包括液体分配器和有角型材制成的传质塔板的塔的制作方法
【专利说明】包括液体分配器和有角型材制成的传质塔板的塔
[0001] 本发明设及塔，更具体地是用于液相和气相之间的传质和/或能量传递，所述气相 与所述液相逆流传递。
[0002] 运种类型的塔具有沿着纵轴延伸并包围所述塔的内部的壳，并且具有至少一个传 质塔板，其在塔的内部在塔横截面上延伸，所述塔横截面相对于纵轴横向延伸。运种塔还具 有至少一个液体分配器，设计所述液体分配器W用液相供应所述至少一个传质塔板，W便 用气相进行传质和/或能量传递，所述气相逆流通过所述至少一个传质塔板。
[0003] 例如，上述类型的塔被用作石油洗涂塔(称为主分馈器）、水骤冷塔(称为骤冷水 塔）W及在原油加工中用于常压蒸馈和减压蒸馈的塔。由于所得的相对长链控的冷凝物，运 类塔遭受严重结垢，对所使用的传质塔板和/或元件具有有害后果。
[0004] 所述石油洗涂塔的最大结垢问题是聚合物形成对于各传质塔板所造成的。运种聚 合物形成主要基于两种机制。
[0005] 首先，冷凝组分包括单体(例如运些是不饱和控，如环烧控、巧或苯乙締）。运些单 体可W在特定条件下形成聚合物。运些条件可能包括适合于聚合的溫度范围、单体W足够 高浓度的存在、在内部的长停留时间W及诱的存在。运些影响被称为"结垢因素"。理论上应 防止所有运四种条件的发生。
[0006] 其次，在向下的途中，作为第一洗涂介质被引入到石油精段的所述液态控的主要 部分通过石油精段蒸发。因此，最小量的液体W及由此的液体的最长停留时间在石油精段 的下端的传质塔板或元件上。此外，随着回流增加，长链控的蒸发增加，因此气态塔顶产物 的溫度也升高。
[0007] 因此，在此基础上，本发明所解决的问题是:设计上述类型的塔，使其较不容易结 垢，没有传递活性与容量的减损，更具体地，没有任何实质减损。
[000引通过具有权利要求1的特征的塔，解决了此问题。
[0009] 相应地，对传质塔板做出规定，其具有多个彼此平行延伸且彼此具有距离的径流 元件，更具体地是W有角型材(angular profile)的形式，其各自沿着所述塔横截面延伸， 其中径流元件各自具有沿着塔横截面延伸的第一和第二径流表面(更具体地，平面表面）， 其中运两个径流表面在液体分配器的方向上W成角度的方式沿着塔壳的纵轴会聚并相遇， 并且通过运样做，形成沿着所述塔横截面延伸的边缘，其中所述液体分配器被设计成W限 定的方式将液相施加到传质元件的边缘，从而使施加到相应径流元件的液相经由边缘两侧 的径流表面从相应的径流元件流走。径流元件的边缘也可W是圆形的设计。径流元件优选 具有突出的边缘。
[0010] 此外，根据本发明，液体分配器具有多个切口，液相可W通过切口被施加到径流元 件的边缘，各切口被垂直设置在所分派的径流元件的边缘上方。此外，液体分配器具有多条 最终分配器通道，其各自沿所述塔横截面延伸并且还相对于径流元件横向延伸。此外，最终 分配器通道各自具有基部，其沿着塔横截面延伸，W及两个从所述基部开始的侧壁，所述侧 壁各自具有上凸缘，并且切口 W空缺、更具体地W矩形空缺的形式被形成于两个上凸缘。
[0011] 在有角型材形式的径流元件(尤其是有等臂的那些)的情况下，径流元件具有两个 臂，其沿着液体分配器的方向上的纵轴成角度(更具体地成直角)会聚，并且相遇，并且通过 运样做，形成沿着塔横截面延伸的边缘。然后，相应的径流元件或有角型材的径流表面由臂 的向上翻转的顶面形成（即，面对液体分配器的那些）。
[0012] 所述臂或径流表面优选包括在80°-100°范围内的角度，更具体地90°的角度。径流 表面的垂直于它们的纵向长度方向的宽度优选在40mm-l 50mm的范围内，优选100mm。
[0013] 优选地，塔的或塔壳的所述纵轴沿垂直线延伸，相对于适当地设置并且准备运行 的塔。塔的壳至少部分是圆柱形设计，在运种情况下，塔的纵轴与壳的圆柱轴线重合。
[0014] 有利地，本发明的传质塔板能够产生液相的多重帘（curtain),即，通过从径流表 面流下的液相，W及，如果可能或另外，在径流表面上产生两相层，运有助于提高效率。在运 方面，在试验中已经显现，本发明的传质塔板，也称为级联塔板，与穿流塔板相当。运些是无 降液管但具有较大通道开口的筛状塔板，更具体地具有在20mm-40mm的范围内的直径，其中 气相与液相逆流流动通过通道开口。
