[发明专利]内置降膜式重沸器精馏塔及其精馏方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工设备，特别是涉及内置降膜式重沸器精馏塔及其精馏方法。

背景技术

降膜重沸器的工作原理是：将料液经上管箱成膜分配器均匀分配至各换热管内，料液在重力和气流作用下呈均匀膜状自上而下流动，受换热管外侧加热介质加热不断汽化，并从换热管下管箱以气液两相的形式流出。降膜重沸器具有压降极小、传热系数高、要求传热温差低等一系列优点，特别适用于热敏性及高真空工况，广泛应用于化工、医药、食品等行业。

传统的精馏塔，降膜重沸器设置在塔体外侧，多采用强制循环形式，需采用泵来增压，势必增加相应的设备投资与操作成本。同时，由于降膜重沸器的关键在于换热管内成膜效果，而泵送出重沸器物料不可避免具有一定不连续性和波动性，操作不稳定导致成膜效果较差，或需采用设计复杂的成膜分配器以满足其成膜效果，势必也将增加投资成本。

发明内容

基于此，有必要针对传统的精馏塔，降膜式重沸器设置在塔体外侧，需采用泵增压，操作不稳定导致成膜效果较差、投资操作成本高的问题，提供一种操作稳定、成膜效果好、投资操作成本低的内置降膜式重沸器精馏塔。

本发明还提供一种内置降膜式重沸器精馏塔的精馏方法。

一种内置降膜式重沸器精馏塔，包括塔釜和设置在所述塔釜内的降膜重沸器，所述降膜重沸器包括上管板、下管板、至少一根升气管结构和至少两根换热管结构，所述上管板水平设置在所述塔釜内远离底部的一端，所述下管板水平设置在所述塔釜内靠近底部的一端，每根所述升气管结构竖直设置在所述上管板和下管板之间，且每根所述升气管结构的一端穿过所述上管板固定，另一端穿过所述下管板固定，每根所述换热管结构竖直设置在所述上管板和下管板之间，且每根所述换热管结构的一端穿过所述上管板固定，另一端穿过所述下管板固定，每根所述升气管结构穿过所述上管板的一端高于每根所述换热管结构穿过所述上管板的一端。

在其中一个实施例中，所述至少一根升气管结构和所述至少两根换热管结构交错均匀分布在所述上管板和下管板之间。

在其中一个实施例中，每根所述升气管结构包括升气管、筋条和盖板，所述升气管竖直设置在所述上管板和下管板之间，且所述升气管的一端穿过所述上管板固定，另一端穿过所述下管板固定，所述升气管穿过所述上管板的一端通过所述筋条与所述盖板相连。

在其中一个实施例中，每根所述换热管结构包括换热管、导流管和盖帽，所述换热管竖直设置在所述上管板和下管板之间，且所述换热管的一端穿过所述上管板固定，另一端穿过所述下管板固定，所述换热管穿过所述上管板的一端设有锯齿状开口，所述导流管的一端与盖帽相连，另一端通过所述锯齿状开口伸进所述换热管内。

在其中一个实施例中，所述导流管的中心线与所述换热管的中心线在同一直线上，所述导流管的外壁与所述换热管的内壁之间留有空隙。

在其中一个实施例中，所述空隙的间距为1mm~10mm。

在其中一个实施例中，所述锯齿状开口中每个锯齿的深度与宽度比≥1。

一种内置降膜式重沸器精馏塔的精馏方法，包括以下步骤：

待分离物料进入所述内置降膜式重沸器精馏塔内，由于精馏租用，含大部分重组分的物料下降；

所述含大部分重组分的物料下降，经所述上管板收集，在所述换热管结构穿过所述上管板的一端与所述升气管结构穿过所述上管板的一端之间形成均匀的液层；

所述液层在所述换热管结构内形成稳定向下流动的膜状液层；

所述膜状液层在所述换热管结构内不断汽化，在重力与气相压力推定下，在所述换热管结构内加速形成均匀并逐渐减薄的液膜，所述换热管结构内从上至下传热系数不断增大，在所述换热管结构的底部形成气相流和液相流；

所述气相流上升进入所述升气管结构；

所述液相流作为塔釜产品采出。

在其中一个实施例中，所述换热管结构包括换热管、导流管和盖帽，所述换热管竖直设置在所述上管板和下管板之间，且所述换热管的一端穿过所述上管板固定，另一端穿过所述下管板固定，所述换热管穿过所述上管板的一端设有锯齿状开口，所述导流管的一端与盖帽相连，另一端通过所述锯齿状开口伸进所述换热管内；

所述液层在所述换热管结构内形成稳定向下流动的膜状液层的步骤具体为：

所述液层从所述盖帽与所述锯齿状开口之间的孔隙均匀流入所述换热管内，在所述导流管外壁与所述换热管内壁之间形成均匀稳定向下流动的膜状液层。