塔内件及塔设备制造技术

本发明专利技术提供一种塔内件和塔设备，其中塔内件包括塔板和布设于塔板上的阀组件，阀组件包括条形浮阀和梯形固阀；其中，浮阀具有矩形阀片，以及分别固设于矩形阀片下表面前后端的阀腿，阀腿底部相背弯曲形成阀脚，前端阀腿上有开孔，矩形阀片前端对应于该开孔的区域沿长度方向延伸并向上倾斜成与矩形阀片夹角不大于45度的延伸斜板；固阀的阀体为冲压塔板形成的等腰梯形，具有向上突起并平行于塔板的矩形顶板和分别与塔板平面呈30～45度锐角的矩形侧板；塔板上开设有矩形阀孔，浮阀的阀腿安装于矩形阀孔中并借助阀脚控制浮阀升起的最大高度。该塔内件适合具有较大操作弹性的工况，满足汽油组分分离时气液比严重失衡的条件，提高汽油组分的分离效率。

Tower and tower equipment

The invention provides an inner part and tower equipment, in which the inner part of the tower includes a tray and a valve assembly arranged on the tray. The valve assembly includes a striped valve and a trapezoid solid valve; the valve has a rectangular valve plate and a valve leg fixed to the front and rear ends of the surface of the rectangular valve plate, and the front of the leg is bent to form a valve foot and a front end. There is an opening on the leg of the valve. The front end of the rectangular valve plate corresponds to the length direction of the opening area and inclines upwards into an extended oblique plate that is not more than 45 degrees in the angle of the rectangular valve plate; the valve body is an isosceles trapezium formed by the stamping tray, and a moment roof with a upward projection and parallel to the tray and 30~45 to the plate plane. A rectangular side plate with a sharp angle is arranged; a rectangular valve hole is arranged on the tray, and the valve leg of the floating valve is installed in the rectangular valve hole, and the maximum height raised by the float valve is controlled by the valve foot. The internals of the tower are suitable for working conditions with large operation flexibility, satisfying the conditions of serious imbalance of gas-liquid ratio when separating gasoline components, and improving the separation efficiency of gasoline components.

