一种拼接式中间隔板和分壁式精馏塔及改造传统精馏塔的方法技术

本发明专利技术公开了一种拼接式中间隔板及改造传统精馏塔的方法，具有如下性质：该中间隔板由若干段隔板上下拼接而成，上下拼接的两段隔板的拼接面为有一定倾角的凹面或凸面。改造方法包括如下内容：取消原传统精馏塔内塔板或者填料结构，在传统精馏塔中间位置安装上述的拼接式中间隔板，将塔分隔为四个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段。本发明专利技术该方法有效防止隔板两侧气液相物流的相互渗漏，隔板安装和拆卸方便，提高了旧设备的利用率，降低了成本。

A spliced intermediate partition and the method of reforming the traditional distillation column

The invention discloses a spliced intermediate partition board and a method for transforming traditional distillation tower. The method has the following properties: the intermediate partition board is made up of several partitions, and the splicing surface of the two segments of the upper and lower splicing plates is concave or convex with a certain dip angle. Reconstruction method includes the following: cancel the original traditional distillation tower plate or packing structure, in the splicing intermediate diaphragm mounted in the middle position of the traditional distillation tower, the tower will be divided into four parts: the public rectification section, a feed tower section and tower bottom public stripping section by section, tower. The method effectively prevents the leakage of gas-liquid flow on both sides of the partition board, and facilitates the installation and disassembly of the clapboard, which improves the utilization rate of the old equipment and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种拼接式中间隔板及改造传统精馏塔的方法
本专利技术涉及一种分段设计的中间隔板和一种传统精馏塔改造为分壁式精馏塔的方法。
技术介绍
炼厂是能源生产单位同时也是能量消耗大户，而精馏过程在炼厂能耗中占据着相当大的比重。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，分壁塔相比计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。分壁塔是在传统精馏塔中间设置一径向垂直隔板，将塔内空间分割为4部分：隔板左侧（进料区）、隔板右侧（中间产品区）、隔板上侧（公共精馏段）和隔板下侧（公共提馏段）。分壁精馏塔（DWC）对于多组分精馏有着巨大的优势。由于DWC中无返混现象，可比常规精馈塔节能20%~50%，同时由于减少1个塔和1个再沸器，可节约投资30%左右。分壁精馏塔是完全热耦合精馏塔的一种特殊形式，将两个塔合并为一个塔，在一个塔内实现三组分或多组分的分离。在现有的文献和专利中主要研究对象为新建分壁精馏塔，或者是针对分壁塔的控制问题或者是针对分壁塔的应用物料体系，而对于老塔改造为分壁精馏塔的研究较少。