一种基于两级分布器的填料塔精馏系统及其精馏工艺的制作方法

本发明属于精馏设备，尤其涉及一种基于两级分布器的填料塔精馏系统及其精馏工艺。

背景技术：

1、分布器又为液体分布器，其主要安装于填料塔内顶部，其作用是使液体再塔横截面上均匀分布，是填料塔内极为重要的内件，不仅影响着填料的传质效率，而且还会对填料的操作弹性产生影响，且为了避免填料塔内填料层的液体发生偏流，通常会在填料塔中段再设置分布器，即再分布器。

2、然而填料塔在进行进料操作时，特别是对于间歇精馏塔，其蒸发量、回流量在不同阶段差异很大，有时候还会变换物料，这就导致对塔内分布器和再分布器的操作弹性和稳定性要求非常高，因此分布器和再分布器对整个精馏系统起到至关重要的作用。

3、如中国专利申请号为(cn201420516152.2)公开了一种具分布器的精馏塔，包括一填料精馏塔塔体，且填料精馏塔塔体的顶部与一冷凝塔，且填料精馏塔塔体的底部连接一塔釜，且填料精馏塔与冷凝塔及塔釜连通，且填料精馏塔塔体内部设有第一填料段及第二填料段，且第一填料段设于第二填料段的上方，还包括一料液罐，还包括一分液装置，且分液装置通过一第一出液管连接一产品罐,还包括一分布器，该申请的分布器操作弹性小，如遇回流量过多，容易导致液体溢至导气管顶端，影响分布均匀性。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种基于两级分布器的填料塔精馏系统及其精馏工艺,达到了对液体两级分布，操作弹性大，能够应对回流量多的情况。

2、有鉴于此，本发明提供一种基于两级分布器的填料塔精馏系统，包括：

3、填料塔，填料塔内塔顶设有两级分布器，塔中设有两级再分布器，且塔顶开设有第一出气口和回流口，塔底开设有第一进气口和第一出液口；

4、蒸发釜，蒸发釜开设有回液口与第一出液口连通以及开设有第二出气口与第一进气口连通；

5、冷凝器，冷凝器开设有第二进气口和第二出液口，且第二进气口与第一出气口连通，而第二出液口与回流口连通；

6、储罐，储罐开设有进液口与第二出液口连通；

7、其中，第二出液口与回流口之间以及第二出液口与进液口之间均设有阀门，且第二出液口与进液口之间还设有取样阀。

8、在本技术方案中，通过采用两级分布器和两级再分布器，从而便于依据回流量来调节分布器和再分布器，避免回流量过大溢出，造成液体分布不均匀，且操作弹性大，稳定性好。

9、在上述技术方案中，进一步的，还包括：

10、集液装置，集液装置安装在填料塔内，且分别安装与两级分布器上方和两级再分布器上方；

11、其中，两级分布器与两级再分布器均包括：

12、接液斗，接液斗安装在集液装置下方，且由集液装置将液体导入接液斗内，并在接液斗内安装有过滤网；

13、第一分布管，第一分布管安装在接液斗下方，且与接液斗底端的出口之间设有第一连接管连通；

14、第二分布管，第二分布管安装第一分布管下方，且与第一分布管底面之间设有第二连接管连通；

15、其中，第一分布管和第二分布管底面均开设有多个小孔。

16、在本技术方案中，通过集液装置，便于将回流的液体收集并导入接液斗内，从而便于第一分布管和第二分布管对液体进行均匀分布，且在回流量小的时候仅采用设置在下层的第二分布管进行分布，回流量大的时候，液体溢至第一分布管，启动处于上层的第一分布管，从而避免液体溢出，影响液体分布均匀性；而过滤网可以阻挡颗粒状异物杂质，防止堵塞小孔。