【技术实现步骤摘要】
塔内件及塔设备
本专利技术属于石油化工分离设备
，具体涉及一种塔内件及塔设备，尤其涉及一种可提高汽油组分分离效率的新型塔内件及安装有该塔内件的塔设备。
技术介绍
塔设备是化学工程领域的重要组成部分，是目前化工分离工程的首选装置，涉及精馏、吸收、解吸、萃取(抽提)、洗涤、增湿以及冷却等化工过程，涉足石油化工、炼油、化肥、精细化工、轻化工、环境保护，甚至冶炼、原子能等工业领域。塔设备是用于气-液与液-液相间质、热交换的设备，以保证传质的两相之间有充分的接触时间和空间，从而达到理想的传质、传热效果。塔内件(塔设备内件)的性能直接关系到塔设备的传质和传热效果，因此，国内外历来都十分重视塔内件的研制开发和工业应用。按照塔内件形式和气液接触方式的不同，塔设备可分为两大类——板式塔和填料塔。目前在大型工业装置中仍以板式塔为主，其中浮阀塔板凭借操作弹性大、结构简单、成本低、塔板压降低等优势，已经成为国内石油化工行业最常用的板型。浮阀和固阀是浮阀塔板中至关重要的塔内件之一，对二者进行改进也成为了改进塔内件的基本思路。最具代表性的浮阀是美国Glitsch公司推出的V型浮阀，其中V1型浮阀(国内称F1型浮阀)在我国得到广泛应用并已标准化。但随着塔设备技术的发展，这类浮阀塔板显示出多种不足，比如从阀孔出来的气体呈水平方向向四面八方喷射，导致塔板上液体返混程度较大，加剧了雾沫夹带；浮阀上方气液接触状况较差，造成塔板传质效率降低；塔板上液面梯度较大，气体在液体流动方向上分布不均匀。针对F1型浮阀的上述诸多不足，国内外对塔内件进行了系列改进，推出了一系列新型塔内件设计方案。清华大学泽华化学工程有限公司开发了微分浮阀塔板，是在圆形浮阀的阀顶面上开设多个小阀孔，充分利用浮阀上部的传质空间，使气体分散更加细密均匀，气液接触更加充分；同时局部采用带有导向作用的微分浮阀，消除塔板上液体滞留现象，提高了气液分布的均匀度。西安石油大学的周三平等人研究开发了3D圆阀塔板，亦称为多向鼓泡导流浮阀，其与F1型浮阀塔板具有相同的浮阀尺寸和阀孔尺寸，且在浮阀的周边和顶端设置了气体导向片，以使气体分流分层次多方位进入液层，形成了立体的传质模型，降低了压降和雾沫夹带。经过模拟实验对比，该3D圆阀塔板比传统F1浮阀塔板的塔板效率提高5％～15％，塔板压降降低约100Pa，泄漏量和雾沫夹带量与F1浮阀塔板基本相当。除了上述对圆形浮阀的改进之外，还可以在阀盖的圆周边上设有彼此间隔的三角形齿状缺口，具体可参见ZL200720044606.0中记载的方案，以增加气、液接触面积，提高传质效率。与圆形浮阀相对的是条形浮阀，典型的条形浮阀具有长条形的阀片以及支撑条形阀片的阀腿。与圆形浮阀相比，气体从条形浮阀沿长度方向的两侧喷出，可以减少液体返混，提高传质效率；并且条形浮阀不会旋转，因此不易磨损，阀片不易卡死、脱落，因此一般认为条形浮阀的综合性能较圆形浮阀更为优越。目前对条形浮阀的改进，多是采用圆形浮阀的改进思路，比如在条形阀片沿长度方向的两侧设有齿边，或者在条形阀片上开设舌孔等。在此基础上，还可对阀片的形状进行调整，比如专利ZL02265549.2中记载的舌孔条形浮阀、天津大学化学工程研究所研发的箭形浮阀，西安石油大学开发的锯齿边窄条阀、浙江工业大学开发的齿边浮阀塔板、专利ZL200620044901.1中公开的V孔导向浮阀塔板和齿形导向浮阀塔板等齿边导向类条阀，均可强化气液传质，使塔板效率得以提高。经过系列改进，浮阀塔板的性能有所提升，但仍然具有改进的空间。尤其是当用于汽油组分分离时，经常会出现气液比严重失衡的情况，工况操作弹性大，很难保证气液传质、传热效率，因此对塔内件及相关塔设备提出了更高的要求。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供一种塔内件，能够在操作弹性比较大的工况下保证气液传质、传热效率。本专利技术还提供设有该塔内件的塔设备，包括脱油塔和抽提蒸馏塔，用于满足汽油组分分离等操作弹性较大的工况。为实现上述目的，本专利技术的第一个方面提供一种塔内件，包括塔板和布设于塔板上的阀组件，该阀组件包括设置于塔板上的多个条形浮阀和多个梯形固阀；其中，浮阀具有矩形阀片，以及分别固设于矩形阀片的下表面前端和后端区域的阀腿，阀腿的宽度不大于矩形阀片的宽度，阀腿底部相背弯曲形成阀脚，前端的阀腿上设有开孔，矩形阀片前端对应于该开孔的区域沿长度方向延伸并向上倾斜成与矩形阀片夹角不大于45度的延伸斜板；固阀的阀体为冲压塔板而形成的等腰梯形，具有向上突起并平行于塔板的矩形顶板和分别与塔板平面呈30～45度锐角的矩形侧板；塔板上开设有与浮阀相匹配的矩形阀孔，浮阀的阀腿安装于该矩形阀孔中并借助阀脚控制浮阀升起的最大高度，矩形阀孔与阀腿外缘之间具有间隙。进一步的，上述阀腿为矩形阀片的前端和后端分别向下弯曲而形成，前端的阀腿上的开孔为矩形开孔，矩形阀片的延伸斜板轮廓与矩形开孔相匹配并以自该矩形开孔的上边缘为轴外翻而延伸形成，与矩形阀片的夹角成10～30度。进一步的，开孔的上边缘至阀腿顶部的距离为1.2～1.8mm，开孔的两侧边缘至阀腿两端的距离为1.8～2.5mm。进一步的，该固阀经冲压形成后，塔板上对应留下的阀孔为矩形，其长宽比为(4～5)：(2～3)。进一步的，固阀的矩形侧板与塔板平面呈35～40度锐角，矩形顶板距塔板的高度为2.5～3.0mm，一般为2.8～3.0mm。进一步的，塔板的开孔率为5～15％，且浮阀和固阀的设置方向与液流方向一致。本领域中，开孔率为塔板上的开孔区占塔板总面积的百分比，其中塔板上的开孔即为塔板上为安装浮阀和固阀所开设的阀孔。可选的，浮阀和固阀在塔板上的布设方式包括：固阀排布于与液流方向垂直的塔板中心线区域及该中心线两侧区域，浮阀排布于靠近受液盘和降液管的区域，且在弓形区的浮阀呈同心圆排布；或，沿液流方向，固阀和浮阀呈每两列为单位的间隔排布，且在弓形区的浮阀呈同心圆排布。进一步的，沿液流方向，相邻的固阀、相邻的浮阀以及相邻的固阀和浮阀，均成交错排布。本专利技术的第二个方面是提供一种脱油塔设备，其设有精馏段和提馏段，且设有上述塔内件，其中：精馏段的塔板上设置阀组件的方式为，固阀排布于与液流方向垂直的塔板中心线区域及该中心线两侧区域，浮阀排布于靠近受液盘和降液管的区域，且在弓形区的浮阀呈同心圆排布；提馏段的塔板上设置阀组件的方式为，沿液流方向，固阀和浮阀呈每两列为单位的间隔排布，且在弓形区的浮阀呈同心圆排布。本专利技术的第三个方面是提供一种抽提蒸馏塔设备，其设有上述塔内件，其中，塔板上设置阀组件的方式为，沿液流方向，固阀和浮阀呈每两列为单位的间隔排布，且在弓形区的浮阀呈同心圆排布。本专利技术提供的塔内件，其浮阀能够根据负荷情况适应性自动调节升起高度，并与固阀配合，以适应操作弹性较大的工况，并保证了气液传质、传热效率。同时，该塔内件还解决了传统F1浮阀塔板的液相返混的问题，减少了雾沫夹带，改变了液体的鼓泡状态，减小了塔板上的液面梯度，使气体在液流方向上分布比较均匀。经计算，该塔内件在实际使用时，塔板压降较F1浮阀塔板压降降低20％左右，塔板效率约提高10％～15％，通量提高15％～20％，塔板泄漏约降低10％，尤其适用于汽油组分分离等气液比严重失衡的工况。本专利技术提供的脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔内件，包括塔板和布设于塔板上的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括设置于塔板上的多个条形浮阀和多个梯形固阀；其中，所述浮阀具有矩形阀片，以及分别固设于矩形阀片下表面前端和后端区域的阀腿，所述阀腿的宽度不大于所述矩形阀片的宽度，所述阀腿底部相背弯曲形成阀脚，前端的阀腿上设有开孔，所述矩形阀片前端对应于该开孔的区域沿长度方向延伸并向上倾斜成与矩形阀片夹角不大于45度的延伸斜板；所述固阀的阀体为冲压塔板而形成的等腰梯形，具有向上突起并平行于塔板的矩形顶板和分别与塔板平面呈30～45度锐角的矩形侧板；所述塔板上开设有与浮阀相匹配的矩形阀孔，浮阀的阀腿安装于该矩形阀孔中并借助阀脚控制浮阀升起的最大高度，所述矩形阀孔与阀腿外缘之间具有间隙。

