[发明专利]一种毛细管液相分布器及精馏柱

说明书

本发明涉及一种毛细管液相分布器及精馏柱，其中毛细管液相分布器包括分布板、升气通道管和多个毛细管，其中分布板为环形板结构；升气通道管垂直立设于所述分布板的环孔上，所述升气通道管的侧壁上开设有溢流孔；多个毛细管竖直贯穿所述分布板，并以所述分布板的中心为圆心呈多层圆周分布。与现有技术相比，本发明中的液体分布器在喷淋密度介于0.01m³/(m²×h)～2.5m³/(m²×h)时，依旧可以保证相同尺寸毛细管的流量相同，从根本上避免分布不均匀的现象；具有良好的分布稳定性，可以大大缓解液体的脉冲现象；适用于15mm～150mm小直径精馏柱的液体分布，特别适用于同位素、高纯试剂等精细化工特殊产品的生产。

技术领域

本发明涉及气液分布设备领域，尤其是涉及一种毛细管液相分布器及精馏柱。

背景技术

在填料塔精馏过程中，从塔顶自上而下的液体通过液体分布装置，分布至填料的表面，与从塔釜自下而上的气体在填料表面逆流接触，进行质量与热量的传递，从而使物料中的轻组分在塔顶富集，重组分在塔釜富集，最终达到分离的目的。为了充分发挥填料的效率，需要尽可能地将液体均匀、稳定地分布至填料表面。如分布不均匀，极有可能形成气相短路及填料表面部分未润湿的现象，将大大降低气液接触的表面积，降低精馏塔效率。因此，液体分布装置的分布性能是影响填料塔效率的关键因素之一。

当填料塔的直径小于150mm后，精馏柱内空间紧凑，市面上常用的液体分布装置结构复杂、部件较大，大部分无法加工及安装；当填料塔的直径小于80mm后，市面上已没有适用的且性能较好的液体分布装置。同时，小直径精馏柱需要的液体喷淋密度很低，常规液体分布装置无法满足。因此，在实际运用中，小直径精馏柱内通常不使用液体分布装置，从而无法完全发挥精馏塔的效率。这一情况在同位素、高纯试剂等精细化工特殊产品的生产中极为常见。

工业使用的液体分布装置有排管式、槽式和孔盘式液体分布器等，常规喷淋密度范围为2.5m³/(m²×h)～25m³/(m²×h)。目前，常用的槽式分布装置为二级槽式液体分布器，其允许喷淋密度范围大，气流通道大，易支撑，造价低，但槽的支撑水平度、液面波动均会影响二级槽的液量分配，最终影响分布性能。近年来，也产生了不少新型液体分布装置。

专利CN 110354763A公开了一种新型槽式液体分布器，包括排管、分布器一级槽、稳液槽、二级槽、导液板和挡液板，排管包括进液管和分布管，一级槽内设有稳液槽，二级槽内设有稳液板，二级槽侧面开有喷淋孔。该装置本质上为二级槽式液体分布器，因此无法根本解决分布器外圈液体分布量低的通病，同时该装置结构复杂，不利于工业化生产，无法应用于小精馏柱中。而且，虽然该装置的喷淋密度可以低于0.1m³/(m²×h)，但是没有任何额外的设计控制最下两排中各个喷淋孔的流量，实际应用中无法避免出现喷淋孔流量不均匀的现象。

专利CN 111514823A公开了一种化工填料塔的液体分布器。该装置主要包括导流管、集流槽和集流腔，采用四级分流的方式分布液体。该装置结构比二级槽式分布器更为复杂，重量大，造价高，难以工业化应用，而且无法应用于小精馏柱中。

专利CN 103920302B公开了一种集束精馏回流液自动等量分配装置，包括外槽壁、连接回流液下料管的回流液内槽、放射状均布的隔板及回流液导流管。该装置通过内槽将回流液分配至外围的各个分槽中，分槽中的回流液导流管再将液体分布至每个精馏柱中。该装置结构相对简单，造价低，但在内槽分配至各个分槽的过程中，十分容易出现分配不均的情况，同时每个分槽中仅有一个回流液导流管，负责集束精馏塔中一个精馏柱的回流液导流，但是回流液导流管中的液体直接流至填料表面，没有经过再次分布，因此对于每个精馏柱来说，液体相当于没有分布。

因此，本领域还需要开发一种液体分布装置，装置体积更小，允许液体喷淋密度更低，适用于小直径精馏柱的液体分布，从而填补小直径精密精馏塔液体分布技术的空白。