[发明专利]液相分配控制装置及含有其的隔板精馏塔

说明书

本发明公开了一种液相分配控制装置。所述装置设置于隔板精馏塔段内隔板上方；液相分配控制装置自上而下依次包括液相回流分配盘、液相调节盘及液相再分配盘；液相调节盘包括塔盘、支撑梁、转向板、转向器、连杆、端板、限位板、升气管和液相分配器；塔盘沿直径方向设置转向板，转向板与隔板呈上下结构，呈一定夹角；转向板中心设置转向器，转向器与连杆连接；连杆可绕自身旋转，连杆旋转时通过转向器带动转向板正向或反向倾斜一定角度。本发明的液相控制分配装置可以调节隔板两侧液相流量，实现灵活调整气液比，并可灵活控制产品纯度。

技术领域

本发明属于化学工程精馏分离技术领域，具体涉及一种液相分配控制装置及含有其的隔板精馏塔。

背景技术

精馏技术应用广泛，是实现混合物分离的主要单元操作，但精馏过程能耗较大，精馏过程能耗约占整个石油化工生产过程总能耗的20%以上，是炼厂耗能大户。

一般来说，采用传统精馏塔进行物料的分离时，获得N 个产品需要N-1 个精馏塔，分离所需的设备投资及能耗较大。采用精馏过程的强化技术如分壁精馏、热耦精馏和多效精馏等可以在一定程度上降低能耗。

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，为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），分隔板的使用使得单塔实现了两塔的功能及三元混合物的分离，同时获得三个产品，比常规塔节能20%～50%，且由于减少塔器和再沸器，节省设备投资30%以上。

因此，分壁塔应用在多组分分离时具有明显的优势。但是，分壁塔在减少投资的同时必不可少的增加了塔器控制的难度，关键在于隔板两侧的液相和气相分配问题，影响了其广泛应用。

US2011139604A1 公开了一种分壁塔，该塔内隔板采用了非对称形式，以进料和塔中出料为非对称点对隔板进行调整，使得进料侧进料口下端空间增加，同时使出料端下侧空间减小，达到平衡塔内气液相负荷的目的。该分壁塔仅仅解决了分隔板两侧不同区间内气液相不均匀的问题，未涉及到液气的分配控制问题。

US4230533 公开了一种分壁塔气液分流控制方法，液体回流以液位差为动力，通过流量计调节；塔底上升气体通过走旁路的方式来实现分配调节，但是液体回流分配与气体分配之间没有相互关联。该方法中液体的流动只是以液位差推动力，由于是旁路方式必然会导致气阻的发生，因此在实际运行过程中很容易产生液体流通不畅的情况，不利于装置的平稳运行。

US7267747中的分壁塔是通过检测塔顶回流液体的温度和塔底上升气体的温度来调整塔顶分隔板两侧液体回流量实现对精馏过程的控制。

US5755933 公开了一种分壁塔，该分壁塔是将分隔板延伸到分壁塔的顶部或底部，然后通过冷凝器或再沸器分别回流，来实现对回流液体和上升气体的分配。

USPA6551465中的分壁塔是通过检测塔顶产品及侧线抽出产品的温度来实现对分壁塔的控制。

CN201110192770.7公开了一种分壁塔，该塔针对塔内液相分配和气相分配问题提出一种新的控制方案，旨在解决分壁塔的气液分配控制问题，实现塔的灵活操作。但是隔板两侧气体流量监测采用压力计量方式，这一方式可以用于塔内压力监测，但作为塔操作参数则不够准确，这是由于塔内气相物质的可压缩性导致，压力表无法区分是由于气体流量增加导致压力上升还是由于塔内液泛导致压力上升。因此，采用压力对气相分配比进行控制存在控制参数不准确的问题，易造成塔操作波动。

目前，分壁塔液相分配方式通常将精馏段液体收集至塔外，然后再用机泵分别输送回分隔板两侧，存在管道复杂、设备台套数多、热量损失等问题。同时，现有的分壁塔中，分馏产品的清晰度无法调节，特别是当馏分清晰度要求发生变化的时候，无法实现再沸能耗的进一步降低。

发明内容