[发明专利]气相分配控制装置以及应用该装置的隔板精馏塔

说明书

本发明公开了一种气相分配控制装置以及应用该装置的隔板精馏塔。该装置设置于隔板精馏塔的隔板下方，包括：填料层，其用于脱除来自公共提馏段的返塔气相中的液体；分配层，其位于填料层上方，该分配层中设有气相通道，该气相通道的两个独立入口根据预设的气相分配比、通过气相分配机构设置为开口尺寸可调节；该气相通道的两个相应的独立出口与通往隔板两侧的升气通道连通。本发明克服了气相分配控制不够准确、气相分配比调节范围较小的缺点。

技术领域

本发明涉及化工精馏领域，特别涉及一种隔板精馏塔的气相分配控制装置。

背景技术

目前，炼厂和化工厂精馏过程主要采用的是传统塔器进行物料的分离，理论上要获得N个产品则需要建设N-1个精馏塔，相应的投资和能耗较大。因此为了减少投资和过程能耗，开发新型的精馏设备是最佳选择。其中，隔板精馏塔（DWC）相比较于传统精馏塔可以极大地降低能耗、减少投资，是典型的新型节能精馏设备。

隔板精馏塔是在传统精馏塔中段设置一沿轴向延伸的竖直设置的隔板，该隔板将塔内空间分割为四部分：隔板左侧（进料区）、隔板右侧（出料区）、隔板顶端上侧（公共精馏段）和隔板底端下侧（公共提馏段）。隔板精馏塔对于多组分精馏有着巨大的优势。由于DWC中无返混现象，可比常规精馏塔节能20%~50%，同时由于减少一个塔和一个再沸器，可节约投资30%左右。

现有技术中例如US2011139604A1公开了一种隔板精馏塔，该塔塔内隔板采用了非对称形式，以进料和塔中出料为非对称点对隔板进行调整，使得进料侧进料口下端空间增加，同时使出料端下侧空间减小，达到平衡塔内气液相负荷的目的。

现有技术中例如CN102631791A公开了一种隔板精馏塔的控制方法，该发明申请公开了一种分壁精馏塔的控制方法，采用四个控制回路，分别为：塔顶馏出物组成控制回路，通过塔顶馏出物组分浓度控制塔顶回流量；侧线馏出物组成控制回路，通过侧线馏出物组分浓度控制侧线流量；塔釜馏出物组成控制回路，通过塔釜馏出物组分浓度控制塔釜热负荷；预分馏段顶部气相组成控制回路，通过预分馏段顶部气相重组分浓度控制分壁精馏塔内部的分液比。该控制回路均优选为PID控制回路。该方案的控制方法，可以在进料流量或者进料组分含量发生变化时，实现全塔的平稳控制，保证产品质量，并确保全塔能耗处于最优范围。

从本质上来看，现有的隔板精馏塔仍未能彻底解决以下两个问题：（1）隔板精馏塔塔内隔板两侧气相分配始终存在控制不够准确、气相分配比调节范围较小的问题，造成隔板两侧出现气液相传质效果变差，分离效果不佳；（2）隔板两侧气液相负荷、组分浓度、热量需求不尽相同，隔板段存在热量返混现象，导致隔板精馏塔产品纯度无法进一步提高。

因此，亟需一种气相分配控制装置以及应用该装置的隔板精馏塔，从而更精确地控制隔板两侧的气相分配以及最大限度避免热量返混、进一步提高产品纯度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气相分配控制装置以及应用该装置的隔板精馏塔，从而克服控制不够准确、气相分配比调节范围较小的缺点。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种气相分配控制装置，该装置设置于隔板精馏塔的隔板下方，包括：填料层，其用于脱除来自公共提馏段的返塔气相中的液体；分配层，其位于填料层上方，该分配层中设有气相通道，该气相通道的两个独立入口根据预设的气相分配比、通过气相分配机构设置为开口尺寸可调节；该气相通道的两个相应的独立出口与通往隔板两侧的升气通道连通。