US5914012A公开了一种可拆卸式的分壁塔，该塔针对旧装置常规塔改造为分壁塔开发相应的隔板设计、安装和制造方法，提出一种新的改造方案，旨在解决老塔利旧改造为分壁塔的工程化问题。该技术中，隔板采用分段装配，每段隔板底端向一侧弯曲一定角度外加一块和隔板弯曲角度相反方向倾斜夹板的特殊设计形式，利用了液体在重力作用下向下流动而不能向上回流的特点实现隔板两侧液体的隔绝和密封。但这一设计也存在不足之处：（1）倾斜夹板设计在装置改造使用初期具有较好的密封效果，但难以保证长期性；这是由于随着装置使用时间延长，材料应力发生变化，同时在工况条件下，倾斜夹板易发生应力疲劳，使得夹板的倾斜角度逐渐增加，导致各块隔板之间间隙发生变化，密封性能降低，隔板使用寿命减少，进而导致中间产品质量不达标。（2）倾斜夹板设计可以有效防止液体从隔板一侧渗透至另一侧，但并未考虑隔板两侧气相物质的渗透性，由于倾斜夹板的原因以及气相物质的可压缩性，导致在倾斜夹板和隔板之间形成一个死区，气相物质在这一区域内富集、压缩、压力升高，并从隔板一侧渗透至另一侧。因此，采用倾斜夹板的方式并不能完全实现隔板两侧气液两相物质的隔绝密封问题，易造成塔操作波动，中间产品质量不达标的问题。
技术实现思路
针对现有分壁精馏塔可拆卸式隔板工程化安装设计中存在的安装困难和隔板两侧气液相渗漏问题，本专利技术提供一种拼接式中间隔板以及利用传统精馏塔塔改造为分壁精馏塔的方法，该方法有效防止隔板两侧气液相物流的相互渗漏，隔板安装和拆卸方便，提高了旧设备的利用率，降低了成本。本专利技术的拼接式中间隔板，具有如下性质：该中间隔板由若干段隔板上下拼接而成；上下拼接的两段隔板的拼接面，即上段隔板的下端面和下段隔板的上端面为有一定倾角的凹面或凸面；其中所述的倾角是指每段隔板的端面与水平线之间夹角，水平线方向为隔板的厚度方向，倾角角度为10°~45°，优选为10°~30°，上下拼接的两段隔板的倾角角度相同；其中凹面或凸面由沿端面矩形长的方向的数个平行的凹槽或凸棱组成，一般为1~20个，优选为2~10个，更优选为3~6个；上段隔板的下端面的凹面的凹槽与下段隔板的上端面的凸面的凸棱一一对应并且相互咬合紧密或上段隔板的下端面的凸面的凸棱与下段隔板的上端面的凹面的凹槽一一对应并且相互咬合紧密；凹槽或凸棱的截面形状没有限制，优选采用三角形、半圆形、半椭圆形、矩形或者正方形中的一种或者几种的组合，更优选为半椭圆形，椭圆形的短半径a为0.1d~0.4d，长半径为2a，d为隔板厚度。本专利技术的拼接式中间隔板，每段隔板一般为矩形，每段隔板的尺寸及个数可以根据塔的大小及实际拼接条件进行确定。本专利技术还提供了一种分壁式精馏塔，该分壁式精馏塔的中间隔板为上述的拼接式中间隔板。本专利技术还提供了一种的传统精馏塔改造为分壁式精馏塔的方法，包括如下内容：取消原传统精馏塔内塔板或者填料结构，在传统精馏塔中间位置安装上述的拼接式中间隔板，将塔分隔为四个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段；所述的拼接式中间隔板中的每段隔板通过板条、隔板紧固角钢、垫铁和楔子进行固定和密封；本专利技术方法中，每段隔板对应一对板条，板条分别焊接于隔板左右两边的塔内壁的对应位置；板条与隔板左右两边的重合部分作为固定面，通过螺栓进行固定也可以通过卡槽形式进行固定。塔内壁上一侧的板条间采用焊接连接形式，连接处增加支撑加强件，防止隔板组装及装置运行中造成焊缝撕裂。板条宽度为30~200mm，优选为30~100mm；板条长度为1.5~3D，优选为1.5~2D，D为原传统精馏塔内径。本专利技术方法中，板条和隔板之间的固定方式优选按如下方式进行：将板条与隔板的固定面进行凹凸面加工处理，板条的固定面沿着竖直方向加工若干个平行排列的凹槽或者凸棱，隔板的固定面沿着竖直方向加工若干个平行排列的凸棱或凹槽，一般为1~10个，优选为3~8个，板条的固定面的凹槽与隔板的固定面的凸棱一一对应且相互咬合紧密或板条的固定面的凸棱与隔板的固定面的凹槽一一对应且相互咬合紧密，凹槽或凸棱的截面形状没有限制，可以为三角形、矩形、正方形、半圆弧形中的一种或几种，优选为半圆弧形。本专利技术方法中，隔板垫铁采用密封焊接形式固定于隔板左右两边固定面的背面中间位置；隔板垫铁端面可以为矩形、正方形和梯形当中的一种，优选为矩形，矩形长为10mm~80mm，优选为10mm~50mm，矩形宽为10mm~50mm，优选为10mm~30mm,隔板垫铁厚度为10mm~150mm，优选为50mm~100mm；紧固角钢长度为10mm~150mm，优选为50mm~100mm，角钢和隔板垫铁之间的空隙宽度为10mm~50mm，优选为10mm~30mm。