作为冷凝高温物料回收热量的应用方法，其特征在于，包括如下步骤 循环泵(2)将存放在塔体(I)的第一集油槽和第二集油槽内的物料抽出； 从第一集油槽内抽出的物料经热量回收单元(3)冷却后，通过连接管道进入冷回流进口(1-3)进入到第二全凝段(1-2)，第二全凝段(1-2)将进入的物料冷凝成液相物料； 从第二集油槽抽出的物料经冷却器(4)冷却后，通过连接管道进入冷回流第一进口(1-5)进入到第一全凝段(1-1)，第一全凝段(1-1)将进入的物料冷凝成液相物料；塔体(I)塔 顶的不凝气体从塔顶设置的塔顶不凝气体出口(1-6)排出。
全文摘要
本发明公开了一种填料塔，塔体顶部设置有至少两段的全凝段，每相邻两个全凝段之间设有冷回流进口；塔体的顶部设置有冷回流第一进口；塔体还设置有至少一个集油槽；集油槽的出口依次连接循环泵和热量回收单元；热量回收单元出口分为两路，一路连到冷回流进口；另一路连到冷却器；冷却器的输出连接到塔体顶部的冷回流第一进口；应用方法循环泵将存放在塔体的集油槽内的物料抽出；物料经热量回收单元冷却后一部分物料直接进入冷回流进口进入到第二全凝段，第二全凝段将进入的气相物料冷凝成液相物料；另一部分物料进入冷却器内冷却，冷却后的物料进入冷回流第一进口进入到第一全凝段，第一全凝段将未在第二冷凝段的剩余气相物料冷凝成液相物料。
文档编号B01D3/32GK102895793SQ20121038197
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者江闽, 许艺, 张寒军, 王雷 申请人:中国石油化工集团公司