專利名稱：垂直延伸的液體/液體接觸塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垂直延伸的液體/液體接觸塔。這種塔例如用于從混合烴原料對芳香族烴進行溶劑萃取。
US-A-4336106中描述了一種用于從混合烴原料對芳香族烴進行溶劑萃取的垂直塔。該公開物中描述的抽提塔是一包括軸向間隔開的篩盤的垂直圓柱形塔，這些塔盤設(shè)有上導(dǎo)管。
US-A-433106的塔的一個缺點是效率和生產(chǎn)率較低。
本發(fā)明的目的是提供一種塔，當(dāng)用于萃取操作時，該塔提高了效率和生產(chǎn)率。
該目的是通過下述塔而實現(xiàn)的。
垂直延伸的液體/液體接觸塔，使用時，該塔包含分散的液體相和連續(xù)的液體相，該塔具有一頂部液體進料入口，一個頂部液體出口，一底部液體進料入口，一底部液體出口和多個在塔中彼此軸向間隔開的內(nèi)部塔盤，每個塔盤配設(shè)有多個用于分散相通過的孔洞和一個以上的用于輸送連續(xù)相的下導(dǎo)管或上導(dǎo)管，其中該下導(dǎo)管或上導(dǎo)管分別在該塔盤下方或上方延伸，且其中該下導(dǎo)管或上導(dǎo)管的壁沿連續(xù)相的流動方向朝彼此傾斜。
申請人發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明的塔提高了生產(chǎn)率。不期望束縛于下面的理論，申請人相信與US-A-4336106相比，生產(chǎn)率的提高是由于在本發(fā)明的塔中塔盤上連續(xù)相流動路徑長度較短。當(dāng)使用直徑較大的塔，如大于2米的塔時，這種效果會變得更明顯。直徑適當(dāng)?shù)匦∮?5米。
該塔可配設(shè)上導(dǎo)管或下導(dǎo)管。當(dāng)在接觸過程中塔中的連續(xù)相是具有高密度的液體時，塔配設(shè)下導(dǎo)管。當(dāng)連續(xù)相是具有低密度的液體因而將在塔中向上移動時，塔配設(shè)上導(dǎo)管。需要使用上導(dǎo)管的廣泛使用的液體-液體系統(tǒng)的一個例子是在從在15至400度之間沸騰的石腦油流中去除輕芳烴的工藝中使用的環(huán)丁砜-烴系統(tǒng)。
在下面的說明中，所描述的塔盤將配設(shè)下導(dǎo)管。由于具有下導(dǎo)管的塔盤的結(jié)構(gòu)與具有上導(dǎo)管的相同，只是在塔盤的水平面上它們被鏡像，下面描述的優(yōu)選實施例同樣適用于具有上導(dǎo)管的塔盤。
在塔盤高度處的下導(dǎo)管開口可以是任何形狀，例如正方形、圓形或矩形。最好在一個塔盤中具有一個以上這種下導(dǎo)管。下導(dǎo)管開口最好是長度大于其寬度的矩形水平截面。具有矩形截面還意味著最靠近塔盤圓周的下導(dǎo)管開口較小端側(cè)沿該圓周延伸，導(dǎo)致這些較小的端側(cè)并不設(shè)置成彼此平行。下導(dǎo)管開口的這種結(jié)構(gòu)確保了塔盤上最大的開口面積。最好所使用的下導(dǎo)管具有平行的較小端側(cè)。這些下導(dǎo)管也稱作盒式下導(dǎo)管。
塔盤結(jié)構(gòu)可以是這樣，使下導(dǎo)管開口在配設(shè)孔洞的區(qū)域中均勻分布。例如矩形下導(dǎo)管可以被彼此平行地布置在一列中。在這一列的兩端可設(shè)置扇形下導(dǎo)管。該扇形下導(dǎo)管的下導(dǎo)管開口在一端平行于矩形下導(dǎo)管延伸，在另一端具有隨塔盤的圓周延伸的形狀。
矩形下導(dǎo)管最好以所謂交錯結(jié)構(gòu)排列布置在塔盤上。在這種結(jié)構(gòu)中，塔盤沿一水平直徑線被分成兩個塔盤部分，每個塔盤部分配設(shè)有一個以上的垂直于該直徑線定位的平行排列布置的下導(dǎo)管。這些下導(dǎo)管從壁或靠近壁延伸到塔盤的直徑線，使得一個塔盤中的下導(dǎo)管的端部與相對塔盤部分中的下導(dǎo)管的端部交替地與該直徑線交會。在一個塔盤部分中最好有2-6個矩形平行下導(dǎo)管。另外，在直徑線與塔壁交會的塔盤部分中可有一個或多個扇形下導(dǎo)管。這種扇形下導(dǎo)管具有平行于矩形下導(dǎo)管縱向側(cè)，沿塔盤的圓周并沿直徑線的一部分延伸的開口。
當(dāng)交錯的塔盤放入塔中時，兩個相鄰塔盤將以該直徑線為鏡，彼此成鏡像。這確保了下導(dǎo)管的底端位于下面塔盤的孔洞的上方。交錯的塔盤結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因為它防止了連續(xù)相的垂直繞行，換句話說，它增加了連續(xù)相和分散相的水平混合。交錯塔盤最好建造成使得下導(dǎo)管在一較小端由沿直徑線設(shè)置的中央支承梁支承，在另一端由沿塔內(nèi)壁延伸的圓周梁支承。