【技术特征摘要】
1.一种塔内件，包括塔板和布设于塔板上的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括设置于塔板上的多个条形浮阀和多个梯形固阀；其中，所述浮阀具有矩形阀片，以及分别固设于矩形阀片下表面前端和后端区域的阀腿，所述阀腿的宽度不大于所述矩形阀片的宽度，所述阀腿底部相背弯曲形成阀脚，前端的阀腿上设有开孔，所述矩形阀片前端对应于该开孔的区域沿长度方向延伸并向上倾斜成与矩形阀片夹角不大于45度的延伸斜板；所述固阀的阀体为冲压塔板而形成的等腰梯形，具有向上突起并平行于塔板的矩形顶板和分别与塔板平面呈30～45度锐角的矩形侧板；所述塔板上开设有与浮阀相匹配的矩形阀孔，浮阀的阀腿安装于该矩形阀孔中并借助阀脚控制浮阀升起的最大高度，所述矩形阀孔与阀腿外缘之间具有间隙。2.根据权利要求1所述的塔内件，其特征在于，所述阀腿为矩形阀片的前端和后端分别向下弯曲而形成，前端的所述阀腿上的开孔为矩形开孔，矩形阀片的延伸斜板轮廓与矩形开孔相匹配并以自该矩形开孔的上边缘为轴外翻而延伸形成，与矩形阀片的夹角成10～30度。3.根据权利要求2所述的塔内件，其特征在于，所述开孔的上边缘至阀腿顶部的距离为1.2～1.8mm，所述开孔的两侧边缘至阀腿两端的距离为1.8～2.5mm。4.根据权利要求1所述的塔内件，其特征在于，所述固阀经冲压形成后，塔板上对应留下的阀孔为矩形，长宽比为(4～5)：(2～3)。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，高金森，郝天臻，刘苏欣，张宇豪，王晓琴，曹丽媛，徐春明，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11