[发明专利]一种双液交替流型传质方法及其适用的板式塔

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域的气液传质分离方法和传质设备，尤其是涉及一种双液交替流型传质方法及其适用的板式塔。

背景技术

一般板式塔以塔板作为气液接触的基本构件，气相通过塔板上的筛孔进入上一层塔盘，液相横穿过塔盘并以溢流的形式通过降液管进入下一层塔盘，在塔板上气液两相以错流方式接触，整塔的气液两相呈逐级逆流。错流构型是板式塔的主流，具有传质效率高，处理能力大，操作稳定等优点。但在大液量、低气相负荷的情况下，由于存在较大的水力学坡度，塔盘上液位差过大，容易造成偏流；大液气比下高强度的液流对气相流体的剪切力较大，气流被切割成无数细小的气泡，形成一种乳化的气液状态，造成塔板的分离效率大幅降低甚至发生冲塔事故。

针对大液量、低气相负荷体系，目前主要采取多溢流塔盘或多降液管塔盘，前者有目前普遍使用的双溢流、四溢流塔盘。后者如中国专利公开号：CN103432764A，公开日2013年12月11日的专利文件中，公开的一种多降液管塔盘和具有其的板式塔，塔盘包括：盘体；至少一个防跃板，所述至少一个防跃板设在所述盘体上以将所述盘体分成至少两个区域；至少两个降液组件，所述至少两个降液组件分别对应于所述至少两个区域设置，每个所述降液组件均包括彼此平行设置的至少一个塔板、至少一个降液管和至少一个受液盘，其中所述降液管和所述受液盘分别位于所述塔板的横向两侧。

这些型式虽然较好的克服了板式塔偏流的问题，但也因此减小了液流通道长度，牺牲了一定的板效率；最主要的是没有解决具体塔板上的液气比大导致的乳化态问题，因此实际操作中液相负荷上不去，甚至远低于设计值。此外塔盘结构也变得非常复杂。

发明内容

本发明是为了解决现有板式塔在大液气比下存在的偏流、乳化态问题，提供了一种改进的双液交替流型传质方法。本发明同时提供了适用该传质方法的板式塔。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双液交替流型传质方法，物料的气相和液相在板式塔中逆流接触实现传质分离，气相从塔底逐层穿过塔盘及其上的液层直至塔顶出塔；液相分成两股，分别自塔顶第一层塔盘和第二层塔盘往下流，两股液相在塔盘上与上升的气相交替接触，两股液相之间在板式塔传质过程中并流不接触。

作为优选，两股液相和气相交替接触，每隔一层塔盘交替一次，第m层塔盘上的液相通过板式塔中的降液管穿过下一层塔盘，到达第m+2层塔盘的受液盘。

作为优选，两股液相和气相交替接触，每隔两层塔盘交替一次，第n（n为奇数）层塔盘上的液相通过板式塔中的降液管穿过两层塔盘，到达第n+3层塔盘的受液盘；第n+1层塔盘上的液相通过板式塔中的降液管，到达第n+2层塔盘的受液盘。

本发明中，将液相分成两股，分流后交替与气相逆流接触传质，如此在不降低总塔液气比的情况下，降低了每一层塔盘上的液气比。在大液量、低气相负荷的传质情况下，相比于多溢流或多降液管的传质方法，既克服了因大液气比造成的偏流问题，又保证了液流通道长度，同时还解决或极大缓解了塔内乳化的气液状态，因此能够大幅地提高塔的分离效率。同时双液交替流型板式塔的结构也比较简单。

作为优选，第一股液相和第二股液相的流量比值为0.2~5。

作为优选，第一股液相和第二股液相的流量比值为1。

适用于双液交替流型传质方法的板式塔有以下两种。

第一种板式塔的结构如下：

一种适用于双液交替流型传质方法的板式塔，包括塔壳体，塔壳体内设有若干塔盘，塔盘上设有溢流堰、受液盘，上下塔盘间设有降液管，塔盘上按液相流动方向依次分为受液区、交换区、降液区，位于塔盘第一层的塔壳体上设有第一进液口，位于塔盘第二层的塔壳体上设有第二进液口，塔盘末层的塔壳体上设有气相进气口，第m层塔盘上的降液管连通第m+2层塔盘的受液盘，相邻的塔盘间设置隔离两股液相的隔板。

作为优选，所述塔盘至少有四层，塔壳体内的塔盘每四层为一个单元组，一个单元组内的第一层塔盘和第三层塔盘构成用于第一股液相和气相传质交换的第一交换室，第二层塔盘和第四层塔盘构成用于第二股液相和气相传质交换的第二交换室，第一交换室和第二交换室间设置所述隔板。

作为优选，第一进液口和第二进液口沿板式塔圆周面相隔90度错开布置。