[发明专利]分馏塔的进料段

说明书

技术领域

本发明整体涉及分馏塔。特别是它涉及蒸馏塔，其中进料流是液相或在塔的上游是气和液混合物，但当进料进入塔中时它汽化或更汽化。这样的塔包含一塔段，从一个或多个进口将进料流引入到该塔段中。因而在该领域需要改进进料流到这样的塔中的引入和改进进料到这样的段中的分布。

背景技术

闪蒸是蒸馏塔内的普遍现象，当降低到塔内的主压时至少部分进料流发生相变化。因而得到的进入塔的进料流是气/液混合物。根据加工的要求在应用中已经证明很难有效率地和有效益地将这样的进料引入到塔中。

当有上分馏段时，至少在进料输入位置上面的一段，一个要求是需要将进料流中的气相部分均匀地分配到上分馏段。一个相关的要求是理想地是没有气流的局部速度峰值。当有下分馏段时，至少在进料输入位置下面的一段，要求是需要将进料流的任何液相部分汇集起来并引入到下分馏段。下分馏段可以包含特殊的位置如到液体分配器的入口。

与进料流引入到塔中的效率和有效性有关的另一个因素是任何气流由于下段的任何分馏作用从下分馏段上升。该向上的气流要通过引入进料的塔段然后流入上分馏段。为了理想地操作，由进料流产生的气体部分和上升的气流需要充分地混合以便产生单一均匀的气休，它在上分馏段的横截面积上无论是组分或者温度都没有变化。

目前，一种工业实践是通过进料进塔之前降低进料流的压力而避免在塔内产生大量的闪蒸。这是由在塔上游的一个装置完成，它将进料流的压力降低到塔本身所需的值。通常通过管子将从该上游装置出来的进料流输送到塔，此时的进料流是含有显著分量气体的气/液混合物。大量的气体意味着或者该管子必须有相对大的直径以便保持管内气/液混合物的流速较低,或者在管子的直径较小的情况下在管内产生不希望的高速。

具有大的管子是不希望的因为这需要更高的塔的进料段。这就增加该塔所需的整个高度，对设计成本、建造成本、操作成本和维修成本都有不利的影响。大口径的管路还更困难，占据更大的空间和需要更大的费用。而具有小管子的缺点是由气/液混合物的高流速和其他特性引起的腐蚀问题的风险加大。

通常，上游装置是控制阀形式的流量控制机构。控制阀有利于得到大部分的降压。由这种降压步骤产生的显著分量的气体给这种阀的设计和确定尺寸产生附加的问题。这是由于出口状态与入口状态有很大的不同。由于两相流（气/液混合物）必须仔细小心地设计阀在塔上游的位置和阀下游的管道以便避免流动不稳定和腐蚀产生的问题。

在H. Kister所著的“蒸馏操作”（由McGraw-Hill出版，书号ISBN 0-07-034910-X）一书中可以找到当前工业实践的范例和讨论，特别是图2.2j，它解释用切向进口进塔以便满足上述加工的要求。

由R. F. Strigle. Jr.所著的“填料塔设计和应用”一书（由Gulf出版公司在1994年出版（第二版），书号ISBN 0-88415-179-4）在图10-15和10-16中对进料流压力降低到塔压时产生气/液混合物的进料流给予某些范例。一个实例使用发生闪蒸的室。在第2实例中已经沿着塔的壁装设环形的沟槽并将进料引导在该沟槽的上面和进入沟槽。两个例子都应用在小直径的塔。

在炼油厂和石油化工厂中有某些具体的例子其中与进料流闪蒸有关的上述条件是很普遍的；特别是在常压和加压蒸馏塔中，和尤其是在真空蒸馏塔中。更普遍的是，在某些真空蒸馏塔中一个特殊的位置是再沸器回到塔的地方，在那里将气/液混合物从再沸器引入到塔中，再沸器用作汽化装置。

本发明所属技术领域的普通技术人员将会认识到上述状态和相关问题在所有系统中有闪蒸进料的接触装置中至少在某种程度上都是存在的。

发明内容

本发明的一个目的是方便将闪蒸的进料流引入和分配到接触装置塔。

一个目的是提供一种进料分配装置，通过保持进料流压力足够高基本上防止进料流的闪蒸直到进料流排出进料分配装置。通过布置有足够压力降的许多孔到所述的进料分配装置来达到保持该压力，而让闪蒸或汽化发生在分配装置内。更特别的是，进料流的闪蒸基本上发生在当进料流通过该孔和在节流（或临界）状态下流过该孔时发生。

另外,本发明的一个目的是提供一种进料分配装置，与没有进料分配装置或其他进料分配装置的分布比较可以用该装置将进料闪蒸发生的气体沿着进料位置上面的分馏段的横截面更加均匀地分布。

本发明的辅助目的是，单独或与更加均匀地分配进料一起，通过使用进料分配装置,当由进料闪蒸产生的气体被引入到进料位置上面的分馏段时，减少它至少一部分的局部速度的最大幅值。