[发明专利]具有改进下调情况的分馏塔结构填料

说明书

本发明总的涉及由一种具有起纹表面的波纹片材制成的分馏塔结构填料。

用于混合液精馏的蒸馏塔中所用的塔结构填料已公知很多年了。结构填料的几种早期形式包括公开在美国专利No.2，047，444中的Stedman填料。通常，结构填料指的是其内各个构件相互之间和相对于分馏塔轴线具有一种特定取向的填料。

在结构填料方面的最新进展包括由薄波纹片材制成的结构填料的发展。一般这种材料是金属的。这种结构填料是在薄片上形成许多波纹而制成的，波纹在这些薄片上倾斜地形成。填料用于分馏塔时薄片位于一个垂直取向，从而使波纹与分馏塔轴线成一角度。

在波纹结构填料方面的一个改进是在填料片表面上起纹。这种起纹改进了填料表面上液体的均匀分布，同此改进了汽液接触和分馏塔内的质量传递。有许多已知的不同种类的起纹结构，例如使薄片表面弯折、切缝或压纹。其它一些起纹工艺包括对薄片打孔使孔的周围留下突出部和对薄片打孔使孔的周围留下毛边。

尽管已表明商业上可购得的起纹波纹结构填料能获得良好的效果，但这种填料在某些场合中，如在下调的情况下导致不良的特性。例如，已观察到液体趋向于在波纹拐角流动，这有损于填料的性能。这就要求除去或破坏绕着拐角聚集的液体，否则会降低效能。因此，希望有一种起纹的波纹结构填料，这种填料在所有的蒸馏条件下，包括下调情况都能使用良好。

因此，本发明的目的是提供一种改进的起纹波纹结构填料，这种填料在所有的蒸馏情况下，包括下调情况都能操作良好。

本发明的另一个目的是提供一种蒸馏方法，这种方法在所有的蒸馏条件下，包括下调情况都能高效的进行，并且使用起纹的波纹结构填料作为蒸馏中汽液接触的部件。

对于熟悉本技术的人员来说当他阅读了本说明书后对上述和其它一些目的实现是易于理解的。本发明的一个方面涉及结构填料，这种结构填料是起纹的波纹片材，波纹片材有许多尖的拐角，拐角处成形的片厚差与拐角之间成形的片厚差的比值超过0.6，并且拐角部的拐角半径的两倍与波纹高度的比值小于0.75。

本发明的另一方面涉及进行蒸馏的一种方法，这种方法使蒸汽和液体在一个分馏塔内逆流地通过，该分馏塔内含有结构填料，这种填料是起纹的波纹片材，波纹片材有许多尖的拐角，拐角处成形的片厚差与拐角之间成形的片厚差的比值超过0.6，并且拐角处拐角半径的两倍与波纹的高度的比值小于0.75。

本发明的再一方面涉及一种含有汽液接触部件的分馏塔，该接触部件是起纹的波纹片材制成的结构填料，波纹片材有许多尖的拐角，拐角处成形的片厚差与拐角之间成形的片厚差的比值超过0.6，并且拐角部的拐角半径的两倍与波纹高度的比值小于0.75。

这里所用的术语“成形的片厚”是指起纹波纹片的表观总厚度。这个厚度可以测量，例如用一个在组成纹理的多个元素上延伸的游标尺测量。

这里所用的术语“成形的片厚差”是指成形的片厚和结构填料的任何一个特定的点上的未起纹的片厚之间的差。

这里所用的术语“HETP”是指填料的某一高度，在这个高度上获得一种组份变化，这种变化等同于由一块理论板所获得的组份变化。

这里所用的术语“理论板”是指汽液之间的一个接触过程，以便使逸出的汽体和液体流处于平衡状态。

这里所用的术语“结构填料”是指其内各个构件相互之间和与分馏塔轴线具有专门取向的填料。结构填料的几个例子包括公开在美国专利No.2，047，444中的Stedman填料，以及最近研制的结构填料，如公开在授予Huber的美国专利No.4，186，159，授予Meier的美国专利No.4，296，050和授予Lockett等人的美国专利No.4，929，399中公开的结构填料。

这里所使用的术语“下调”是指以低于标准设计流速的流速的操作。

这里所使用的术语“拐角半径”是指在组成波纹的拐角处的金属曲率的内侧半径。

这里所使用的术语“波纹高度”是指通过波纹各顶峰的平面和各底谷的平面之间的距离。

用于本说明书和权利要求书中的术语“分馏塔”是指一种精馏或分馏塔或区域，即一种其内液相和汽相逆流接触以产生混合液分离的接触塔或区域，例如，通过在安装在塔内的一系列或垂直间隔开的塔板或板件，和/或在填料构件上进行汽相和液相的接触产生混合液的分离。关于精馏塔的进一步讨论请看纽约Mc  Graw-Hill图书公司出版，由R.H.Perry和C.h.chilton编辑的化学工程手册第五版，第13部分，由B，D，Smith等人所著的“精馏”第13-3页的连续的精馏过程。