[0015] 试验还已经表明，所述级联塔板在容量和效率方面优于单流相对侧挡板(Single- f 1OW Side-to-side baf f 1 e)。相对侧挡板是单流或多流的、倾斜或者水平的塔板，具体是 贯穿结构（throu曲cons化uction)，因而不具有通道开口，并且其仅仅在塔横截面的一部 分的上方延伸，塔板一块在另一块之上方彼此偏移地设置，从而使从一块塔板流下的相到 达设置在其下面的塔板上。例如，运样的塔板可W交替地在塔的相对侧布置，从而使液相在 塔内向下的途中来回流动。
[0016] 由于它们的结构，有利地，本发明的传质塔板不易结垢，例如不存在可能迅速被堵 塞的任何小面积开口。根据测试，效率比较高，大约是单流或双流相对侧挡板的两倍高。此 夕h它们的容量超过了相对侧挡板的容量。由于有角径流元件(angular runoff element)， 本发明的传质塔板还具有比较高的结构强度，但优选使用悬挂式支架(见下文）。
[0017] 径流元件或它们的径流表面(或所述臂)优选具有纵向延伸设计，运意味着在其纵 向长度的方向上，它们的长度大于它们相对于该方向横向的方向的长度，并且优选在整个 塔横截面上延伸，即，从壳的一个内部区域到塔的壳的相对侧的内部区域。运些径流元件可 W由多个片段组成，每个本身被设计为径流元件，并且在纵向长度的方向上被一个接一个 地设置。两个运样的片段之间存在(并且中断复合径流元件的径流表面)的间隙可W由封盖 元件隐藏，其抵靠相应片段的两个径流表面片段，产生均匀径流元件的整体印象，具体地其 基本上沿着整个塔横截面从塔的壳的一个内部区域向塔的壳的相对侧内部区域延伸。
[0018] 优选地，传质塔板在整个塔横截面上延伸，彼此平行地延伸的径流元件优选设置 为彼此等距离地相对于它们的纵向长度方向而横向延伸，运意味着相邻径流元件对在传质 塔板上限定细长通道开口或孔，气相通过所述通道开口或孔能够沿着塔壳的纵轴在塔中上 升。
[0019] 更优选地，所述传质塔板具有支撑环，传质塔板经由支撑环被固定到位，特别是在 壳上，支撑环优选沿所述塔横截面围绕塔的壳的内部。在每种情况下，运种情况下的径流元 件优选通过第一端部区域W及相对的第二端部区域位于支撑环上。在运种设置中，端部区 域之一通过固定轴承、另一端部区域通过滑动轴承安装在支撑环上。在一个径流元件由多 个片段组成的情况下，每个片段优选有一个固定轴承;所讨论的片段的其他轴承优选是滑 动轴承。
[0020] 此外，传质元件可w由一个、两个或多个承载件(更具体地，异型承载件)支撑，其 彼此平行地延伸，并且沿着所述塔横截面延伸，运些承载件相对于径流元件横向延伸，并且 作为其上有径流元件和/或它们的组件(见上文)的部件。其端部区域相对，该承载件优选各 自晒合在支撑环的下方，并且各自在一侧上经由设置在支撑环下方的滑动轴承并且在另一 侧上经由设置在支撑环下方的固定轴承连接到壳。
[0021] 所述塔优选地具有多块运样的传质塔板，其沿着塔壳的纵轴一块在另一块之上设 置，优选地传质塔板彼此平行地延伸。两块相邻传质塔板的径流元件优选被设置成相对彼 此具有偏移，从而从上部径流元件的一个径流表面流下的液相撞击到在其下方偏移设置的 下部径流元件的径流表面上。
[0022] 如已经解释的，所述至少一个液体分配器更优选具有多个切口，通过所述切口液 相可W被施加到径流元件和/或有角型材的边缘。为此目的的切口优选各自沿着塔壳的纵 轴被垂直地设置在所分派的径流元件或有角型材的边缘上方。
[0023] 运有利地确保了液体的全部量在最上部的传质塔板上已经可用，相比之下，喷雾 喷嘴通常30%-50%的液体最后在径流元件之间的间隙或通道，从而仅仅在下部的传质塔 板上有效。因此，优选地，设计第一液体分配器W将液相完全施加到径流元件上，更具体地 引导到其边缘上。此外，当液体被喷雾(小液滴)时，不利地，通过各塔顶的液体流出物较多。
[0024] 如已经解释的，至少一个液体分配器更优选具有多条纵向延伸的最终分配器通 道，基本上在整个所述塔横截面上，其每个沿着所述塔横截面延伸并且也相对于径流元件 或它们相应的纵向长度的方向横向延伸。
[0025] 所述最终分配器通道优选各自具有沿着塔横截面延伸的基部，W及两个从所述基 部开始的侧壁，其纵向延伸，并且彼此相对，所述侧壁各自具有上凸缘，并且W空缺形式、更 具体是矩形空缺形式的切口形成于运两个上凸缘上。此外，在端面，最终分配器通道优选被 另外的侧壁包围。侧壁的凸缘上的所述空缺或切口更特别地各自具有下边缘，液相经由下 边缘从相应的最终分配器通道流到径流元件的下面边缘上，其中该下边缘沿着塔的纵轴与 所讨论的最终分配器通道的相应的