專利名稱：用于多組分混合物連續分餾的分壁式蒸餾塔的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用蒸餾將一混合物分離成三種或更多種組分的新的分壁式蒸餾塔，以及一種利用蒸餾分離混合物的改進方法。
已有各種方法用于多組分混合物的連續分餾。在最簡單的情況下，所供給的混合物被分餾成二種組分，一種低沸點的在上部餾出的組分和一種高沸點的在底部的組分。當所供給的混合物要分離成二種以上的組分時，在已有的各種方法中必須使用多個蒸餾塔。當分離多組分混合物時，為了減少設備的費用，如果可能，使用具有蒸汽或液體側流被分出的蒸餾塔。然而，使用具有分出側流的蒸餾塔的潛力由于作為側流分出的產品絕不可能完全純凈而受到極大的限制。當側流在濃縮區通常以液體形式被分出時，側流產品仍含有低沸點的組分，這些組分將從上部被分出。相應地，在汽提區一般以蒸汽形式被分出的側流仍含有高沸點組分。因此，具有分出側流的蒸餾塔的使用受到限制，在這種蒸餾塔中，不純的側流產品是被允許的。
在下面的一些分壁式蒸餾塔提供了一種補償方法。這種類型的蒸餾塔被描述在DE3302525 A1和一些專業文獻中，如chem.Eng.Technol.10(1987)第92-98頁和chem.-Ing.-Tech.61(1989)No.2第104-112頁。采用上述類型的蒸餾塔，所分出的側流產品可以是純凈的。這就使在分離多組分混合物時所要求的蒸餾塔的總體數量可減少。由于這種類型的蒸餾塔為一種簡化的熱偶蒸餾塔，其能量消耗特別低，各種熱偶蒸餾塔同樣被描述在所說的專業文獻中。與傳統蒸餾塔相比，分壁式蒸餾塔的能量消耗和投資費用是其30％，因此，被越來越廣范地在工業中使用。
由于分隔壁安裝在蒸餾塔內，所使用的分壁式蒸餾塔的缺點是，它們與傳統蒸餾塔相比具有不同的機械結構。對其結構改進要花費很大費用并需很長的停機時間。因此，到目前為此，分壁式蒸餾塔的使用主要限于重新配置。在結構改進時，經常使用一轉換器來拆衷解決熱偶蒸餾塔。
本發明的一個目的的是克服所說的缺點，并進一步簡化現有分壁式蒸餾塔的改裝和分壁式蒸餾塔新組合。
本發明的目的可以由一種分壁式蒸餾塔所實現，該蒸餾塔利用蒸餾將一混合物分離成三種或更多種組分，其中，至少一個分隔壁是可拆卸地安裝在分壁式蒸餾塔內。此外，本發明還提供了使用所說分壁式蒸餾塔通過蒸餾分離混合物的方法。
下面參照附圖詳細描述這種新穎的分壁式蒸餾塔。
圖1表示一種至今一直在使用的具有一固定分隔壁(1)的分壁式蒸餾塔(2)。
圖2表示一種新穎的具有一些可拆卸的上下疊置的分隔壁(3)的分壁式蒸餾塔(2)。
根據本發明，所提供的一種特別的結構布置不需要在蒸餾塔內安裝分隔壁。這種新穎的帶有或不帶有填料的分壁式蒸餾塔在柱體內沒有固定的，例如焊接的分隔壁。第一種可能的結構是，在縱向上的液體和蒸汽流的細分由直接安裝在蒸餾塔填料(圖3)中的分隔元件完成。分隔壁3為與填料4構成一體的結構元件，并固定在填料上，連接在填料上的板3的壁厚大約為0.1至3mm，優選是1至2mm，它比在塔體中帶固定分隔壁情況下的壁厚明顯地小，在那種情況下優選壁厚為5-10mm。這些填料，特別是在改裝現有蒸餾塔中的填料使成本降低，并縮短了再裝配次數。
為了密封上下疊置的填料層，與填料構成一體的呈屋頂形分隔壁是合適的，圖3表示了一種簡單的結構方案，在該方案中，在頂部和底端與填料4構成一體的分隔壁3比填料4長1至10mm，在底端，壁具有附加的薄條帶5，該薄條帶5大約10至20mm寬，0.1至2mm厚。當各填料層被組裝時，一屋頂形的搭接被形成，這種搭接可防止液體穿過，并且還可有效地密封，防止蒸汽穿過。其它在工程中通常采用的密封結構也可以替換這種特別簡單的結構方案。
另外較簡單的可能方案是，分隔壁不與填料構成一整體，而是在各填料4之間構成不固定的連接，該未固定的壁3的厚度大約為0.5至3mm，優選為1至2mm(圖4)。填料可用于相同的設計，該設計具有通常固定連接在分隔壁上的液體導流板6和分隔板7。在這種情況下，安裝用于密封的薄條帶5也是有利的。每個壁3的高度與填料層的高度相應，或者大于后者的高度。
