专利名称：改进的蒸馏塔盘/泄水管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的蒸馏塔，特别是一种改进的塔盘泄水管组件。
在蒸馏塔上之塔盘的普通操作中，在气体向上流动的同时液体向下流动，在一蒸馏塔中通常有一组塔板或塔盘。塔盘带有一些允许蒸汽向上流动的装置(如一组孔)，同时使液体流动而接触在塔盘上上流的蒸汽。当液体接触各塔盘上的蒸汽，并产生质量交换时，较轻的成份集中在塔的顶部，较重的成份集中在塔的下部。通常借助于泄水管，液体从塔盘到塔盘向下运动。
美国专利2，565，355;2，582，657;2，582，826;2，699，929;2，714，504和3，573，172公开了早期的泄水管，其中每个泄水管都具有大致不变的断面。在进入泄水管的液体中夹带有蒸汽，所以在泄水管内会产生蒸汽脱离液体的情况，要求在泄水管的一特定区域作到这一点，以防止过早地产生“满塔”现象。类似地，在从塔盘上升的蒸汽中夹带有液滴。如果蒸汽的上升速度足够地低，这些液滴就会落下而加入来自塔盘上的液体。随着上升蒸汽速度增加，越来越多的液滴被夹带到塔盘上方。然后，这些液体必须经泄水管流回。当蒸汽速度到达这样一个点，即向上夹带的液体大于泄水管能够处理能力，就会产生溢流。这样，在设计一个塔时，就要考虑一个很重要的因素，这就是塔盘的工作面积。有效的工作面积在数学上被定义为上流蒸汽通过的断截面积。蒸汽的上升速度是被塔的有效工作面积除的蒸汽体积。
塔的蒸汽处理能力通常与塔盘的工作面积成正比。业已发现在泄水管中通过扩大泄水管上部的面积并减小泄水管下部的面积可以实现蒸汽和液体的脱离。这在效果上增加了塔盘的面积，并公开于例如美国专利2，420，075;2，491，726;2，591，343;2，596，249和4，174，363中。因此，这种改进意在保持泄水管内使蒸汽脱离的所需面积，同时增加塔盘的有效工作面积。
在授予Nye的美国专利5，047，179和5，049，319中，公开了一种改进的蒸馏塔泄水管，其中泄水管的密封盘在相邻的下塔盘上方与之隔开，并通过一带孔板连接于塔盘，因此，就增加了塔盘的有效工作面积(通过将通常由泄水管密封盘占据的塔盘部分重新用作可通过蒸汽而与塔盘上的液体接触的塔盘一部分-通过使蒸汽穿过与密封盘和塔盘连接之带孔板实现这种接触)，因此就增加了一给定蒸馏塔的通过能力。第二带孔板通常用以代替前述密封盘。
Nye的塔盘增加了塔内塔盘的有效工作面积。而且不必损失任何有用的泄水管容积即可作到这一点。实际试验显示塔的改进通过量直接与有效工作面积的增加成正比。这一简单的手段可在采用现有技术泄水管的同一塔上将通过量增加多至20%。
基本上说，上移蒸汽可穿过第二带孔板，如果有的话，并然后随着它们通过塔盘以相同的方式穿过第一带孔板，因此，在效果上在塔盘和密封盘之间延伸的第一带孔板就作为或至少起附加塔盘表面的作用。类似地，第二带孔板(它可位于原来放置密封盘之外)也可被认为是对塔盘表面的增加。第一带孔板最好至少部分地是倾斜的，也即它背离泄水管的底部延伸。这就给出了一略大些的表面并便于蒸汽通过和接触液体。Nye塔盘和组件在商业上相当成功。
业已发现蒸馏塔可能不是很圆，其量足以破坏带孔板和泄水管裙板的必要关系，而允许某些塔内的上升蒸汽进入泄水管。
本发明的目的是提供一种塔盘泄水管组件，即使存在塔的不规则性也能防止上流蒸汽进入泄水管。还一优点是可获得较高的调节性和附加的塔盘有效面积。从以下描述中可明显看出这些和其它优点及特征。
预先克服这一问题的基本方案是一个大于0°至150°(最好多至135°)的单一弯曲处，例如45°，以在泄水管裙板的下边缘上形成一个进入泄水管的唇部。该唇部为上升的蒸汽提供了一偏转表面。
更具体说，本发明是对蒸馏塔泄水管部分的改进，该蒸馏塔泄水管包括位于相邻下塔盘上方及泄水管裙板下方的泄水管密封盘，并带有一个从密封盘向下延伸到相邻下塔盘上的第一带孔板，其中改进包括裙板的延伸部分，它沿一个中心在所述泄水管内的半径通过一个大于0小于180°的角，最好约60°至120°。该半径最好等于泄水管底部宽度的10%-20%。本发明的大致弧形的延伸部分，与相等的带角弯曲相比，提供了一个通过泄水管裙板和密封盘间之缝隙的较低压降。这就允许在裙板和密封盘之间采用较小的缝隙，并改善了塔的调节能力。这里所用的“调节能力”一词指在塔仍可工作的设计能力以下的百分率。较高的调节能力表示在塔的运作中有较大的灵活性。
在本方案中裙板延伸进泄水管。
泄水管裙板的延伸部分的进一步改进允许增加密封盘(在裙板延伸部分的下方)上的孔。这样可重新使用更多的因密封盘失去的塔盘表面。
图1是一蒸馏塔安装泄水管和密封盘之侧部的局部横剖视图，在泄水管裙板上带有一45°的唇部。
图2是一蒸馏塔上安装泄水管和密封盘之侧部的局部横剖视图，在泄水管裙板上带有一大致为弧形的延伸部分。
