[发明专利]双层分配器

说明书

本发明涉及用于汽-液接触塔的液体分配器，更具体地讲，涉及到与汽-液逆流流动的塔配合使用的一种经过改进的液体分配器组件。

众所周知，在已有技术中可利用气体和液体相互接触的，最好是逆流流动的各种交换塔来实现质量或热量的传递、各原料组分的精密分馏和（或）分离以及其他各种单元操作，有效的操作必须进行质量传递、热量传递、流体蒸发和（或）冷凝，从而使其中的一种流体能在一个特定的区域内或在若干规定面积和体积的最小尺度的区域内，以最低的压力降被冷却。这些是有效操作的先决条件，也是精密分馏所必需的。因此，蒸汽和液体在这类交换塔内的逆流流动，已成为已有技术中汽-液接触的通用方式。实际的汽-液界面需要利用塔内的填料层来形成。因此液体以最适宜的方式分配在填料层的上方，而蒸汽则分配于塔较底部位的填料层的下方。这样，通过填料层缓慢地向下流动的液体与通过填料层上升的蒸汽进行汽-液接触和相互作用。

业已证实，填料层的构型决定该塔的压力降、汽-液界面以及相应的传质和传热的效率，对于一种有效的操作过程而言，在填料层两端用来有效和均匀地分配蒸汽和液体，并在全塔保持这种分配的装置是至关重要的，仅当蒸汽和液体具有良好的初始分布并在全塔保持这种分布状态，才能建立起均匀的混合区以获得最高的效率，塔效率直接与操作费用和产品质量相关，因此，在传统的交换塔中已采用了许多填料设计的已有技术。然而，填料的效率在很大程度上受到蒸汽和液体横向分配状况的限制，例如，蒸汽或液体两者之一在填料层的横截面上不能有效地均匀分配，就限制了那部分分配很差或无分配的填料的利用或效果，随后，这种现象直接降低了塔的效率和减小了操作的成本效果，填料层的高度对确定操作条件是十分重要的，而且它能影响操作成本，在填料层中汽-液不能均匀分配和（或）保持均匀，可能导致严重的后果，在石油加工工业中更是如此。

除了填料层以外，液体分配器是最重要的塔内构件，填料塔性能方面的缺陷有时是由于堵塞和分配不均匀等液体分配问题引起的。因此，选择适当的液体分配器对工厂的连续运行是十分重要的。这样，操作方面的考虑应包括分配器的性能，例如怎样保持分配槽的水平状态，如何均衡其底座以及如何将液体分配到各槽中以保持基本上均匀的液体水平面，后一个问题对大直径的塔是特别重要的，在这种塔中分配箱和分配槽本身是非常长的，在槽的两端已建立起液体的梯度。

传统的液体分配器一般包括各种形式的多孔喷头，用来将液体以喷雾形式分散到填料层的上方，在应用乱堆填料的情况下，塔内装填不规则取向的填料单元，这种液体分配技术有时是有效的，当高的效率参数并不具有关键意义时确实如此，但是，在高效填料的情况下，例如转让给本发明的受让人的4，604，247号美国专利所描述的那种填料，用来使液体和气体均匀分配的装置是极为重要的。

上述专利所公布的那种高效填料的费用促使人们注意恰当的汽-液分配，即使是汽-液之间小范围的不均匀相互作用，也是一种和利用高效填料的目的不相容的严重浪费和巨大损失，在高效填料的情况下，汽-液界面的空间和均匀性对正常操作都是需要的和必须的，上述美国专利中所描述的新的高效填料，要求逆流的汽体和液体通过相对放置的波纹板间所形成的通道，如果初始的汽液分配不能进入独特的波纹结构中，那末填料层中将损失宝贵的表面面积，直到液体和蒸汽受迫迁移进入填料中未充满的部分并相互作用为止，只有利用适当的蒸汽和液体分配装置，才能确保有效地利用高效填料和常规的乱堆填料。