由用于工業制造好的蒸餾塔可看出，有足夠的圓度的大直徑蒸餾塔，和要求中等沸點(medium-boiler)的餾分有中等純度的情況下，不需要由密封元件提供的橫向密封。只在塔截面十分不圓以及中等沸點餾分的產品規格大于約99.8％的情況下才有這種要求。在整體構成的分隔壁和蒸餾塔壁之間的間隙不應大于1至2mm。如果要有橫向密封，一種簡單的方法是，安裝一由薄片制成的彈性密封唇8，該密封唇用于蒸餾塔壁9的密封(圖5)。
更為有效的是，由于連接到填料層上的分隔壁不能完全密封，由較低或較高沸點組分造成的中等沸點餾分的污染可由沿蒸餾塔高度分布的壓力所避免，該壓力以這種方式受縱向分段的兩側所影響，使在排出側的壓力總是稍高或等于供入側的壓力。該壓力可以用簡單的方式由填料的末端升高來實現，即在排出側比在供入側有一較大的填料高度或有較高的壓力降，例如這是由于填料具有較窄的流通橫截面。
使用通常的不帶構成一體的分隔壁的填料層，以及將分隔壁分開地優選是非固定地安裝在塔體內也是可能的。特別簡單的是，在蒸餾塔壁上安裝U形導軌10，分隔壁3被推入該導軌中(圖6)。在這種情況下，分隔壁可制得較長，例如1至2m，以使分隔壁的數量減小，該壁的厚度大約為3至10mm，以使其達到足夠的剛度。
采用這種分隔壁的設計，可以使用不規則填料，例如鮑爾環。如果這種非固定的分隔壁遠離蒸餾塔截面中心安裝，由于其它的橫向密封不能被足夠地保證，一導向件總是必要的。
在各填料層之間的液體收集器和液體分配器的區域內，在每個區域中提供一個用作縱向細分的單板件是非常合適的。
在板式塔中，用雙流塔板構成縱向細分部件是最簡單。在這種情況下，采用矩形平板就足夠了，該板被推入U形導軌中，該導軌被安裝在蒸餾塔壁、塔板的上部和/或下部上。
由于降液管也必需細分，篩板、浮閥塔板和泡罩塔板要求具有更復雜的縱向細分幾何結構。當各縱向細分都垂直于溢流堰布置時，結構是最簡單的。
當使用本發明的分壁式蒸餾塔進行分離混合物的蒸餾時，該分壁式蒸餾塔優選以這樣的方式工作，即在排出側的壓力大于或等于供入側的壓力。
權利要求
1.一種利用蒸餾將一混合物分離或三種或更多種組分的分壁式蒸餾塔，其中至少一個分隔壁是可拆卸地安裝在該分壁式蒸餾塔內。
2.根據權利要求1所述的分壁式蒸餾塔，其中該分隔壁或各分隔壁被非固定地安裝在導軌上，導軌設在蒸餾塔壁上。
3.根據權利要求1或2所述的分壁式蒸餾塔，其中該分壁式蒸餾塔包括用于分離混合物的填料。
4.根據權利要求1至3任一項所述的分壁式蒸餾塔，其中該分壁式蒸餾塔包括被排列的填料，在該填料中，各縱向細分的分隔壁安裝在填料層的一側，并且是厚度為0.1至3mm板。
5.根據權利要求4所述的分壁式蒸餾塔，其中各板在上部或下部超過填料層1至10mm，并且在板的底部有一寬10至20mm，厚0.1至2mm的薄條帶，該薄條帶僅在其頂邊與分隔壁相連，以這種方式，當填料層上下疊放時，可形成一層頂形的，至少是部分密封的搭接部分，該塔接部分可防止液體從分隔壁的一側到另一側，并且還可以形成足夠的密封，以防蒸汽通過。
6.根據權利要求3至5任一項所述的分壁式蒸餾塔，其中分隔壁是被非固定地安裝在各填料之間厚度為0.5至3mm的板。
7.根據權利要求4至6任一項所述的分壁式蒸餾塔，其中由彈性密封唇構成各分隔壁的橫向密封。
8.根據權利要求1至7任一項所述的分壁式蒸餾塔，其中該蒸餾塔為板式蒸餾塔。
9.一種利用蒸餾將一混合物分離成三種或更多種組分的方法，其中使用權利要求1至8任一所述的一種分壁式蒸餾塔。
10.根據權利要求9所述的方法，其中該分壁式蒸餾塔以這樣的方式工作，即在排出側的壓力大于或等于供入側的壓力。
全文摘要
一種利用蒸餾將一混合物分離成三種或更多種組分的分壁式蒸餾塔,其中,至少一個分隔壁被可拆卸地安裝在蒸餾塔內。
文檔編號B01D3/14GK1177513SQ97113020
公開日1998年4月1日 申請日期1997年4月30日 優先權日1996年4月30日
發明者G·卡貝爾, M·斯特羅澤爾, U·海德 申請人:巴斯福股份公司