一种脱轻精馏塔

技术领域

本发明涉及生产装置技术领域，尤其是涉及一种脱轻精馏塔。

背景技术

脱轻精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。脱轻精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。

专利号为：CN107812503A公开了一种脱轻塔，主要内容是：一种脱轻塔，包括：基础环板、筋板、裙座、盖板、开口引出管筋板、液体出口管、塔底锥形封头、排气管、下筒体、盘管、现场液位计管口、下变送液位计管口、上变送液位计管口、上现场液位计管口、液位计接头、下锥形筒体、压力表接头、第一热电偶口、中筒体、第二热电偶口、塔盘、第一液封盘、上锥形筒体、上筒体、回流入口、第二液封盘、塔顶椭圆形封头、气体出口、放空口和上压力计口。该脱轻塔结构简单，制造成本低，脱轻塔内设置有三层筒体和连续盘绕的盘管，致使其生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点，脱轻效果好且效率高。

现有的脱轻精馏塔至少存在如下问题没有得到解决：

1、在实际生产中，当气速过小或者塔板的开孔过大时，塔板会产生漏液现象；

2、上升气流有时会将下层塔板上的液滴带至上层塔板，且液滴不易滴落，造成了上层塔板的污染；

为此，提出一种脱轻精馏塔，可以有效减少漏液现象和上层塔板污染现象的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脱轻精馏塔，以减少实际生产中漏液现象和上层塔板污染现象的产生。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种脱轻精馏塔，包括主体，所述主体的顶部开设有出气口，所述主体的右侧上部开设有回流口，所述主体的左侧中部开设有进料口，所述主体的右侧下部开设有进气口，所述主体的底部开设有出料口，所述主体的内部固定设置有若干固定环，所述固定环的上部设置有塔板，所述固定环用于将所述塔板固定在主体上，所述塔板用于为气液两相提供接触场所。

优选的，所述主体顶部的出气口、右侧上部的回流口、左侧中部的进料口、右侧下部的进气口和底部的出料口的通道外端均与法兰焊接连接。

通过在出气口、回流口、进料口、进气口和出料口的通道外端焊接法兰，相对于传统焊接更具有灵活性，当与精馏塔主体相连接的管道出现泄漏等事故进而需要更换时，在保证密封效果的同时可使得安装和拆卸更为方便。

优选的，所述固定环包括托环和圆柱凸台，所述托环为三层阶梯的圆环形结构，所述托环固定在所述主体的内部，所述托环的上表面沿周向均匀分布有四个圆柱凸台。

优选的，所述塔板为圆形阶梯结构，所述塔板的阶梯与所述托环的阶梯相对应，所述塔板上表面和竖直的阶梯面上开有若干筛孔，所述塔板的上表面沿周向均匀开设有四个固定孔，所述圆柱凸台插入所述固定孔中，所述固定孔的边缘处设置有排料孔，排料孔的下端设置有降液管，排料孔的上部边缘设有溢流堰。

通过设置托环，可以对塔板起到支撑作用，通过将托环和塔板设置成三层阶梯的结构，和常见的平面塔板不同，阶梯结构的塔板可以储存更多的液体，有利于气液之间进行充分接触，通过在所述塔板上表面和竖直的阶梯面上开设若干筛孔，可以使得更多的气体通过筛孔和液体进行接触，通过在托环上设置圆柱凸台，在塔板上开设与圆柱凸台尺寸相匹配的固定孔，安装时只需将塔板放置到固定环上，使圆柱凸台插入固定孔中即可，通过设置溢流堰，可以将上板流下的液体暂时拦截住，保持一定的液体高度，使得液体可以和筛孔中通出的气体进行充分接触，通过设置降液管，可使上板的液体较为平稳地流到下板，不会四处飞溅导致产生污染现象。

优选的，所述塔板的下表面设置为拱形结构。

通过将塔板的下表面设置为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染。

优选的，所述筛孔上截面的尺寸小于下截面的尺寸。

通过将筛孔设计成上截面尺寸小于下截面的尺寸，上表面的液体不易通过筛孔漏入下板，而且根据文丘里效应易知，当受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比，故当气体通过筛孔时，筛孔会对气体产生增加流速的作用，使得液体更加不易漏到下板。

