专利名称：一种用于甲醇制丙烯烃水分离的急冷塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种急冷塔，尤其涉及一种用于甲醇制丙烯过程中烃水混合物分离的急冷塔。
背景技术：
丙烯是仅次于乙烯的最重要的基本有机原料。随着其衍生物应用领域的逐年扩展，需求量与日俱增，但石油资源日渐匾乏，迫切需要发展非石油基的丙烯制备工艺。目前，以煤/天然气为原料制甲醇已进入规模化生产，甲醇制低碳烯烃(ΜΤ0/ΜΤΡ)具有原料广泛、成本低等优点，适合我国富煤贫油的国情。甲醇制丙烯(MTP)工艺是在催化剂的作用下，二甲醚/甲醇混合物发生化学反应生成的混合气包括烃类混合物以及其它化合物，如CO、CO2, H2O等，该混合气经废热回收系统回收热量后，需用急冷塔进一步降低温度，以分离出液态烃。急冷塔的工作原理为通过急冷水冷却混合气，使混合气中不凝的气相与冷凝的液态烃分离，并且在塔底利用水与液态烃的比重不同而进行烃水分离，得到液态烃。然而目前常用的急冷塔由于结构不合理，比如急冷塔底部降液管设置不合理，造成烃水分离效果差，由急冷塔底部抽出的水中含烃量较大。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于，提供一种用于甲醇制丙烯烃水分离的急冷塔，以解决现有技术中存在的烃水分离效果差，急冷塔底部抽出的水中烃含量较大的问题。为实现上 述目的，本实用新型采用以下技术方案一种用于甲醇制丙烯烃水分离的急冷塔，所述急冷塔包括塔体、位于塔体上部的急冷水入口和气体出口，以及位于塔体下部的混合气入口，其中，在塔体内部急冷水入口下方设有经管线连接到急冷水入口的急冷水分布器，所述急冷水分布器的下方设有上、下层填料，所述下层填料的下方设有液体收集盘，所述液体收集盘的底部设有与其连通的降液管，与所述混合气入口连通的气体分布器设置于所述液体收集盘下方，所述塔体的底部通过隔板分隔为急冷水区和液态烃溢流区，所述急冷水区底部设有急冷水出口，所述液态烃溢流区底部设有液态烃出口，所述降液管的下端封闭、伸入急冷水区液面以下，并且在所述降液管下端的侧壁上设有多个开孔。作为本实用新型的优选实施方式，所述隔板包括在塔体的侧壁上倾斜向下设置的上隔板和在塔体底部竖直设置的下隔板，所述上、下搁板之间设有溢流口，共同将塔体底部分隔为急冷水区和液态烃溢流区。作为本实用新型的优选实施方式，所述降液管的下端与急冷水出口之间的垂直距离为所述溢流口与急冷水出口之间垂直距离的1/3-2/3。作为本实用新型的优选实施方式，所述急冷水出口上方设有防涡流挡板，所述防涡流挡板包括上挡板和设置在上挡板的同一侧的多块侧挡板，每块侧挡板以其一边垂直固定在上挡板上，并且所述多块侧挡板以上挡板的中心为中心呈放射状分布，且相邻两块侧挡板的夹角相同。作为本实用新型的优选实施方式，所述多个侧挡板中相邻的两块侧挡板的夹角为25-72 度。作为本实用新型的优选实施方式，所述多个开孔为3-8个。作为本实用新型的优选实施方式，所述开孔设置在所述降液管下端的一侧沿降液管的轴向排列，或绕降液管下端的侧壁成环形分布。作为本实用新型的优选实施方式，所述液体收集盘为圆盘形结构，其直径小于塔体直径，通过支架固定在塔体中。作为本实用新型的优选实施方式，所述上、下层填料为陶瓷规整填料。由上述技术方案可见，混合气由下向上逐步被由上向下的急冷水冷却，二者在上、下层填料中充分接触、降温。未凝结的气体继续向上由塔体上部的气体出口引出，混合气中降温凝结的部分随急冷水经过液体收集盘和降液管进入急冷水区，在急冷塔底部进行烃水分离。进料分布器和急冷水分布器可以保证进料和急冷水均匀地分布到填料上，规整填料能减少沟流壁流现象发生，具有压降低、通量高、持液量小，气液分布均匀，传热、传质效率高的优点；降液管下端的侧壁上设有多个开孔，使降液管中的液体分为小股液流，平稳流入急冷水区，有效降低来自液体收集盘的液体对下方烃水分离区的扰动；烃水分离区底部出口上设有防涡流挡板，减少急冷水出口上方的紊流和旋流，可有效提高烃水分离效果，减小底部抽出的水中的烃含量。
