专利名称：多降液管塔盘的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油炼制、石油化工工业中用于分馏或精馏装置的多降液管塔盘。
现有常用的多降液管塔盘，如国外的MD筛板，或国内的DJ塔盘，其主要结构特征是(1)降液管为矩形槽，布置在塔盘中间，降液管的四周都起溢流作用，大大增加了溢流堰的长度；(2)降液管悬挂在气相空间，塔盘上没有受液盘，增大了塔盘的有效鼓泡面积。但现有的多降液管塔盘尚存在一些不足之处，尤其是对分离精度要求较高的场合。原因是现有的多降液管塔盘，其塔盘上的塔板均为筛孔板。筛孔板本身的传质效率就不高，而且，考虑到各层塔盘上的气体分布均匀，一般都使相邻两层塔盘上的降液管沿互相垂直的方向设置，故又造成塔盘上的液体返混程度大，流程短，所以造成现有多降液管塔盘的传质效率较低。另外，筛孔板的另一个弱点是操作弹性小，当气相负荷低时，塔板泄漏严重；当气相负荷高时，雾沫夹带严重。因此，使现有的多降液管塔盘的工业应用受到限制。尽管近年来人们对多降液管塔盘做了很多改进，如在塔板上设导流板，强化传质效果(见《炼油设计》1997年第27卷第6期，第22～25页)，或在相邻两层塔盘之间设置填料，增大操作弹性(见美国专利US5366666)，虽然在一定程度上使相应的性能有所提高，但仍没有从根本上消除现有多降液管塔盘的不足。到目前为止，现有多降液管塔盘仍主要应用在对分馏精度和操作弹性要求不高，液相负荷特别高的场合。
本实用新型的目的在于提供一种塔板效率高、操作弹性大的多降液管塔盘。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种多降液管塔盘，包括塔板、矩形降液管，矩形降液管为一根或多根，相邻两层塔盘上的矩形降液管互相垂直，其特征在于塔板为浮阀塔板，其上设有浮阀，矩形降液管的下部设有布液槽，位于矩形降液管两端之间的布液槽与矩形降液管垂直相交，且设在下层塔盘上两个相邻矩形降液管之间塔板中间的上方，位于矩形降液管两端的布液槽与矩形降液管倾斜相交，沿塔壁设置，矩形降液管设布液槽的部位的底板上和布液槽的底板上开有布液孔。
本实用新型所述多降液管塔盘的工作情况是这样的气相由下一层塔盘上升到上一层塔盘，通过浮阀使阀片浮起，由阀片与塔板之间的缝隙流出，然后与塔板上的液相进行质量和热量传递。液相与气相接触后，流向矩形降液管，经矩形降液管和布液槽底板上的布液孔，将液体均匀地降到下一层塔盘的受液区内。
本实用新型所述的多降液管塔盘，包括两种类型。一类是塔盘上设有多根矩形降液管(以下称为多降液管塔盘)，另一类是塔盘上设有一根矩形降液管(以下称为单降液管塔盘)。
本实用新型所述的多降液管塔盘，液体通过布液槽沿着与下层塔盘矩形降液管平行的方向降到下层塔盘的受液区内(除矩形降液管两端的布液槽之外)。这可使塔盘上各部位的液体流程都能达到最长，同时也克服了以往的多降液管塔盘因液体沿与下一层塔盘矩形降液管垂直的方向降落而造成的液体返混程度大、影响传质效果的缺点。所以，本实用新型所述的多降液管塔盘可使塔盘上各个部位的气液两相接触时间都达到最长。也就是说，假设多降液管塔盘的气液传质元件相同时，本实用新型的降液管结构可使塔盘的传质效率达到最高。
采用浮阀塔板是本实用新型与以往的多降液管塔盘的主要区别之一。浮阀塔板的优点是在低气相负荷时，部分浮阀会自动关闭，不会象筛孔那样造成大量泄漏；在高气相负荷时，浮阀塔板的雾沫夹带也比筛孔板明显地小。而且，同样开孔率和操作条件下，浮阀塔板的传质效率也比筛孔板的高。所以，本实用新型所述的多降液管塔盘，是一种集以往多降液管塔盘优点和高效传质元件为一体的新结构。与以往的多降液管塔盘相比，其传质效率可提高10％，处理能力可提高10％，操作弹性可增大1.5～2倍。
本实用新型的单降液管塔盘，与普通错流的双溢流浮阀塔盘相比，具有如下特点(1)塔盘上没有受液盘，明显增大了塔盘的有效鼓泡面积；(2)每层塔盘上的液体都从中间降液，降液管的溢流堰长度明显比普通双溢流塔盘两侧降液时的大。所以，本实用新型的单降液管塔盘与普通错流双溢流浮阀塔盘相比，在保证整塔分离精度的同时，可将处理能力提高约30％。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型多降液管塔盘的结构示意图，示出了二层塔盘。
图2为
图1的A-A剖视图。
图3为布液槽剖视图。
图4为本实用新型多降液管塔盘的局部立体结构示意图。
图5为本实用新型单降液管塔盘的局部立体结构示意图。
