[发明专利]尤其用于降膜蒸发器的分布器设备及其用途

说明书

本发明涉及用于将流体（10）均匀分成2个或更多个流体流的分布器设备（10000），每个流体流都包含气体（11）和液体（12），以及降膜蒸发器（100000），其中根据本发明的分布器设备用于将2个或更多个流体流分布到蒸发器的加热管上，以及涉及根据本发明的分布器设备（10000）以及尤其根据本发明的降膜蒸发器（100000）的在化学产品的生产和/或制备中的用途。根据本发明的分布器设备的特征尤其在于，在分布器设备中用于气体相（11）的破旋器（600），气体相的出现是由于将流体（10）分离成气体相（11）和液体相（12）。

本发明涉及用于将流体（10）均匀划分成2个或更多个流体流的分布器设备（10000），其中每个流体流都包含气体（11）和液体（12）；降膜蒸发器（100000），在降膜蒸发器中本发明的分布器设备用于在该降膜蒸发器的加热管上分布所述2个或更多个流体流；以及本发明的分布器设备（10000）和尤其是本发明的降膜蒸发器（100000）在化学产品的生产和/或分离净化中的用途。本发明的分布器设备的特征尤其在于用于气体相（11）的破旋器，该气体相是通过在分布器设备内将流体（10）分离成气体相（11）和液体相（12）而形成的。

大体上，现有技术中已知用于流体的分布器设备，该流体包含液体部分和气体部分，尤其是蒸气部分或者在所述流体的情况下气体相或蒸气相在该分布器设备内是通过自然蒸发而形成的。这种分布器设备的重要应用领域是它们在降膜蒸发器中的应用。降膜蒸发器在工业中被广泛应用，尤其是在蒸气-液体分离过程中，例如通过蒸发的蒸馏或浓缩，其中在降膜蒸发器中产生材料分离所要求的蒸气相。除了纯粹的材料分离之外，蒸发器也可用于执行反应。因此，例如，CN 103 980 159 A公开了薄膜蒸发器在氨基烷基酯的热解中的用途。

在降膜蒸发器中，相对易挥发的成分被从在被加热的蒸发器管上向下流的液体膜蒸发。液体在管上的均匀分布对于降膜蒸发器的正确操作来说非常重要，这确保了管壁的完全且永久地润湿（见Scholl, Rinner, 2006, Verdampfung und Kondensation in Fluidverfahrenstechnik, Goedecke (Ed.), Wiley）。液体分布器安装在降膜蒸发器的上管板上方的帽中并且被设计用于具体情况，其确保了均匀分布。在沸腾液体或过冷液体的情况下，分布器应该在很大程度上使液体平静直到进入管并将液体在蒸发器管之间以及在蒸发器管上均匀分布。在过热液体的情况下，在管板上的上帽中还发生闪蒸，使得不仅存在液体相还存在蒸气相，并且取决于超热程度和蒸发器内的压力所述液体相和蒸气相具有高速度。在这种情况下，液体分布器必须被构造成使得蒸气相不损害液体分布的有效性。例如，这可通过在蒸气和液体去往蒸发器管内的路途中将蒸气和液体分离来实现。

尤其在每个蒸发器管具有少量液体的情况下，蒸发器可以以循环模式以如下方式被操作：在底部从蒸发器离开的残余液体的一部分被再循环到蒸发器的顶部。然而，在热敏感产品的情况下或者在液体中的反应（例如，聚合反应）会导致形成沉积物时或要被蒸发的液体从一开始就包含微粒时，单次通过且不进行循环通常是期望的以保持在蒸发器内的停留时间短并且因此在蒸发器管内形成沉积物的可能性低，这进而往往导致管内有相对少量的液体。在少量液体的情况下蒸发比例越高，给每个管供应相同量的液体就越重要。当管没有被均匀地供应液体时，在仅接收少量液体的管内发生诸如各个管的过分浓缩和干燥运行直至堵塞的问题，而在那些接收了过多液体的管内没有实现期望的最终浓缩。而且，在所描述的系统中使液体过分平静的情况下，有时在液体分布器和管板的区域中形成沉积物，这最终导致同样的问题。

除了确保非常均匀的分布以外，液体在进入管之后还必须立即在内壁上形成稳定膜。液体必须不穿过管而滴落或者以溪流形式沿着管流下，而是从一开始就应该形成均匀膜，该膜将全部可获得的加热表面都润湿。