图1为本实用新型提供的急冷塔的结构示意图；图2为图1中降液管的结构示意图；图3为图1中防涡流挡板的侧视图图4为图1中防涡流挡板的仰视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不限于此。本实用新型提供的急冷塔结构如图1所示，在急冷塔塔体I的上部设有急冷水入口 2和气体出口 3，塔体I下部设有混合气入口 4。在塔体I内设有经管线与急冷水入口 2连接的急冷水分布器5,所述急冷水分布器5可以是常规的液体分布器中的任意一种或其改进形式，以使急冷水在塔体I内部分布均勻。急冷水分布器5的下方设有上、下层填料6、7，使气液可以充分接触，相对于采用一层填料，设置为上、下层填料时，气相可以在二层填料之间的间隔区再次均匀分布。所述上、下层填料6、7所采用的填料可以相同也可以不同，优选地，所述上、下层填料6、7可以是规整填料，比如常见的波纹型陶瓷规整填料，以减小压降、提高传质传热效率。下层填料7的下方设有液体收集盘8，所述液体收集盘8可以采用常规的圆盘形设计，其直径小于塔体I的直径，通过支架19固定在塔体I中，从而在液体收集盘8与塔体之间形成气流通道。液体收集盘8的底部设有与其连通的多个降液管9，比如2个。与混合气入口 4连通的气体分布器10设置在液体收集盘8下方，所述气体分布器10可以是化工领域常用的气体分布器，比如双进口气体分布器(王树楹，现代填料塔技术指南，中国石化出版社，1998. 8. 9)，或其它其它分布器，比如多进口切向分配式气体分布器(中国专利CN102172465A)，以使混合气在塔体内分布均匀。所述塔体I的底部通过隔板分隔为急冷水区15和液态烃溢流区14，急冷水区15和液态烃溢流区14之间设有溢流口12，使急冷水区15上层的液态烃可以溢流进入液态烃溢流区14，例如，在塔体的侧壁上设置有向下倾斜的上隔板11a，塔体底部设置竖直的下隔板11b，上、下搁板IlaUlb共同将塔体底部分隔为急冷水区和液态烃溢流区。急冷水区上层的液态烃可以从上、下搁板之间的溢流口进入液态烃溢流区。急冷水区15底部设有急冷水出口 16，液态烃溢流区14底部设有液态烃出口 17。所述降液管9的下端伸入急冷水区15的液面以下。如图2所示，所述降液管9的下端封闭，其液体出口为设置在降液管下端侧壁上的多个开孔91，比如3-8个，使降液管9中的液体分为小股液流，平稳流入急冷水区15。所述开孔91可以设置在所述降液管9下端的一侧，比如沿降液管的轴向排列，或绕降液管下端的侧壁分布，比如成环形分布或其它形式的分布，只要使降液管中的液体分成小股平稳流入既能水区即可。优选地，所述降液管9的下端与急冷水区出口 16之间的垂直距离为所述溢流口 12与急冷水出口之间垂直距离的1/3-2/3，在不破坏急冷水区15上层液态烃的前提下，使新注入的烃水混合物远离急冷水出口 16，以增大烃水停留时间，利于烃水分离。如图3和图4所示，所述急冷水出口 16上方设有防涡流挡板18，所述防涡流挡板18包括上挡板181和设置在上挡板181的同一侧的多块侧挡板182，每块侧挡板182以其一边垂直固定在上挡板181上，并且所述多块侧挡板182以上挡板181的中心为中心呈放射状分布，相邻两块侧挡板182的夹角相同，优选为25-72度。在使用过程中，混合气从塔体I下部经混合气入口 4进入，通过气体分布器10均匀分散到塔体I内，气体向上运动。