[发明专利]塔内件及塔设备在审

专利信息
申请号: 201810140155.3 申请日: 2018-02-11
公开(公告)号: CN108201874A 公开(公告)日: 2018-06-26
发明(设计)人: 赵亮;高金森;郝天臻;刘苏欣;张宇豪;王晓琴;曹丽媛;徐春明 申请(专利权)人: 中国石油大学(北京)
主分类号: B01J19/30 分类号: B01J19/30;B01D3/14;B01D3/16;B01D3/32;B01D3/00;C10G7/00
代理公司: 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 代理人: 刘会景;黄健
地址: 102249*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 塔板 矩形阀片 塔内件 阀腿 浮阀 阀组件 矩形阀 塔设备 阀脚 开孔 汽油 长度方向延伸 操作弹性 等腰梯形 分离效率 矩形侧板 矩形顶板 梯形固阀 条形浮阀 向上倾斜 向上突起 组分分离 下表面 布设 冲压 阀体 固阀 固设 锐角 相背 斜板 液比 平行 失衡 延伸
【说明书】:

发明提供一种塔内件和塔设备,其中塔内件包括塔板和布设于塔板上的阀组件,阀组件包括条形浮阀和梯形固阀;其中,浮阀具有矩形阀片,以及分别固设于矩形阀片下表面前后端的阀腿,阀腿底部相背弯曲形成阀脚,前端阀腿上有开孔,矩形阀片前端对应于该开孔的区域沿长度方向延伸并向上倾斜成与矩形阀片夹角不大于45度的延伸斜板;固阀的阀体为冲压塔板形成的等腰梯形,具有向上突起并平行于塔板的矩形顶板和分别与塔板平面呈30~45度锐角的矩形侧板;塔板上开设有矩形阀孔,浮阀的阀腿安装于矩形阀孔中并借助阀脚控制浮阀升起的最大高度。该塔内件适合具有较大操作弹性的工况,满足汽油组分分离时气液比严重失衡的条件,提高汽油组分的分离效率。

技术领域

本发明属于石油化工分离设备技术领域,具体涉及一种塔内件及塔设备,尤其涉及一种可提高汽油组分分离效率的新型塔内件及安装有该塔内件的塔设备。

背景技术

塔设备是化学工程领域的重要组成部分,是目前化工分离工程的首选装置,涉及精馏、吸收、解吸、萃取(抽提)、洗涤、增湿以及冷却等化工过程,涉足石油化工、炼油、化肥、精细化工、轻化工、环境保护,甚至冶炼、原子能等工业领域。

塔设备是用于气-液与液-液相间质、热交换的设备,以保证传质的两相之间有充分的接触时间和空间,从而达到理想的传质、传热效果。塔内件(塔设备内件)的性能直接关系到塔设备的传质和传热效果,因此,国内外历来都十分重视塔内件的研制开发和工业应用。

按照塔内件形式和气液接触方式的不同,塔设备可分为两大类——板式塔和填料塔。目前在大型工业装置中仍以板式塔为主,其中浮阀塔板凭借操作弹性大、结构简单、成本低、塔板压降低等优势,已经成为国内石油化工行业最常用的板型。浮阀和固阀是浮阀塔板中至关重要的塔内件之一,对二者进行改进也成为了改进塔内件的基本思路。最具代表性的浮阀是美国Glitsch公司推出的V型浮阀,其中V1型浮阀(国内称F1型浮阀)在我国得到广泛应用并已标准化。但随着塔设备技术的发展,这类浮阀塔板显示出多种不足,比如从阀孔出来的气体呈水平方向向四面八方喷射,导致塔板上液体返混程度较大,加剧了雾沫夹带;浮阀上方气液接触状况较差,造成塔板传质效率降低;塔板上液面梯度较大,气体在液体流动方向上分布不均匀。针对F1型浮阀的上述诸多不足,国内外对塔内件进行了系列改进,推出了一系列新型塔内件设计方案。

清华大学泽华化学工程有限公司开发了微分浮阀塔板,是在圆形浮阀的阀顶面上开设多个小阀孔,充分利用浮阀上部的传质空间,使气体分散更加细密均匀,气液接触更加充分;同时局部采用带有导向作用的微分浮阀,消除塔板上液体滞留现象,提高了气液分布的均匀度。

西安石油大学的周三平等人研究开发了3D圆阀塔板,亦称为多向鼓泡导流浮阀,其与F1型浮阀塔板具有相同的浮阀尺寸和阀孔尺寸,且在浮阀的周边和顶端设置了气体导向片,以使气体分流分层次多方位进入液层,形成了立体的传质模型,降低了压降和雾沫夹带。经过模拟实验对比,该3D圆阀塔板比传统F1浮阀塔板的塔板效率提高5%~15%,塔板压降降低约100Pa,泄漏量和雾沫夹带量与F1浮阀塔板基本相当。

除了上述对圆形浮阀的改进之外,还可以在阀盖的圆周边上设有彼此间隔的三角形齿状缺口,具体可参见ZL200720044606.0中记载的方案,以增加气、液接触面积,提高传质效率。

与圆形浮阀相对的是条形浮阀,典型的条形浮阀具有长条形的阀片以及支撑条形阀片的阀腿。与圆形浮阀相比,气体从条形浮阀沿长度方向的两侧喷出,可以减少液体返混,提高传质效率;并且条形浮阀不会旋转,因此不易磨损,阀片不易卡死、脱落,因此一般认为条形浮阀的综合性能较圆形浮阀更为优越。

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