优选的，所述主体内表面和所述塔板外表面涂有防腐蚀涂层。

通过在主体内表面和塔板外表面涂防腐蚀涂层，可对塔板和主体的工作表面起到良好的保护作用，有效地提高了设备的使用寿命。

作为本发明的一种实施方式，所述塔板的上表面为波浪形，所述筛孔开设在上表面的凸起部位。

通过将塔板的上表面设计为波浪形，筛孔两侧的形状相同，且塔板外表面存在弧度，故整个塔板对外部液体流速的影响较低，但由于上表面的最高点和最低点处存在一定的高度差，在液体流过的过程中，可以将液体中的部分难溶或者不溶的固体物质留在凹陷处，待停机时进行集中清理。

作为本发明的一种实施方式，所述塔板的上表面为两侧角度相同的梯形凸台，所述筛孔开设在凸台的顶部水平处。

通过将塔板的上表面设计为两侧角度相同的梯形凸台，由于每相邻的两个筛孔的外表面之间的连接没有弧形过渡，当外部液体流过塔板上表面时，流速会有一定程度的降低，使得气液两相可以更为充分地进行接触，同时可以将液体中的一些难溶或者不溶物质留在凹陷处，待停机时进行集中清理。

作为本发明的一种实施方式，所述塔板的上表面为单侧有坡度的直角梯形凸台，所述筛孔开设在凸台的顶部水平处。

通过将塔板的上表面设计为单侧有坡度的直角梯形凸台，当外部液体流过塔板上表面时，有坡度的一侧会使液体流速降低，使得气液两相可以更为充分地进行接触，而直角的一侧对液体流速影响较大，对液体反向流动有较大的阻碍效果，可以防止底部液体发生回流，同时能够将液体中的一些难溶或者不溶物质留在凹陷处，待停机时进行集中清理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过将筛孔设计成上截面尺寸小于下截面的尺寸，大大减少了漏液现象的产生。

2、本发明通过将塔板的下表面设置为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染。

3、本发明通过将塔板上表面设计成特殊形状，可以产生不同的过滤杂质的效果。

附图说明

图1为本发明的正向整体剖视图；

图2为本发明固定环的俯视图；

图3为本发明固定环的侧视图；

图4为本发明中波浪形塔板的俯视图；

图5为本发明中波浪形塔板的正向剖视图；

图6为本发明中凸台两侧角度相同的塔板的俯视图；

图7为本发明中凸台两侧角度相同的塔板的正向剖视图；

图8为本发明中凸台单侧直角的塔板的俯视图；

图9为本发明中凸台单侧直角的塔板的正向剖视图；

图中：主体1、出气口2、回流口3、进料口4、进气口5、出料口6、固定环7、塔板8、圆柱凸台71、托环72、筛孔81、固定孔82、排料孔83、溢流堰84、降液管85。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施案例1：

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种脱轻精馏塔，包括主体1，主体1的顶部开设有出气口2，主体1的右侧上部开设有回流口3，主体1的左侧中部开设有进料口4，主体1的右侧下部开设有进气口5，主体1的底部开设有出料口6，主体1的内部固定设置有若干固定环7，固定环7的上部设置有塔板8，固定环7用于将塔板8固定在主体1上，塔板8用于为气液两相提供接触场所。

具体的，主体1顶部的出气口2、右侧上部的回流口3、左侧中部的进料口4、右侧下部的进气口5和底部的出料口6的通道外端均与法兰焊接连接。

通过采用上述技术方案，在出气口2、回流口3、进料口4、进气口5和出料口6的通道外端焊接法兰，相对于传统焊接更具有灵活性，当与精馏塔主体1相连接的管道出现泄漏等事故进而需要更换时，在保证密封效果的同时可使得安装和拆卸更为方便。

