[发明专利]分离塔的进料段

说明书

发明领域

本发明总体上涉及分离塔。特别是其涉及蒸馏塔，其中进料流是液相，或在该塔的上游是气和液混合物，但其中当进料进入塔中之前它汽化或更汽化。这样的塔包含一塔段，从一个或多个入口将进料流引入到该塔段中。在该领域需要改进进料流引入到这样的塔中和改进进料分配到这样的段中。

本领域的一般描述

闪蒸是蒸馏塔内的普遍现象，其中当降低到该塔的主压时至少部分进料流发生相变化。于是得到的进入塔的进料流是气/液混合物。基于加工要求已经证明在应用中很难有效率地和有效益地将这样的进料引入到塔中。

当有上分离段时，在进料输入位置上面的至少一段，标准要求是应该将进料流的气相部分均匀地分配到上分离段。相关的要求是理想地是没有气流的局部速度峰值。当有下分离段时，在进料输入位置下面的至少一段，标准要求是应该将进料流的任何液相部分汇集并引入到下分离段。下分离段可含有特定位置诸如到液体分配器的入口。

一种工业实践是通过塔上游的装置降低进料流的压力而避免在塔内大量的闪蒸，所述装置将进料流的压力降低到塔本身所需的值。通常通过管子离开上游装置并行进到塔的进料流是具有显著分数的气体的气/液混合物。大量的气体意味着或者该管子必须有相对大的直径以便保持管内气/液混合物的流速低，或者在管子的直径小的情况下在管内产生的流速具有不希望的高速度。

具有大的管子是不希望的，因为这需要塔的进料流段的高度更大。这就增加该塔所需的总高度，这不利地影响着设计成本、建造成本、操作成本和维修成本。大管子的路径选择也更难，占据更大量的空间并且更昂贵。具有小管子的缺点是由气/液混合物的高流速和其他特性引起的腐蚀问题的风险增加。

通常，上游装置是控制阀形式的流量控制设备。控制阀促进主要部分的压力下降。由这种压力下降步骤产生的显著分数的气体在这种阀的设计和确定尺寸上强加附加的问题。这是由于出口状态与入口状态非常不同。由于两相流(气/液混合物)必须仔细小心地设计阀在塔上游的位置和阀下游的管道以便避免流动不稳定和腐蚀产生的问题。

当前工业实践的实例和讨论参见H. Kister的“蒸馏操作(Distillation Operation)”(由McGraw-Hill出版的书，ISBN 0-07-034910-X)，特别是图2.2j，它解释用切向进口进塔以便满足上述加工的要求。

R. F. Strigle. Jr.的“填料塔设计和应用(Packed Tower Design and Applications)”(由Gulf出版公司在1994年出版[第二版]，书号ISBN 0-88415-179-4)在图10-15和10-16中对进料流压力降低到塔压时产生气/液混合物的进料流给予某些实例。一个实例使用其中发生闪蒸的室。在第二实例中已经沿着塔壁提供环形的沟槽并将进料引导在该沟槽的上面和进入沟槽。两个实例都被应用到具有小直径的塔。

在炼油厂和石油化工厂中；特别是在常压和加压蒸馏塔中，和尤其是在真空蒸馏塔中有某些具体的例子，其中与闪蒸进料流有关的上述条件是很普遍的。在某些真空蒸馏塔中一个特定位置是再沸器回到塔的地方，在那里将气/液混合物从再沸器引入到塔中，其中再沸器用作汽化设备。

本领域普通技术人员将会认识到上述状态和相关问题至少在某种程度上存在于所有接触装置中，其中闪蒸进料存在于系统中。

发明概述

本领域的一个目的是促进将闪蒸进料流引入和分配到接触装置塔。

一个目的是提供一种进料分配装置，其基本上实现进料流在进料分配装置内的一个或多个所需的位置的闪蒸。

在本发明的数个实施方案中，所需的闪蒸位置在进料分配装置内和在接触装置塔的外壁之外。在某些实施方案中，这通过使进料流压力保持在足够高的压力直到所述位置来部分完成。在某些实施方案中通过将有足够压力下降（pressure drop）的开口安排到进料分配装置内来达到该压力的保持，闪蒸或汽化发生在进料分配装置内。更特别的是，进料流的闪蒸基本上发生在当流流过开口并且通过开口的流呈节流(或临界)状态时发生。

另外，本领域的某些实施方案的一个目的是提供一种进料分配装置，与没有进料分配装置或其他进料分配装置的分配比较可以用该装置将由进料闪蒸产生的气体沿着进料位置上面的分离段的横截面更加均匀地分布。

本领域的某些实施方案的另一目的是，当进料被引入到进料位置上面的分离段时，单独地或与更加均匀地分配进料结合地使用进料分配装置最大幅度地降低来自进料闪蒸的气体的至少一部分的局部速度。