楔子位于紧固角钢和隔板垫铁之间，楔子楔紧程度由密封效果决定，以不破坏密封垫并保证隔板密封为前提条件。本专利技术方法中，在中间隔板底部设置凸台，用来支撑拼接后的隔板和板条。本专利技术方法中，所述的拼接式中间隔板安装过程如下：（1）隔板按照由下到上的顺序进行安装，在第一块隔板底部的最大直径处焊接隔板和板条的支撑凸台；（2）根据隔板安装方向沿塔壁轴向焊接板条，按照一对板条对应一块隔板进行安装，将板条和隔板进行固定；（3）每安装好一块隔板后，在隔板左右两边固定面的背面中间位置焊接隔板垫铁，根据隔板垫铁位置确定紧固角钢的位置，并焊接于紧邻隔板的塔壁上，用楔子钉入隔板垫铁和紧固角钢之间，确保隔板安装完全且不松动泄漏；（4）重复步骤（2）~（3）过程，直至所有隔板安装完毕。本专利技术方法中，所述的每段隔板为矩形，矩形宽为250~500mm，优选为450~490mm；矩形厚度为4~12mm，优选为5~8mm；矩形长度为0.9D~0.999D，优选为0.98D~0.99D，D为原常规塔内径。本专利技术方法中，板条宽度、隔板宽度和原传统精馏塔的直径相关，可根据实际需要改造的原精馏塔和处理物系进行适当调整。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：（1）拼接式隔板的端面进行了倾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拼接式中间隔板，其特征在于具有如下性质：该中间隔板由若干段隔板上下拼接而成；上下拼接的两段隔板的拼接面，即上段隔板的下端面和下段隔板的上端面为有一定倾角的凹面或凸面；其中所述的倾角是指每段隔板的端面与水平线之间夹角，水平线方向为隔板的厚度方向，倾角角度为10°~45°，上下拼接的两段隔板的倾角角度相同；其中凹面或凸面由沿端面矩形长的方向的数个平行的凹槽或凸棱组成；上段隔板的下端面的凹面的凹槽与下段隔板的上端面的凸面的凸棱一一对应并且相互咬合紧密或上段隔板的下端面的凸面的凸棱与下段隔板的上端面的凹面的凹槽一一对应并且相互咬合紧密。

【技术特征摘要】
1.一种拼接式中间隔板，其特征在于具有如下性质：该中间隔板由若干段隔板上下拼接而成；上下拼接的两段隔板的拼接面，即上段隔板的下端面和下段隔板的上端面为有一定倾角的凹面或凸面；其中所述的倾角是指每段隔板的端面与水平线之间夹角，水平线方向为隔板的厚度方向，倾角角度为10°~45°，上下拼接的两段隔板的倾角角度相同；其中凹面或凸面由沿端面矩形长的方向的数个平行的凹槽或凸棱组成；上段隔板的下端面的凹面的凹槽与下段隔板的上端面的凸面的凸棱一一对应并且相互咬合紧密或上段隔板的下端面的凸面的凸棱与下段隔板的上端面的凹面的凹槽一一对应并且相互咬合紧密。2.按照权利要求1所述的拼接式中间隔板，其特征在于：凹槽或凸棱的截面形状采用三角形、半圆形、半椭圆形、矩形或者正方形中的一种或者几种的组合。3.按照权利要求1所述的拼接式中间隔板，其特征在于：每段隔板为矩形，每段隔板的尺寸及个数根据塔的大小及实际拼接条件进行确定。4.一种分壁式精馏塔，其特征在于：该分壁式精馏塔的中间隔板为权利要求1~3任一权利要求所述的拼接式中间隔板。5.一种的传统精馏塔改造为分壁式精馏塔的方法，其特征在于包括如下内容：取消原传统精馏塔内塔板或者填料结构，在传统精馏塔中间位置安装权利要求1~3任一权利要求所述的拼接式中间隔板，将塔分隔为四个部分：塔顶公共精馏段、塔中进料段、塔中出料段和塔底公共提馏段；所述的拼接式中间隔板中的每段隔板通过板条、隔板紧固角钢、垫铁和楔子进行固定和密封。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：每段隔板对应一对板条，板条分别焊接于隔板左右两边的塔内壁的对应位置；板条与隔板左右两边的重合部分作为固定面，通过螺栓进行固定或卡槽形式进行固定；塔内壁上一侧的板条间采用焊接连接形式，连接处增加支撑加强件。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建兵，张英，高景山，薄德臣，王阳峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11