具体的，固定环7包括托环72和圆柱凸台71，托环72为三层阶梯的圆环形结构，托环72固定在主体1的内部，托环72的上表面沿周向均匀分布有四个圆柱凸台71。

具体的，塔板8为圆形阶梯结构，塔板8的阶梯与托环72的阶梯相对应，塔板8上表面和竖直的阶梯面开有若干筛孔81，塔板8的上表面沿周向均匀开设有四个固定孔82，圆柱凸台71插入固定孔82中，固定孔82的边缘处设置有排料孔83，排料孔83的下端设置有降液管85，排料孔83的上部边缘设有溢流堰84。

通过采用上述技术方案，设置托环72，可以对塔板8起到支撑作用，通过将托环72和塔板8设置成三层阶梯的结构，和常见的平面塔板不同，阶梯结构的塔板8可以储存更多的液体，有利于气液之间进行充分接触，通过在塔板8上表面和竖直的阶梯面上开设若干筛孔，可以使得更多的气体通过筛孔81和液体进行接触，通过在托环72上设置圆柱凸台71，在塔板8上开设与圆柱凸台71尺寸相匹配的固定孔82，安装时只需将塔板8放置到固定环7上，使圆柱凸台71插入固定孔82中即可，通过设置溢流堰84，可以将上板流下的液体暂时拦截住，保持一定的液体高度，使得液体可以和筛孔81中通出的气体进行充分接触，通过设置降液管85，可使上板的液体较为平稳地流到下板，不会四处飞溅导致产生污染现象。

具体的，塔板8的下表面设置为拱形结构。

通过采用上述技术方案，将塔板8的下表面设置为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染。

具体的，筛孔81上截面的尺寸小于下截面的尺寸。

通过采用上述技术方案，将筛孔81设计成上截面尺寸小于下截面的尺寸，上表面的液体不易通过筛孔81漏入下板，而且根据文丘里效应易知，当受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比，故当气体通过筛孔81时，筛孔81会对气体产生增加流速的作用，使得液体更加不易漏到下板。

具体的，主体1内表面和塔板8外表面涂有防腐蚀涂层。

通过采用上述技术方案，在主体1内表面和塔板8外表面涂防腐蚀涂层，可对塔板8和主体1的工作表面起到良好的保护作用，有效地提高了设备的使用寿命。

具体的，塔板8的上表面为波浪形，筛孔81开设在上表面的凸起部位。

通过采用上述技术方案，将塔板8的上表面设计为波浪形，筛孔81两侧的形状相同，且塔板外表面存在弧度，故整个塔板对外部液体流速的影响较低，但由于上表面的最高点和最低点处存在一定的高度差，在液体流过的过程中，可以将液体中的部分难溶或者不溶的固体物质留在凹陷处，待停机时进行集中清理。

工作原理：将进料从进料口4加入，进料中的液体和上塔段来的液体在重力作用下一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升，自下而上依次穿过各层塔板8的筛孔81，在溢流堰84的作用下，每层塔板8上表面可保持一定深度的液层，气体通过塔板8分散到液层中，气液两相逆流接触进行传质，液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，筛孔81的上截面尺寸小于下截面的尺寸，大大减少了漏液现象的产生，塔板8的下表面为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染，塔板8的上表面设计成不同形状时，可以产生不同的过滤杂质的效果，出气口2产物为高纯度的易挥发组分，塔底出料口6产物为高纯度的难挥发组分。

实施案例2：

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种脱轻精馏塔，包括主体1，主体1的顶部开设有出气口2，主体1的右侧上部开设有回流口3，主体1的左侧中部开设有进料口4，主体1的右侧下部开设有进气口5，主体1的底部开设有出料口6，主体1的内部固定设置有若干固定环7，固定环7的上部设置有塔板8，固定环7用于将塔板8固定在主体1上，塔板8用于为气液两相提供接触场所。

具体的，主体1顶部的出气口2、右侧上部的回流口3、左侧中部的进料口4、右侧下部的进气口5和底部的出料口6的通道外端均与法兰焊接连接。

通过采用上述技术方案，在出气口2、回流口3、进料口4、进气口5和出料口6的通道外端焊接法兰，相对于传统焊接更具有灵活性，当与精馏塔主体1相连接的管道出现泄漏等事故进而需要更换时，在保证密封效果的同时可使得安装和拆卸更为方便。