图3是一蒸馏塔上安装泄水管和密封盘之侧部的局部横剖视图，在密封盘上带有孔并在泄水管裙板上带有一大致为弧形的延伸部分。
在附图中，以同样的序号表示相同或大致相同的零件。
图1表示一蒸馏塔的一局部剖面，示出了一个带有壁12的塔盘24。每个泄水管裙板14由一块板制成，即最好由一倾斜板制成。
泄水管底部处的面积通常为其顶部处之面积的50%到70%。
直接从密封盘16下垂并与其密封的是带孔板18，它沿密封盘并向下延伸。最好使多孔板18倾斜或至少使其一部分倾斜。
底部件26在一部分上带有孔并有效地是塔盘24的一延伸部分。在此示图中，塔盘和底部件是作为单独一个件表示。与本泄水管有关的辅助结构的详细描述请见美国专利No.S5，047，179和5，049，319。
蒸汽向上穿过孔28进入室30，然后通过带孔板18上的孔20排出。密封盘坐抵在壁12上并形成一紧密密封。泄水管内的液体穿过裙板14的顶端8和带孔板18上方的密封盘16之间的缝隙22到达塔盘24。
缝隙22由塔内的流速决定，方法与传统设计相同。由于通常使泄水管倾斜，所以随间隙增加，实际泄水管底部宽度将增加。在图1中缝隙22的高度为Z。裙板14的下部4以角度α向内弯曲进泄水管，该角度约为45°以形成一唇部。由于塔的性质，它允许泄水管组件的某些变形，否则这些变形会导致唇部8和孔20的不同轴性，并允许蒸汽进入裙板。
在图2中，裙板14的延伸部分6以半径r沿角度为β的弧向内弯曲(尽管实际上的弯曲是增加的区段，接近一个圆弧形)。半径的长度和弧的角度决定了延伸后的缝隙22A。缝隙最好尽可能小，而不会导致在塔的设计流量条件下的溢流。缝隙22A的高度为Z2，它小于Z，只是由于延伸部分6的大致弧形与图1所示的带角弯曲比具有相同或较低的压降。较小的缝隙22A允许较高的调节性，从而提供一更灵活的单元。
图3与图2大致相同，不同之处是在邻近延伸部分6，但在唇部8的外侧区域在盘16上形成附加孔20A。根据附加孔的数量，除了由基本的新泄水管方案所获得的益处外，可将塔内的流量增加几个百分点。
权利要求
1.一种用于蒸馏塔内的泄水管，包括a)一通常向下延伸的倾斜板，它限定了至少一个表面，该表面封闭一个带有向下递减之体积的空间，所述倾斜板沿一密封盘定位并在其上方与之略微隔开，且带有一延伸部分，该延伸部分邻近所述密封盘并沿一个中心在所述泄水管内的半径通过一个大于0°至小于180°的角度，和b)一个沿所述密封盘并在其下方延伸的通常向下延伸的带孔板。
2.如权利要求1所述的泄水管，其中所述带孔板至少部分地离开所述密封盘倾斜。
3.如权利要求1所述的泄水管，其中所述角度约为60°至120°。
4.如权利要求1所述的泄水管，其中倾斜板延伸进泄水管。
5.如权利要求3所述的泄水管，其中倾斜板在一个点或在该点之前终止，就所述半径来说该点离所述密封盘有一最小的距离。
6.如权利要求3所述的泄水管，其中倾斜板在一个点附近终止，就所述半径来说该点离所述密封盘有一最小距离。
7.如权利要求1所述的泄水管，其中所述密封盘上包括邻接所述延伸部分的孔。
8.如权利要求1所述的泄水管，其中半径最好等于泄水管底部宽度的10%至20%。
9.如权利要求1所述的泄水管，其中延伸部分大致是弧形的。
10.如权利要求1所述的泄水管，其中延伸部分是一个单一的弯曲部。
11.一蒸馏塔的泄水管，包括一裙板，一个位于相邻下塔盘上方及裙板下方的密封盘，一个从密封盘向下延伸到相邻下塔盘的第一带孔板，其中改进包括裙板的一个大致为弧形的延伸部分，该延伸部分沿一个中心在泄水管内的半径通过一个大于0小于180°的角度。
12.如权利要求11所述的泄水管，其中所述角度从约60°至120°。
13.如权利要求11所述的泄水管，其中所述裙板延伸进泄水管。
14.如权利要求11所述的泄水管，其中裙板在一个点或在该点之前终止，就所述半径来说该点离所述密封盘有一最小距离。
15.如权利要求14所述的泄水管，其中裙板在一个点附近终止，就所述半径来说该点离所述密封盘有一最小距离。
16.如权利要求11所述的泄水管，其中所述密封盘上包括邻接所述延伸部分的孔。
17.如权利要求11所述的泄水管，其中半径最好等于泄水管底部宽度的10%-20%。
全文摘要
在蒸馏塔的泄水管部分上的改进，带有位于下塔盘上方及泄水管裙板下方的泄水管密封盘，并带有一个从泄水管底部延伸到下塔盘上的第一带孔板，其中改进包括泄水管裙板的延伸部分，它沿一个中心在泄水管内的半径通过一个大于0小于180°的角度，以形成一个延伸进泄水管的延伸部分，用以防止因安装时的不同轴性造成的蒸汽进入泄水管，从泄水管上减小排出缝隙并允许附加的蒸汽孔。
文档编号B01D3/22GK1086152SQ9310566
公开日1994年5月4日 申请日期1993年5月11日 优先权日1992年10月29日
发明者詹姆斯·O·奈 申请人:奈氏塔盘有限公司