一种防自聚的精馏塔塔板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种防自聚的精馏塔塔板，包括板本体，所述板本体上设有溢流堰，所述溢流堰沿着物料的流动方向倾斜设置。本发明将溢流堰沿着物料的流动方向倾斜设置，溢流堰与板本体之间的夹角增大，可以形成的独特的流场效应，从而消除了溢流堰与板本体之间的流动死角，防止易自聚单体在该处停留时间过长而发生自聚；另外，本发明对塔板效率没有造成影响，克服了无堰塔板形成的板上物流流动梯度大、汽相在液相中鼓泡不均匀导致汽液接触不充分、传质效果差和分离效率低的缺陷，而且操作弹性大幅提高。
【专利说明】
一种防自聚的精馏塔塔板
技术领域
[0001 ]本发明涉及精馏塔设备领域，具体地说涉及一种防自聚的精馏塔塔板。
【背景技术】
[0002]很多聚合物的单体都容易自聚，如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等等，这些单体的制备过程常常需要采用精馏塔分离，而现有的精馏塔塔板的溢流堰是垂直型的，这就造成在溢流堰与板本体的相交处产生流动死角，单体停留时间延长，从而使单体累积而发生自聚，影响正常生产。
[0003]为了防止易自聚的单体在精馏塔中发生自聚，目前常采用的方法是使用无堰塔板或加入阻聚剂。
[0004]对于第一种方法，塔板无溢流堰，会造成塔板上物料进出口梯度较大，板下气体倾向于从物料出口一侧鼓泡，导致板效率有较大幅度降低;对于第二种方法，阻聚剂用量过少不能起到阻聚作用，用量过多会影响产品质量。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种防止单体在精馏塔中发生自聚、并能同时维持良好气液接触、达到较高分离效率的精馏塔塔板。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种防自聚的精馏塔塔板，包括板本体，所述板本体上设有溢流堰，所述溢流堰沿着物料的流动方向倾斜设置。
[0007]进一步地，所述溢流堰的倾斜角度为30?60度。
[0008]进一步地，当物料的黏度大于5cp时，所述溢流堰的倾斜角度I45度，当物料的黏度小于5cp时，所述溢流堰的倾斜角度< 45度
[0009]进一步地，所述板本体上设有一个以上的筛孔，所述筛孔的横截面沿着从上至下的方向逐渐增大。
[0010]进一步地，所述筛孔呈圆台形。
[0011 ]进一步地，所述筛孔的母线与轴之间的夹角为60?80度。
[0012]进一步地，所述筛孔的开孔率为8?14%。
[0013]进一步地，所述筛孔行列式均匀排布在板本体上。
[0014]进一步地，所述筛孔的上端口的直径为3?5mm。
[0015]进一步地，所述板本体呈圆缺形，所述溢流堰设置在板本体的缺口处。
[0016]本发明的有益效果为:
[0017]本发明将溢流堰沿着物料的流动方向倾斜设置，溢流堰与板本体之间的夹角增大，可以形成的独特的流场效应，从而消除了溢流堰与板本体之间的流动死角，防止易自聚单体在该处停留时间过长而发生自聚;其次，本发明对塔板效率没有造成影响，克服了无堰塔板形成的板上物流流动梯度大、汽相在液相中鼓泡不均匀导致汽液接触不充分、传质效果差和分离效率低的缺陷。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的结构示意图。
[0019]图2是图1的俯视图。
[0020]图3是图1的左视图。
[0021 ]附图中各部件的标记为:1板本体、11筛孔、2溢流堰。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明作进一步描述:
[0023]参见图1、图2和图3。
[0024]本发明一种防自聚的精馏塔塔板，包括板本体I，所述板本体I上设有溢流堰2，所述溢流堰2沿着物料的流动方向倾斜设置。
[0025]这里所述的倾斜是相对于现有垂直型的溢流堰而言的，一般地，溢流堰2的倾斜角度(图1中的α角)为30?60度，即可满足大部分易自聚物料的需求。
[0026]本发明将溢流堰2沿着物料的流动方向倾斜设置，溢流堰2与板本体I之间的夹角增大，可以形成的独特的流场效应，既克服了滞留，又消除了塔板上的物流梯度，强化了汽液传质效率，从而消除了溢流堰2与板本体I之间的流动死角，防止易自聚单体在该处停留时间过长而发生自聚；另外，本发明对塔板效率没有造成影响，克服了无堰塔板形成的板上物流流动梯度大、汽相在液相中鼓泡不均匀导致汽液接触不充分、传质效果差和分离效率低的缺陷。
[0027]具体实施中，当物料的黏度大于5cp时，所述溢流堰2的倾斜角度之45度，当物料的黏度小于5cp时，所述溢流堰2的倾斜角度< 45度。对于黏度大的流体，采用较大的倾斜角能够更有效地防止物流滞留自聚，经过试验，作上述区分，能够保证防自聚效果，同时对板效率影响最小。
[0028]本发明的一个实施例中，所述板本体I呈圆缺形，其外轮廓由一条优弧和一条直线围成，所述溢流堰2设置在板本体I的缺口处，即溢流堰2的下端固定在板本体I的直线边缘处。这种结构使得优弧和直线围成的区域为活跃鼓泡面积，达到气液充分接触传质的作用。