具体的，固定环7包括托环72和圆柱凸台71，托环72为三层阶梯的圆环形结构，托环72固定在主体1的内部，托环72的上表面沿周向均匀分布有四个圆柱凸台71。

具体的，塔板8为圆形阶梯结构，塔板8的阶梯与托环72的阶梯相对应，塔板8上表面和竖直的阶梯面开有若干筛孔81，塔板8的上表面沿周向均匀开设有四个固定孔82，圆柱凸台71插入固定孔82中，固定孔82的边缘处设置有排料孔83，排料孔83的下端设置有降液管85，排料孔83的上部边缘设有溢流堰84。

通过采用上述技术方案，设置托环72，可以对塔板8起到支撑作用，通过将托环72和塔板8设置成三层阶梯的结构，和常见的平面塔板不同，阶梯结构的塔板8可以储存更多的液体，有利于气液之间进行充分接触，通过在塔板8上表面和竖直的阶梯面上开设若干筛孔，可以使得更多的气体通过筛孔81和液体进行接触，通过在托环72上设置圆柱凸台71，在塔板8上开设与圆柱凸台71尺寸相匹配的固定孔82，安装时只需将塔板8放置到固定环7上，使圆柱凸台71插入固定孔82中即可，通过设置溢流堰84，可以将上板流下的液体暂时拦截住，保持一定的液体高度，使得液体可以和筛孔81中通出的气体进行充分接触，通过设置降液管85，可使上板的液体较为平稳地流到下板，不会四处飞溅导致产生污染现象。

具体的，塔板8的下表面设置为拱形结构。

通过采用上述技术方案，将塔板8的下表面设置为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染。

具体的，筛孔81上截面的尺寸小于下截面的尺寸。

通过采用上述技术方案，将筛孔81设计成上截面尺寸小于下截面的尺寸，上表面的液体不易通过筛孔81漏入下板，而且根据文丘里效应易知，当受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比，故当气体通过筛孔81时，筛孔81会对气体产生增加流速的作用，使得液体更加不易漏到下板。

具体的，主体1内表面和塔板8外表面涂有防腐蚀涂层。

通过采用上述技术方案，在主体1内表面和塔板8外表面涂防腐蚀涂层，可对塔板8和主体1的工作表面起到良好的保护作用，有效地提高了设备的使用寿命。

具体的，塔板8的上表面为两侧角度相同的梯形凸台，筛孔81开设在凸台的顶部水平处。

通过将塔板8的上表面设计为两侧角度相同的梯形凸台，由于每相邻的两个筛孔81的外表面之间的连接没有弧形过渡，当外部液体流过塔板81上表面时，流速会有一定程度的降低，使得气液两相可以更为充分地进行接触，同时可以将液体中的一些难溶或者不溶物质留在凹陷处，待停机时进行集中清理。

工作原理：将进料从进料口4加入，进料中的液体和上塔段来的液体在重力作用下一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升，自下而上依次穿过各层塔板8的筛孔81，在溢流堰84的作用下，每层塔板8上表面可保持一定深度的液层，气体通过塔板8分散到液层中，气液两相逆流接触进行传质，液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，筛孔81的上截面尺寸小于下截面的尺寸，大大减少了漏液现象的产生，塔板8的下表面为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染，塔板8的上表面设计成不同形状时，可以产生不同的过滤杂质的效果，出气口2产物为高纯度的易挥发组分，塔底出料口6产物为高纯度的难挥发组分。

实施案例3：

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种脱轻精馏塔，包括主体1，主体1的顶部开设有出气口2，主体1的右侧上部开设有回流口3，主体1的左侧中部开设有进料口4，主体1的右侧下部开设有进气口5，主体1的底部开设有出料口6，主体1的内部固定设置有若干固定环7，固定环7的上部设置有塔板8，固定环7用于将塔板8固定在主体1上，塔板8用于为气液两相提供接触场所。