17、在上述技术方案中，进一步的，第一分布管包括：

18、第一主管，第一主管与接液斗之间通过第一连接管连通；

19、第一支管，第一支管为多个，并安装在第一主管底面，且与第一主管的连接处开设有第一连接孔连通；

20、其中，多个小孔开设在第一支管的底面，且第一主管与第一支管的端口均封闭，并在相邻的第一支管之间形成气相通道。

21、在本技术方案中，通过将第一分布管设置成第一主管和多个第一支管，第一主管起到导流的作用，便于液体流至多个第一支管，而后多个第一支管便于对液体进行均匀分布，而相邻的第一支管之间形成气相通道，该气相通道为多个，能够有效避免气阻和压力降升高，对塔内液泛、冲料等异常现象起到缓冲和减少的效果。

22、在上述技术方案中，进一步的，第二分布管包括：

23、第二主管，第二主管与第一主管之间通过第二连接管连通；

24、第二支管，第二支管为多个，并安装在第二主管底面，且与第二主管的连接处开设有第二连接孔连通；

25、其中，多个小孔开设在第二支管的底面，且第二主管与第二支管的端口均封闭，并在相邻的第二支管之间形成气相通道。

26、在本技术方案中，通过将第二分布管设置成第二主管和多个第二支管，第二主管起到导流的作用，便于液体流至多个第二支管，而后多个第二支管便于对液体进行均匀分布，而相邻的第二支管之间形成气相通道，该气相通道为多个，能够有效避免气阻和压力降升高，对塔内液泛、冲料等异常现象起到缓冲和减少的效果。

27、在上述技术方案中，进一步的：

28、第一支管与第二支管在同一纵向面上交错排列分布；

29、第一支管上的小孔与第二支管上的小孔在同一水平面上交错排列分布。

30、在本技术方案中，通过将第一支管和第二支管在同一纵向面上交错排列分布以及第一支管上的小孔与第二支管上的小孔在同一水平面上交错排列分布，并且第一支管和第二支管分别处于不同层面，进而能够不影响气相通道的情况下，有效提高液体均匀分布，分布点位成倍增加，大大提高分布效果。

31、在上述技术方案中，进一步的：

32、第一支管上小孔的直径尺寸大于第二支管上小孔的直径尺寸。

33、在本技术方案中，通过将高层的第一支管上小孔的直径尺寸设置成大于底层的第二支管上小孔的直径尺寸，能够使得回流量较大的时候，流量能够成倍数增加，有效防止液体溢出接液斗，影响液体分布的均匀性。

34、在上述技术方案中，进一步的：

35、同一第一支管上小孔的直径尺寸以及同一第二支管上小孔的直径尺寸沿靠近填料塔内壁的一侧均依次增加。

36、在本技术方案中，通过上述设置，使得同一第一支管或第二支管上，能够促进液体更容易流向靠近填料塔内壁的一侧，进而保证同一第一支管或第二支管上的小孔均参与，保证液体分布的均匀性。

37、在上述技术方案中，进一步的，集液装置包括：

38、导流斗，导流斗安装在接液斗上方，且开设有与接液斗相对应的导流孔；

39、导流筒，导流筒安装在导流孔的内壁上；

40、引流组件，引流组件安装在导流斗上，且用于将液体引流至导流斗内。

41、在本技术方案中，通过导流斗，便于将引流组件上流下的液体引导至导流孔处，并通过导流筒的设置，消除导流斗对液体带来的水平流动，促使液体在导流孔处扭转形成竖直向下流动，进而便于液体进入接液斗，防止液体飞溅出接液斗。

42、在上述技术方案中，进一步的，引流组件包括：

43、引流斗，引流斗为多个，且等间距安装在导流斗上，并开设有与导流斗相对应设置的引流孔；

44、引流筒，引流筒一端连接在引流孔内壁上，另一端延伸至导流斗内；

45、引流斜板，引流斜板为多个，且一端分别对应连接在多个引流斗上，另一端延伸至相邻的引流斗上方形成引流折板；

46、其中，两两相邻的引流斜板之间形成气相通道。

47、在本技术方案中，通过多个引流斜板将回流的液体均引导至引流斗内，从而便于液体通过引流孔进入导流斗，而引流筒可以消除引流斗对液体带来的水平流动，促使液体再引流孔处扭转形成竖直向下流动，进而便于液体进入导流斗，防止液体飞溅出导流斗。

