[发明专利]液体混合收集器及其使用方法

说明书

公开了一种液体混合收集器(1)，其包括：第一和第二槽区(10、20)、第一和可选择地第二液体收集区域(40、50)、位于第一液体收集区域(40)中的第一和第二间置组(60、70)的间隔开的液体收集通道(80)；所述第一组(60)与所述第一槽区(10)相关联；所述第二组(70)与所述第二槽区(20)相关联；其中，第一和第二组(60、70)的相邻的液体收集通道(80)相对于彼此被竖直移位在至少两个至四个平行的水平面(100)的一个中。本发明还涉及包括所述收集器(1)的塔、所述收集器(1)在质量转移或热交换塔中的使用以及收集并混合塔中的下降液体的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于俘获并混合从质量转移或热交换塔中的重叠区下降的液体的液体混合收集器。本发明还涉及包括所述收集器的质量转移或热交换塔、所述收集器在质量转移或热交换塔中的使用、和收集并混合质量转移或热交换塔中的下降液体的方法。

背景技术

包括热交换塔的质量转移塔典型地包括外壳和在外壳内的多个区，其中，使用填料和/或托盘，以有助于在塔内流动的流体流之间的质量或热传递。流体流通常是一个或多个向下流动的液体流和一个或多个上升的蒸气流，但流体流的其他组合也是可能的。离开区的底部的液体在横跨区的水平横截面的不同位置处可具有不同的浓度和成分。为了减少这些浓度和成分分配不匀，液体常常在其然后被分配至在下面的区之前被收集并混合。为了避免有害的分配不匀的效果，填料可在被分开在许多床中，并且下降液体于是可在两个床之间的每部分中在塔的横截面上被收集并重新分配。常常使用单独的收集、混合和分配部件，以便当液体从一个区下降到另一个区的时候实现对其的期望的收集、混合和分配。

例如，重新分配传统地是借助于混合鼓来实现。然而，由于被单独部件中的每个部件占据的竖直空间减小了塔内用于流体流的其他处理（诸如质量或热传递）的可用区域，并且可能需要使用更高并且因而更昂贵的塔来提供实现期望的处理操作所需的空间，所以这些部件的使用可能是不合需要的。

尤其地，为了实现最好的效率，结构化填料的床应当不超过某一高度。增加床的高度或增加理论级的数量，使得床有分配不匀效应的倾向。如前所述，分配不匀对分离效率和在塔的顶部取出的馏出流的可达到的纯度有负面影响。该方面在具有非常接近的沸腾组分的混合物的蒸馏中具有非常高的重要性，因为这样的任务只能通过大量的阶段来实现。这样的蒸馏的示例包括苯乙烯单体与乙苯的分离。

烟囱托盘是安置在上述类型的塔中的填料床下方的众所周知类型的液体收集器。它们用于收集从填料床排泄的液体，并将所述液体进一步输送至下一填料床。这样的烟囱托盘由平坦的水平部分组成，以容纳液体。液体被收集在将其引导到管中的下降管中。水平部分包括允许蒸气通过其上升的烟囱形状的开口。烟囱以收集下降液体并将液体引导到托盘的水平部分上的“盖”或“顶”为特征。

存在替代类型的液体收集器、即叶片收集器。叶片收集器具有比烟囱托盘简单得多的结构，但其仅对低的液体载荷有用。对于具有高载荷(典型地，高于25至30m³/m²h)的应用，烟囱托盘由于其更灵活的设置，所以是优选的。例如，增加烟囱的高度允许托盘上更高的液体水平，并且烟囱之间的灵活空间允许该空间增大，以便给予然后可被托盘上的液体占据的更大区域。

因而，烟囱托盘能被灵活地工程化，以处理各种类型的液体和蒸气载荷。然而，该灵活性具有增加结构的复杂性的缺点。例如，托盘必须紧密，使得没有液体穿过烟囱与托盘的水平部分之间的缝。结果，烟囱被构建成然后还焊接到烟囱托盘的水平部分上的焊接零件。因而，烟囱托盘是所构造的相当昂贵的液体收集器设计。