一個塔盤的下導(dǎo)管的底部或連續(xù)排放端最好與剛好位于上述塔盤下方的塔盤的下導(dǎo)管的上端或連續(xù)相接收端間隔離開。該間隔距離稱作流動路徑長度，對于本發(fā)明，它是由連續(xù)相排放下導(dǎo)管的中心與連續(xù)相接收下導(dǎo)管的中心之間的最短水平距離限定的。該流動路徑長度最好是在0.05至0.5米之間。更短的流動路徑長度將使接觸效率下降。更大的長度將在塔盤上方引起更多的連續(xù)相的渦流，這將阻礙分散相的傳輸，從而降低生產(chǎn)率。
下導(dǎo)管的液體排放端最好放置在下面塔盤上方一定距離處。液體排放端最好在塔盤下方伸出30-80％的塔盤距離。下導(dǎo)管的接收端最好在塔盤上方伸出0-20％的塔盤距離。塔盤距離指的是相鄰塔盤之間的距離。
塔盤中的孔洞最好是允許較輕的液體沿向上的方向容易地穿過塔盤的簡單的孔。這些孔最好是篩孔，其優(yōu)選直徑在0.004至0.025米之間。塔盤上孔洞的相對于塔橫截面積的總面積取決于選擇的將接觸的液體以及塔中的流速。該面積適當(dāng)?shù)厥撬M截面積的2-20％。
下導(dǎo)管具有沿向下方向朝彼此傾斜的壁。這些壁部分在塔盤下方延伸，可選擇地部分在塔盤上方延伸。由于構(gòu)造的原因，下導(dǎo)管的壁多少在塔盤上方延伸是有利的。這些壁的傾角適當(dāng)?shù)卦谙鄬τ谒拇怪陛S線成1-45度之間。底端最好配設(shè)一蓋，該蓋配設(shè)有最好向下導(dǎo)向的孔。這些孔的尺寸最好這樣選擇，使得從這些孔出來的連續(xù)相被加速，使其速度大于上升的分散相速度的兩倍。塔盤高度上測量的下導(dǎo)管面積取決于將接觸的特定液體。該面積最好是塔橫截面積的2-20％。
該塔最好配設(shè)2至100個上述塔盤。塔盤的數(shù)量取決于將接觸的特定的液體液體系統(tǒng)及所需的萃取深度。該塔最好還在塔盤與頂部液體出口之間的塔頂部處配設(shè)一聚結(jié)器。該聚結(jié)器提高了接觸后分散相和連續(xù)相的相分離。該聚結(jié)器最好具有規(guī)整填料的形式，并由更親合分散相而不是連續(xù)相的材料制造。
本發(fā)明將用

圖1-2進行描述。
圖1是位于本發(fā)明塔中的包括下導(dǎo)管的塔盤的頂視圖。
圖2是圖1的垂直剖視圖AA’。
圖1是作為塔(2)一部分的塔盤(1)的頂視圖。塔盤(1)配設(shè)有多個用于分散相通過的孔洞(3)。塔盤(1)沿直徑線(4)分成兩個塔盤部分(5，6)。每個塔盤部分(5，6)配設(shè)有一列(7，8)彼此平行并垂直于直徑線(4)的平行矩形下導(dǎo)管(9)。圖1中所示的塔盤布置是交錯塔盤布置，其中每個下導(dǎo)管(9)具有一較小的端部(10)，該端部(10)終止于沿直徑線(4)延伸的支承梁(11)。塔盤部分(5)的下導(dǎo)管(9)的這些端部(10)以與另一塔盤部分(6)的下導(dǎo)管(9)的端部(10)交替的方式與支承梁(11)交會。
圖1還示出上部開口(12)，傾斜的下導(dǎo)管壁(13)以及位于下導(dǎo)管(9)底端的蓋(14)。蓋(14)配設(shè)有用于排放向下流動的連續(xù)相的孔(15)。圖中兩個扇形下導(dǎo)管(16)位于直徑線(4)與塔(2)的壁交會的位置。
圖2示出圖1的垂直剖面圖AA’。所示的兩個相鄰塔盤(1，101)是塔(2)的一部分。如塔盤(1)那樣，塔盤(101)配設(shè)有矩形下導(dǎo)管(109)，該下導(dǎo)管(109)具有傾斜的壁(113)，一位于其底端的蓋(114)，該蓋(114)配設(shè)有液體排放孔(115)。如圖所示，列(8)的下導(dǎo)管(9)的液體排放孔(15)位于塔盤(101)上設(shè)有孔洞(103)(未圖示)的部分的上方。根據(jù)上面的限定形成的流動路徑長度在該圖中表示為(a)。如塔盤(1)中那樣，塔盤(101)還配設(shè)有扇形下導(dǎo)管(116)。如圖所示，下導(dǎo)管(9，109)延伸到略微在塔盤(1，101)上方。
該塔最好用于液體液體接觸。液體液體接觸被頻繁使用的一個工藝是萃取，其中通過用一適當(dāng)?shù)妮腿∪軇┙佑|一液體混合物而將該混合物中存在的一種或多種成分從該混合物分離出來。該塔特別適用于接觸具有不同密度且界面張力在5-55達因/厘米最好低于25達因/厘米的液體相。可用本發(fā)明的塔處理的可能的液體-液體系統(tǒng)的例子是DCH(二氯丙醇)-水，甲苯-水，IPE(異丙醚)-水，糠醛-潤滑油，有機-含水酸性溶液，有機-含水苛性堿溶液以及有機-水。可在本發(fā)明的塔中適當(dāng)完成的萃取工藝的例子是在制備潤滑基油的工藝中用糠醛萃取芳香烴，在羰基化或加氫甲?；に囍?，在從廢水中除酚的工藝中，在石腦油的堿洗工藝中，以及在烷化工藝產(chǎn)品的酸洗過程中回收均相催化劑的工藝中，用環(huán)丁砜從在15至400度之間沸騰的烴流，如石腦油中萃取芳香烴。