48、本发明提供一种基于两级分布器的填料塔精馏系统的精馏工艺，包括以下步骤：

49、s1：蒸发釜对物料进行加热蒸发，使其经第二出气口和第一进气口进入填料塔底部，并沿填料塔上升；

50、s2：蒸汽经第一出气口与第二进气口进入冷凝器，并关闭第二出液口和进液口之间的阀门，使得冷凝器第二出液口流出的液体全回流至填料塔内的集液装置上，并经集液装置进入两级分布器以及两级再分布器；

51、其中，此时回流液体较多，第二分布管排液不及，分布管内液体经第二连接管溢至第一分布管，从而保证气相通道不变的情况下提高液体下落密度，进而促进下落液体与上升蒸汽的交换传质；

52、s3：通过取压阀对回流液体进行检测，符合要求后打开第二出液口与进液口之间的阀门，将符合要求的液体流至储罐中，并将部分液体回流至填料塔；

53、其中，此时回流液体明显降低，在第二分布管排液及时时，液体再第二连接管内下降，从而仅通过第一分布管进行液体分布，并在回流量的变化中，自动控制第二分布管是否参与液体分布；

54、s4：在精馏完成后，关闭第二出液口与回流口之间的阀门，使得液体全流入储罐中。

55、在本技术方案中，在液体流量较小时，仅下层第二支管工作，小孔结构确保分布点的均匀，当液体流量增大时，下层第二支管持续工作，且第二连接管内的液位上升，直至超过第一支管，上下两层的第一支管与第二支管均进行工作，此时两层分布点均匀喷淋且点位成倍增加，大大提高了分布以及再分布效果，分布器以及再分布器的操作弹性大，在各类型操作条件下均具有较好的性能，具有宽泛的适用性，可应用于加压、常减压工况，较大或较小的液气比、塔内气速、液体喷淋量；并且由于分布器以及再分布器的构造属于重力自流式，在塔内基本不受塔内压力影响，可适用各种压力工况，多层构造形成较大的气相通道，在各种相对苛刻的气液工况下均能自动调节，具有较好的分布效果。

56、本发明的有益效果为：

57、1.通过集液装置，便于将回流的液体收集并导入接液斗内，从而便于第一分布管和第二分布管对液体进行均匀分布，且在回流量小的时候仅采用设置在下层的第二分布管进行分布，回流量大的时候，液体溢至第一分布管，启动处于上层的第一分布管，从而避免液体溢出，影响液体分布均匀性；而过滤网可以阻挡颗粒状异物杂质，防止堵塞小孔；

58、2.通过将第一支管和第二支管在同一纵向面上交错排列分布以及第一支管上的小孔与第二支管上的小孔在同一水平面上交错排列分布，并且第一支管和第二支管分别处于不同层面，进而能够不影响气相通道的情况下，有效提高液体均匀分布，分布点位成倍增加，大大提高分布效果；

59、3.通过导流斗和多个引流斜板便于对回流的液体起到引导的效果，导流筒和引流筒可以消除导流斗和引流斗对液体带来的水平流动，促使液体在导流孔和引流孔处扭转形成竖直向下流动，进而便于液体进入导流斗和接液斗，防止液体飞溅出导流斗和接液斗；

60、4.分布器以及再分布器的操作弹性大，在各类型操作条件下均具有较好的性能，具有宽泛的适用性，可应用于加压、常减压工况，较大或较小的液气比、塔内气速、液体喷淋量；并且由于分布器以及再分布器的构造属于重力自流式，在塔内基本不受塔内压力影响，可适用各种压力工况，多层构造形成较大的气相通道，在各种相对苛刻的气液工况下均能自动调节，具有较好的分布效果。