急冷水从塔体I上部经急冷水入口 2进入，通过急冷水分布器5均匀分布到填料层的上方，向上的气体在上、下层填料6、7中与向下的急冷水进行充分接触、降温。气体中烃水混合物经降温凝结，随急冷水被液体收集盘8收集，经过降液管9分成小股液流，平稳流入急冷水区15。未凝结的气体继续向上，由塔体上部的气体出口3引出。液态的烃水混合物在急冷水区15进一步分层，上层的液态烃溢流进入液态烃溢流区14，通过底部的液态烃出口 17引出，急冷水区15的急冷水从急冷水出口 16引出。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形，而不脱离本实用新型的主旨。这样，倘若本实用新型的这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形在内。
权利要求1.一种用于甲醇制丙烯烃水分离的急冷塔，所述急冷塔包括塔体、位于塔体上部的急冷水入口和气体出口，以及位于塔体下部的混合气入口， 其特征在于，在塔体内部急冷水入口下方设有经管线连接到急冷水入口的急冷水分布器，所述急冷水分布器的下方设有上、下层填料，所述下层填料的下方设有液体收集盘，所述液体收集盘的底部设有与其连通的降液管，与所述混合气入口连通的气体分布器设置于所述液体收集盘下方，所述塔体的底部通过隔板分隔为急冷水区和液态烃溢流区，所述急冷水区底部设有急冷水出口，所述液态烃溢流区底部设有液态烃出口，所述降液管的下端封闭、伸入急冷水区液面以下，并且在所述降液管下端的侧壁上设有多个开孔。
2.根据权利要求1所述急冷塔，其特征在于，所述隔板包括在塔体的侧壁上倾斜向下设置的上隔板和在塔体底部竖直设置的下隔板，所述上、下搁板之间设有溢流口，共同将塔体底部分隔为急冷水区和液态烃溢流区。
3.根据权利要求2所述急冷塔，其特征在于，所述降液管的下端与急冷水出口之间的垂直距离为所述溢流口与急冷水出口之间垂直距离的1/3-2/3。
4.根据权利要求1-3中的任意一项所述急冷塔，其特征在于，所述急冷水出口上方设有防涡流挡板，所述防涡流挡板包括上挡板和设置在上挡板的同一侧的多块侧挡板，每块侧挡板以其一边垂直固定在上挡板上，并且所述多块侧挡板以上挡板的中心为中心呈放射状分布，且相邻两块侧挡板的夹角相同。
5.根据权利要求4所述急冷塔，其特征在于，所述多个侧挡板中相邻的两块侧挡板的夹角为25-72度。
6.根据权利要求1-3中的任意一项所述急冷塔，其特征在于，所述多个开孔为3-8个。
7.根据权利要求6所述急冷塔，其特征在于，所述多个开孔设置在所述降液管下端的一侧沿降液管的轴向排列，或绕降液管下端的侧壁成环形分布。
8.根据权利要求7所述急冷塔，其特征在于，所述液体收集盘为圆盘形结构，其直径小于塔体直径，通过支架固定在塔体中。
9.根据权利要求8所述急冷塔，其特征在于，所述上、下层填料为陶瓷规整填料。
专利摘要本实用新型涉及一种用于甲醇制丙烯烃水分离的急冷塔，包括塔体、位于塔体上部的急冷水入口和气体出口，以及位于塔体下部的混合气入口，在塔体内部急冷水入口下方设有连接急冷水入口的急冷水分布器，急冷水分布器的下方依次设有上、下层填料、液体收集盘和连接混合气入口的气体分布器，液体收集盘的底部设有与其连通的降液管，塔体底部分隔为急冷水区和液态烃溢流区，降液管下端伸入急冷水区液面下方，其下端设有绕降液管侧壁分布的多个开孔。本实用新型有效地提高了烃水分离效果，减小了底部抽出的水中的烃含量。
文档编号B01D17/02GK202860169SQ20122054225
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者姚敏, 罗春桃, 王峰, 王军, 袁玉龙, 马文瑞 申请人:神华集团有限责任公司, 神华宁夏煤业集团有限责任公司