權(quán)利要求
1.垂直延伸的液體/液體接觸塔，使用時，該塔包含分散的液相和連續(xù)的液相，該塔具有一頂部液體進料入口，一頂部液體出口，一底部液體進料入口，一底部液體出口和多個在塔中彼此軸向間隔開的內(nèi)部塔盤，每個塔盤配設(shè)有多個用于分散相通過的孔洞和一個以上的用于輸送連續(xù)相的下導(dǎo)管或上導(dǎo)管，其中該下導(dǎo)管或上導(dǎo)管分別在該塔盤下方或上方延伸，且其中該下導(dǎo)管或上導(dǎo)管的壁沿連續(xù)相的流動方向朝彼此傾斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的塔，其中下導(dǎo)管或上導(dǎo)管為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的塔，其中矩形下導(dǎo)管或上導(dǎo)管以所謂的交錯結(jié)構(gòu)排列布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的塔，其中下導(dǎo)管壁或上導(dǎo)管壁朝彼此傾斜，使得下導(dǎo)管壁或上導(dǎo)管壁與塔的垂直軸線成1-45度角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的塔，其中下導(dǎo)管或上導(dǎo)管的液體排放端配設(shè)有一蓋，該蓋配設(shè)有相應(yīng)的向下或向上導(dǎo)向的孔，其中下導(dǎo)管的液體排放端在塔盤下方延伸出30-80％的塔盤距離，上導(dǎo)管的液體排放端在塔盤上方延伸出30-80％的塔盤距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的塔，其中流動路徑長度在0.05至0.5米之間，該流動路徑長度由連續(xù)相排放下導(dǎo)管或上導(dǎo)管的中心與連續(xù)相接收下導(dǎo)管或上導(dǎo)管的中心之間的最短水平距離限定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的塔，其中塔盤上的孔洞是篩孔，篩孔直徑在0.004至0.025米之間，其中這些孔洞的總面積在塔橫截面積的2-20％之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的塔，其中該塔在位于塔盤與頂部液體出口之間的塔頂部配設(shè)有一聚結(jié)器，該聚結(jié)器具有規(guī)整填料的形式，并由更親合分散相而不是連續(xù)相的材料制造。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的塔，其中該塔的直徑大于2米。
10.在根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的塔中，兩種具有不同密度且界面張力在5-55達因/厘米之間的基本上不混合的液體混合物接觸的方法。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項的塔，用于在制備潤滑基油的工藝中用糠醛萃取芳香烴，在加氫甲?；に囍性诨厥站啻呋瘎┻^程中，在從廢水中去除苯酚的工藝中，在石腦油的堿洗工藝中，或者在烷化工藝產(chǎn)品的酸洗工藝中提取均相催化劑的工藝中，用環(huán)丁砜從烴流中萃取芳香烴。
全文摘要
垂直延伸的液體/液體接觸塔，使用時，該塔包含分散的和連續(xù)的液體相，該塔具有一頂部液體進料入口，一頂部液體出口，一底部液體進料入口，一底部液體出口和多個在塔中彼此軸向間隔開的內(nèi)部塔盤，每個塔盤配設(shè)有多個用于分散相通過的孔洞和一個以上的用于輸送連續(xù)相的下導(dǎo)管或上導(dǎo)管，其中該下導(dǎo)管或上導(dǎo)管分別在該塔盤下方或上方延伸，且其中該下導(dǎo)管或上導(dǎo)管的壁沿連續(xù)相的流動方向朝彼此傾斜。
文檔編號C10G21/22GK1400918SQ01805102
公開日2003年3月5日 申請日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月16日
發(fā)明者喬斯·L·布拉沃 申請人:國際殼牌研究有限公司