具体的，主体1顶部的出气口2、右侧上部的回流口3、左侧中部的进料口4、右侧下部的进气口5和底部的出料口6的通道外端均与法兰焊接连接。

通过采用上述技术方案，在出气口2、回流口3、进料口4、进气口5和出料口6的通道外端焊接法兰，相对于传统焊接更具有灵活性，当与精馏塔主体1相连接的管道出现泄漏等事故进而需要更换时，在保证密封效果的同时可使得安装和拆卸更为方便。

具体的，固定环7包括托环72和圆柱凸台71，托环72为三层阶梯的圆环形结构，托环72固定在主体1的内部，托环72的上表面沿周向均匀分布有四个圆柱凸台71。

具体的，塔板8为圆形阶梯结构，塔板8的阶梯与托环72的阶梯相对应，塔板8上表面和竖直的阶梯面开有若干筛孔81，塔板8的上表面沿周向均匀开设有四个固定孔82，圆柱凸台71插入固定孔82中，固定孔82的边缘处设置有排料孔83，排料孔83的下端设置有降液管85，排料孔83的上部边缘设有溢流堰84。

通过采用上述技术方案，设置托环72，可以对塔板8起到支撑作用，通过将托环72和塔板8设置成三层阶梯的结构，和常见的平面塔板不同，阶梯结构的塔板8可以储存更多的液体，有利于气液之间进行充分接触，通过在塔板8上表面和竖直的阶梯面上开设若干筛孔，可以使得更多的气体通过筛孔81和液体进行接触，通过在托环72上设置圆柱凸台71，在塔板8上开设与圆柱凸台71尺寸相匹配的固定孔82，安装时只需将塔板8放置到固定环7上，使圆柱凸台71插入固定孔82中即可，通过设置溢流堰84，可以将上板流下的液体暂时拦截住，保持一定的液体高度，使得液体可以和筛孔81中通出的气体进行充分接触，通过设置降液管85，可使上板的液体较为平稳地流到下板，不会四处飞溅导致产生污染现象。

具体的，塔板8的下表面设置为拱形结构。

通过采用上述技术方案，将塔板8的下表面设置为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染。

具体的，筛孔81上截面的尺寸小于下截面的尺寸。

通过采用上述技术方案，将筛孔81设计成上截面尺寸小于下截面的尺寸，上表面的液体不易通过筛孔81漏入下板，而且根据文丘里效应易知，当受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比，故当气体通过筛孔81时，筛孔81会对气体产生增加流速的作用，使得液体更加不易漏到下板。

具体的，主体1内表面和塔板8外表面涂有防腐蚀涂层。

通过采用上述技术方案，在主体1内表面和塔板8外表面涂防腐蚀涂层，可对塔板8和主体1的工作表面起到良好的保护作用，有效地提高了设备的使用寿命。

具体的，塔板8的上表面为单侧有坡度的直角梯形凸台，筛孔81开设在凸台的顶部水平处。

通过将塔板8的上表面设计为单侧有坡度的直角梯形凸台，当外部液体流过塔板8上表面时，有坡度的一侧会使液体流速降低，使得气液两相可以更为充分地进行接触，而直角的一侧对液体流速影响较大，对液体反向流动有较大的阻碍效果，可以防止底部液体发生回流，同时能够将液体中的一些难溶或者不溶物质留在凹陷处，待停机时进行集中清理。

工作原理：将进料从进料口4加入，进料中的液体和上塔段来的液体在重力作用下一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升，自下而上依次穿过各层塔板8的筛孔81，在溢流堰84的作用下，每层塔板8上表面可保持一定深度的液层，气体通过塔板8分散到液层中，气液两相逆流接触进行传质，液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，筛孔81的上截面尺寸小于下截面的尺寸，大大减少了漏液现象的产生，塔板8的下表面为拱形，当下板的液体随着气体飞溅到上板的底部时，会在重力作用下沿着拱形表面流到底端尖部，进而滴落回下板，不会停留在上板下表面造成污染，塔板8的上表面设计成不同形状时，可以产生不同的过滤杂质的效果，出气口2产物为高纯度的易挥发组分，塔底出料口6产物为高纯度的难挥发组分。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。