[0029]本发明的一个实施例中，所述板本体I上设有一个以上的筛孔11，所述筛孔11的横截面沿着从上至下的方向逐渐增大。图中所例举的筛孔11呈圆台形。图中的筛孔11是示意性的，实际上筛孔11可以多达几千个，具体地要根据具体使用环境进行确定。
[0030]对于易自聚的单体，为了避免塔板上附属设备产生死角，一般只能采用筛板塔，而不采用浮阀塔或泡罩塔，但是常规的精馏塔塔板的筛孔气体通道都是圆柱形的孔道，这样向上流动的汽相很容易把下一层塔板上的液体夹带到上一层塔板，降低分离效率，甚至发生液泛，导致精馏塔的操作弹性小，不利于生产控制，不适应生产的负荷变化。
[0031]而本发明采用渐变的筛孔11作为气体通道，能够形成的独特的流场效应，汽相物流流经筛孔11时，其夹带的小液滴与倾斜的筛孔11内表面撞击、合并而依靠自身重力降落到下面塔板的物料中，从而克服常规筛板塔容易发生夹带液泛的缺陷，同时由于筛孔11上小下大的特点，汽相向上运行的过程中，筛孔11的上部缩小，汽相流速增大，对于板上液体具有更好的气封作用，大幅度减少漏液现象，提高分离效率。上述设计能够有效地防止液泛和漏液的不正常操作现象的发生，使得操作的反转比正常操作区间的最大汽相速率和最小汽相速率的比达到普通筛板塔的2—3倍，使精馏塔的操作弹性大大增加。
[0032]具体实施中，筛孔11的母线与轴之间的夹角(图1中的β角)取40?90度，一般取60?80度，这样既能有效防止漏液，而夹带的液体与上小下大圆台内面碰撞而回到下一块塔板，达到很好的防止液体夹带的效果。
[0033]具体实施中，所述筛孔11的开孔率为8?14%。这里所述的开孔率是以筛孔11的直径较小端，也即以板本体I的上表面来计算的。在此开孔率范围，汽液传质充分，操作弹性大。
[0034]所述筛孔11行列式均匀排布在板本体I上。这样可以实现向上流动汽相的均匀分布。
[0035]所述筛孔11的上端口，即直径较小端端口的直径为3?5mm，以形成较大的汽相速率，避免液体从筛孔漏下。
[0036]本发明根据实际物料的腐蚀性选择合适材料，无腐蚀性材料可以采用碳钢，腐蚀性物料可以选择不锈钢或其它特殊材料。实验表明，本发明防自聚的精馏塔塔板具有以下性能的提升:塔板上流体梯度基本消除，传质效率比普通筛板提高20—35%，操作弹性增加
2一3倍，堰下单体物料的滞留自聚现象不再发生，能够很好地满足生产需求，不但可以降低生产成本，而且大大减少了操作中的事故率。
[0037]以上只是本发明的一种实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种防自聚的精馏塔塔板，包括板本体(I)，所述板本体(I)上设有溢流堰(2)，其特征在于:所述溢流堰(2)沿着物料的流动方向倾斜设置。2.如权利要求1所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述溢流堰(2)的倾斜角度为30?60度。3.如权利要求1或2所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:当物料的黏度大于5cp时，所述溢流堰(2)的倾斜角度2 45度，当物料的黏度小于5cp时，所述溢流堰(2)的倾斜角度<45度。4.如权利要求1或2所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述板本体(I)上设有一个以上的筛孔(11)，所述筛孔(11)的横截面沿着从上至下的方向逐渐增大。5.如权利要求4所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述筛孔(11)呈圆台形。6.如权利要求5所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述筛孔(11)的母线与轴之间的夹角为60?80度。7.如权利要求4或5所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述筛孔(11)的开孔率为8?14% ο8.如权利要求4或5所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述筛孔(11)行列式均匀排布在板本体(I)上。9.如权利要求4或5所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述筛孔(11)的上端口的直径为3?5mm。10.如权利要求1或2所述的防自聚的精馏塔塔板，其特征在于:所述板本体(I)呈圆缺形，所述溢流堰(2)设置在板本体(I)的缺口处。
【文档编号】B01D3/22GK105854331SQ201610349118
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】任小华, 汤文, 吴祥, 李 东, 徐涛, 左璐璐, 王君
【申请人】安徽理工大学