图1和图2所示的多降液管塔盘，主要包括塔板3和多根矩形降液管6(以每层塔盘上设三根矩形降液管为例)。图中箭头表示液体流动方向。塔板3为浮阀塔板，其上设有浮阀4，浮阀4的结构形式为圆形、梯形或条形，以及其他形式，其中以梯形和条形为佳。塔板3固定在支撑圈7上，支撑圈7与塔壁1相连。
相邻两层塔盘上的矩形降液管6沿互相垂直的方向设置。矩形降液管6的下部设有布液槽2，布液槽2的断面形状可以是圆形、三角形、菱形或长方形，其中以长方形为好。矩形降液管6设布液槽2的部位的底板上和布液槽2的底板上开有布液孔5(见图3)，布液孔5的形状可以是圆形、椭圆形、方形或长方形，其中以长方形为好。
布液槽2的设置及与矩形降液管6的相对方位如
图1、图2和图4所示。在矩形降液管6两端之间，两者垂直相交，布液槽2与下一层塔盘的矩形降液管平行，且分别设在下一层塔盘两个相邻矩形降液管之间塔板中间的上方。在矩形降液管6的两端靠近塔壁1处，两者倾斜相交，布液槽2沿塔壁1布置。这种设置方式能使液体均匀地分布于下层塔盘的受液区，并且最大限度地增大整个塔盘上所有液体的流程长度，使塔盘上各个部位的气液接触时间都能达到最长。此处，受液区是指布液槽(2)正对的下层塔盘的区域。
布液槽2和布液孔5的大小、个数的设计，应保证将上一层塔盘的所有液体均匀地降到下一层塔盘的受液区。
塔板3上浮阀4的阀片在非受液区的升启高度为4～20毫米，在受液区的升启高度为4～12毫米，以减少因液体冲击造成的泄漏。
图5所示为本实用新型的单降液管塔盘。与多降液管塔盘的区别是，每层塔盘仅设一根矩形降液管6。矩形降液管6位于塔板3的中部，相邻两层塔盘上的矩形降液管6互相垂直设置。塔板3为浮阀塔板，其上设有浮阀4。矩形降液管6两端的下部设有布液槽2，与矩形降液管6垂直相交，与下层塔盘上的矩形降液管平行。矩形降液管6设布液槽2的部位的底板上和布液槽2的底板上开有布液孔。
本实用新型所述多降液管塔盘的浮阀，可采用石油炼制、石油化工工业广泛应用的各种圆形、梯形或条形浮阀，以及其他类型的浮阀；如中国专利ZL92208360.6和ZL96218634.1介绍的梯形浮阀和条形浮阀，以及梯形浮阀和条形浮阀的改进形式。使用这些浮阀均可取得良好的效果。
本实用新型所述的多降液管塔盘可广泛应用于石油炼制和石油化工工业中的旧装置改造或新装置设计上。例如用于100×104吨/年催化裂化装置的主分馏塔改造，主分馏塔的直径为4.2米。改造前为普通错流双溢流固舌塔盘，改造后每层塔盘上设3根矩形降液管，相邻两层塔盘上的矩形降液管沿互相垂直的方向设置。塔板上的传质元件为梯形浮阀，每一层塔盘上梯形浮阀的个数为1000个，排列方式为顺排排列。布液孔为长方形，布液孔面积与降液管面积之比为0.25。主分馏塔改造后可满足140×104吨/年处理能力的要求，而且各侧线产品的分离精度均能达到生产厂的要求。
权利要求1.一种多降液管塔盘，包括塔板(3)、矩形降液管(6)，矩形降液管(6)为一根或多根，相邻两层塔盘上的矩形降液管(6)互相垂直，其特征在于塔板(3)为浮阀塔板，其上设有浮阀(4)，矩形降液管(6)的下部设有布液槽(2)，位于矩形降液管(6)两端之间的布液槽(2)与矩形降液管(6)垂直相交，且设在下层塔盘上两个相邻矩形降液管(6)之间塔板中间的上方，位于矩形降液管(6)两端的布液槽(2)与矩形降液管(6)倾斜相交，沿塔壁(1)设置，矩形降液管(6)设布液槽(2)的部位的底板上和布液槽(2)的底板上开有布液孔(5)。
2.根据权利要求1所述的多降液管塔盘，其特征在于浮阀(4)的结构形式为圆形、梯形或条形。
3.根据权利要求2所述的多降液管塔盘，其特征在于浮阀(4)的阀片在非受液区的升启高度为4～20毫米，在受液区的升启高度为4～12毫米。
4.根据权利要求1或2或3所述的多降液管塔盘，其特征在于布液槽(2)的断面形状为圆形、三角形、菱形或长方形，布液孔(5)的形状为圆形、椭圆形、方形或长方形。
专利摘要本实用新型公开了一种多降液管塔盘。该塔盘包括塔板3、一根或多根矩形降液管6。塔板3为浮阀塔板，其上设有浮阀4。矩形降液管6的下部设有布液槽2，矩形降液管6设布液槽2的部位的底板上和布液槽2的底板上开有布液孔5，将上一层塔盘上的液体均匀地降到下一层塔盘的受液区内。这种多降液管塔盘集以往多降液管塔盘和浮阀塔板的优点为一体，具有处理能力大、传质效率高、操作弹性大等特点。
文档编号B01D3/14GK2355766SQ9920268
公开日1999年12月29日 申请日期1999年1月21日 优先权日1999年1月21日
发明者侯文有, 李生斌, 张荣庆, 李围潮, 刘兴, 盛在行, 高有飞, 段振宇, 蔡连波 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石化洛阳石油化工工程公司, 中国石化集团北京石油化工工程公司