[发明专利]一种拼接式中间隔板和分壁式精馏塔及改造传统精馏塔的方法

说明书

本发明公开了一种拼接式中间隔板及改造传统精馏塔的方法，具有如下性质：该中间隔板由若干段隔板上下拼接而成，上下拼接的两段隔板的拼接面为有一定倾角的凹面或凸面。改造方法包括如下内容：取消原传统精馏塔内塔板或者填料结构，在传统精馏塔中间位置安装上述的拼接式中间隔板，将塔分隔为四个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段。本发明该方法有效防止隔板两侧气液相物流的相互渗漏，隔板安装和拆卸方便，提高了旧设备的利用率，降低了成本。

技术领域

本发明涉及一种分段设计的中间隔板和一种传统精馏塔改造为分壁式精馏塔的方法。

背景技术

炼厂是能源生产单位同时也是能量消耗大户，而精馏过程在炼厂能耗中占据着相当大的比重。

目前，炼厂和化工厂精馏过程主要采用的是传统塔器进行物料的分离，理论上要获得N个产品则需要建设N-1个精馏塔，相应的投资和能耗较大。因此为了减少投资和过程能耗，开发新型的精馏设备是最佳选择。其中，分壁塔相比计较于传统精馏塔可以极大地降低能耗、减少投资，是典型的新型节能精馏设备。

分壁塔是在传统精馏塔中间设置一径向垂直隔板，将塔内空间分割为4部分：隔板左侧（进料区）、隔板右侧（中间产品区）、隔板上侧（公共精馏段）和隔板下侧（公共提馏段）。分壁精馏塔（DWC）对于多组分精馏有着巨大的优势。由于DWC中无返混现象，可比常规精馈塔节能20%~50%，同时由于减少1个塔和1个再沸器，可节约投资30%左右。

分壁精馏塔是完全热耦合精馏塔的一种特殊形式，将两个塔合并为一个塔，在一个塔内实现三组分或多组分的分离。在现有的文献和专利中主要研究对象为新建分壁精馏塔，或者是针对分壁塔的控制问题或者是针对分壁塔的应用物料体系，而对于老塔改造为分壁精馏塔的研究较少。US5914012A公开了一种可拆卸式的分壁塔，该塔针对旧装置常规塔改造为分壁塔开发相应的隔板设计、安装和制造方法，提出一种新的改造方案，旨在解决老塔利旧改造为分壁塔的工程化问题。该技术中，隔板采用分段装配，每段隔板底端向一侧弯曲一定角度外加一块和隔板弯曲角度相反方向倾斜夹板的特殊设计形式，利用了液体在重力作用下向下流动而不能向上回流的特点实现隔板两侧液体的隔绝和密封。但这一设计也存在不足之处：（1）倾斜夹板设计在装置改造使用初期具有较好的密封效果，但难以保证长期性；这是由于随着装置使用时间延长，材料应力发生变化，同时在工况条件下，倾斜夹板易发生应力疲劳，使得夹板的倾斜角度逐渐增加，导致各块隔板之间间隙发生变化，密封性能降低，隔板使用寿命减少，进而导致中间产品质量不达标。（2）倾斜夹板设计可以有效防止液体从隔板一侧渗透至另一侧，但并未考虑隔板两侧气相物质的渗透性，由于倾斜夹板的原因以及气相物质的可压缩性，导致在倾斜夹板和隔板之间形成一个死区，气相物质在这一区域内富集、压缩、压力升高，并从隔板一侧渗透至另一侧。因此，采用倾斜夹板的方式并不能完全实现隔板两侧气液两相物质的隔绝密封问题，易造成塔操作波动，中间产品质量不达标的问题。

发明内容

针对现有分壁精馏塔可拆卸式隔板工程化安装设计中存在的安装困难和隔板两侧气液相渗漏问题，本发明提供一种拼接式中间隔板以及利用传统精馏塔塔改造为分壁精馏塔的方法，该方法有效防止隔板两侧气液相物流的相互渗漏，隔板安装和拆卸方便，提高了旧设备的利用率，降低了成本。