[发明专利]具有分隔壁的传质组件和塔及所涉及的方法

说明书

本发明提供了一种传质组件，传质组件具有至少一个分隔壁、在分隔壁的相对侧上的传质结构的区，以及蒸气限流器，蒸气限流器能够操作以改变上升通过分隔壁的相对侧上的传质结构的区的蒸气的分流。

背景技术

本发明整体涉及传质塔，更具体地涉及被称为分隔壁塔的传质塔及其使用方法，诸如用于分离三种或更多种组分混合物的方法。

传质塔被配置为使至少两个流体流接触，以便提供具有特定组成和/或温度的产物流。如本文所用，术语“传质塔”旨在涵盖其中以传质和/或传热为主要目标的塔。一些传质塔，诸如用于多组分蒸馏和吸收应用的传质塔，使气相流与液相流接触，而其他传质塔，诸如提取塔，可设计为促进两个不同密度的液相之间的接触。通常，传质塔被配置为使上升的蒸气料流或液体料流与下降的液体料流接触，通常沿放置在塔的内部区域中的传质结构的表面或在其上方，以促进两个液相之间的紧密接触。这些传质结构提高了两相之间传质和传热的速率和/或程度，这些传质结构可以采用各种类型的塔盘、规整填料、无规填料或格栅填料的形式。

在一种类型的传质塔中，有时也被称为分隔壁塔，一个或多个竖直延伸的分隔壁被定位在传质塔内开放的内部区域内，以允许在传质塔内分离三种或更多种组分进料流。例如，当分离三种组分进料流时，单个分隔壁通常定位在传质塔的中间段的中央，并且以弦形式从传质塔的相对侧延伸。进料流在分隔壁的一侧上通过壳体被引入，并且侧出料部在分隔壁的相对侧延伸穿过壳体。

进料流在分隔壁的进料侧被分离为低沸点馏分和高沸点重质馏分，其中一些中沸点馏分随低沸点馏分进入传质塔的上段，并且中沸点馏分的其余部分随高沸点重质馏分下降到传质塔的下段。低沸点馏分在传质塔的上段中与中沸点馏分分离，并且在较小程度上在分隔壁的出料侧作为壳体顶部的塔顶产物回收。高沸点馏分在传质塔的下段中与中沸点馏分分离，并且在较小程度上在分隔壁的热耦合出料侧作为贮槽中的底部产物回收。分离的中沸点馏分从传质塔的上段和下段被递送至传质塔的中间段中的分隔壁的出料侧，并且通过侧出料部回收。因此，分隔壁允许将三种组分进料流蒸馏分离成三种高纯度馏分。附加的分隔壁可以用于分离四种或更多种组分进料流。分隔壁还可以在其中发生共沸、萃取和反应蒸馏过程的传质塔中使用。

在传质塔中使用分隔壁是有利的，因为分隔壁可以消除需要附加的传质塔来实现与分隔壁允许在单个传质塔中发生的相同处理的需求，从而节省投资和操作成本。然而，在传质塔中使用分隔壁带来了许多设计和操作上的挑战。这些挑战中的一个涉及控制从传质塔的下段上升至进料侧并且至分隔壁的出料侧的蒸气的分流。已经提出了各种设计方法来操纵在分隔壁的进料侧和出料侧之间的蒸气分流，但是需要进一步改善控制和调节蒸气分流的能力，以提供更高的操作灵活性和对传质塔内发生的蒸馏过程的控制。

附图说明

在形成本说明书的一部分并且在各个视图中使用类似的附图标号来指示类似的部件的附图中：

图1a是传质塔的示意性侧正视图，示出了分隔壁和定位在传质塔内的开放内部区域内的示意性表示的部件；

图1b是类似于图1a所示传质塔的传质塔的示意性侧正视图，但是示出了定位在传质塔内的开放内部区域内的两个分隔壁；

图2是图1a所示的传质塔的侧面透视图，其中传质塔的壳体的一部分被剖开，以示出结合分隔壁和蒸气限流器的传质组件的一个实施方案；

图3是图2的传质塔和传质组件的局部顶视透视图，并且与图2相比以放大的比例示出；

图4是图3所示的传质塔和传质组件的一部分的侧正视图；

图5是图4所示的传质组件的局部透视图，但是其中蒸气限流器被示出为在与图4所示的取向不同的取向中；

图6是从与图4所示的相反侧截取的传质组件的局部透视图，并且与图4相比以放大的比例示出；

图7是从与图6所示的相反侧截取的传质组件的局部透视图，并且示出蒸气限流器在与图6所示的取向不同的取向中；