《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》是中國石油化工集團公司、中國石化工程建設有限公司於2012年2月27日申請的發明專利，該專利申請號為201210047504X，公布號為CN103285621A，專利公布日為2013年9月11日，發明人是吳德飛、劉家明、袁忠勛、劉永芳、孫麗麗、蔣榮興、李嘯東。
《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》包括總管、中心管、支管等部件。該發明實現了最小設備容積、強化沖洗效果的要求，達到了更高效的吸附效果。
2022年7月22日，《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》獲得第二十三屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法
- 公布號：CN103285621A
- 公布日：2013年9月11日
- 申請號：201210047504X
- 申請日：2012年2月27日
- 申請人：中國石油化工集團公司、中國石化工程建設有限公司
- 地址：北京市朝陽區朝陽門北大街22號
- 發明人：吳德飛、劉家明、袁忠勛、劉永芳、孫麗麗、蔣榮興、李嘯東
- 代理機構：北京思創畢升專利事務所
- 代理人：韋慶文
- Int.Cl.：B01D15/18（2006.01）I、B01D15/14（2006.01）
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
中國國內外專利商注重於分配器的開發、設計和套用，如CN101056684A、CN1108185C、CN1123372C、CN201592090U分別公布了一種用於模擬移動床的吸附分離塔內部構件，其功能是用於將液體均勻分布到整個吸附塔床層，實現吸附劑的充分利用。上述四項文獻公布的方法及設備都集中於分布器自身，忽略了多分配器之間的連通管線和設備。
此外，2012年2月之前已有技術CN102036729A公開了一種用於多級塔中分配和收集流體的系統，包括主管道、中心管、次管道等，流體物料通過主管道經中心管、次管道及分配器實現進入和抽出多級塔時在橫截面上均勻分布。CN102036729A所提供的系統結構技術特徵沒有涉及到具體的系統結構特點和部件特徵。實際套用表明，對於塔徑較大的吸附塔，需要採用多塊分配器實現床層的布置，分配器之間的連通管線及設備結構對模擬移動床工藝性能的實現和效率影響顯著，特別是在沖洗管路步序，分配器之間的連通管線及設備結構直接影響吸附分離效果。
2012年2月之前的已有技術CN102036729A的主要缺陷是不能充分體現模擬移動床對相關分配和收集系統的詳細技術要求，尤其是在使用過程中沖洗和抽出步序對系統結構的具體要求。
發明內容
技術方案
《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》的液體物料分配收集裝置包括水平布置的液體物料進料總管（1）、位於吸附分離塔（4）中心的與總管（1）連線的中心管（2）、通過一組支管接口（9）與中心管（2）連線且分布在中心管（2）周圍的一組支管（3）、與每一個支管（3）遠端連線的端管（4），液體物料通過總管（1）經中心管（2）、支管（3）、端管（4），實現在吸附分離塔（5）橫截面上的均勻分布；所述的總管（1）與中心管（2）通過中心管接口（8）對接；所述的一組支管（3）的數量為8、10、12、14或16根，所述的總管（1）流通面積為所有支管（3）流通面積之和、或上下浮動不大於10％；所述每一個支管（3）遠端通過三通與兩個端管（4）連線，每個端管（4）的流通面積為支管（3）流通面積的一半、或上下浮動不大於10％。
所述的中心管（2）為一環狀中空封閉筒體，所述的中心管接口（8）和支管接口（9）都開設在所述的環狀中空封閉筒體的外表面上；所述的中心管（2）以中心管接口（8）為中心兩側對稱，中心管（2）末端位於中心管接口（8）的對面且左右隔斷，否則在沖洗步序時將因左右部分連通而難以沖洗置換乾淨。
《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》的物料分配收集裝置可以選擇下列兩種具體結構：其一，所述的中心管（2）為平滑過渡的斜面形中心管（2），所述的環狀中空封閉筒體的外表面的平面展開圖為上窄下寬的等腰梯形和與梯形下邊對接的橫條矩形組成，中心管接口（8）的位置在所述的等腰梯形的中心，一組支管接口（9）均勻分布在所述的橫條矩形上；其二，所述的中心管（2）為逐級過渡的階梯形中心管（2），所述的環狀中空封閉筒體的外表面的平面展開圖為一組中心對稱的上窄下寬的橫條矩形組連線組成，中心管接口（8）的位置在最下一個橫條矩形以上的矩形組的中心，一組支管接口（9）均勻分布在分布在所述的最下一個橫條矩形上。
在具體實施中，所述的一組支管（3）的數量優選12根；所述的中心管（2）位於吸附分離塔的中心桶（6）內部，中心管（2）貼合在中心桶（6）的內壁；所述每一個端管（4）配置一個分配器（7）。
《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》所述的分配器可採用類似CN101056684A、CN1108185C、CN1123372C或CN201592090U公開的分配器結構。
當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於進料或沖洗步序時，液體物料經總管進入裝置，從總管進入中心管，從中心管實現向各支管的分布，再由支管經端管進入分配器，實現進料或沖洗過程液體均勻分配到吸附塔橫截面的需要。當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於出料步序時，液體物料流向與進料或沖洗步序相反，液體首先從分布器被收集、經過端管、支管匯入中心管，經總管流出，實現出料過程液體從吸附塔橫截面均勻抽出的需要。
改善效果
《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》的技術要點在於：
1）各部件流通面積對比關係的嚴格控制：每個端管的流通面積為支管流通面積的一半或上下浮動不大於10％；總管流通面積為所有支管流通面積的和或上下浮動不大於10％；中心管末端流通面積最小且與單根支管流通面積相同或上下浮動不大於10％；總管接口附近的中心管流通面積最大且與單側所有支管的流通面積之和相同或上下浮動不大於10％；選用管線時儘量採用常用的國家標準金屬管，在滿足強度要求的前提下可以適當調整管系的壓力等級以改變壁厚，保證各管線之間的流通面積關係比。
2）嚴格控制中心管形狀對應的流通面積變化關係：無論是採用平滑過渡的斜面形或逐級過渡的階梯形環形空間中心管，總體要求都是保證容積最小化，保證小流量沖洗時的置換淨化效果；
3）平滑過渡的斜面形中心管較逐級過渡的階梯形中心管更優，避免了階梯形頂角的弱流動區，便於沖洗和物料置換。
因此，《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》的效果在於：1）通過嚴格控制各部件流通面積對比關係，達到了容積最小，沖洗效果強化的效果；2）能夠滿足模擬移動床進料、沖洗、出料等不同流向步序的液體分布與收集的性能需要，更高效地實現了模擬移動床的吸附效果。
附圖說明
附圖1是《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》結構示意圖；
附圖2是平滑過渡的斜面形中心管及裝置示意圖；
附圖3是逐級過渡的階梯形中心管及裝置示意圖；
附圖4是平滑過渡的斜面形中心管示意圖；
附圖5是逐級過渡的階梯形中心管示意圖；
附圖6是平滑過渡的斜面形中心管外表壁面展開示意圖；
附圖7是逐級過渡的階梯形中心管外表壁面展開示意圖。
 圖1 |  圖2 |  圖3 |
 圖4 |  圖5 |  圖6 |
 圖7 | / | / |
權利要求
1.《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》其特徵在於：所述的分配收集裝置包括水平布置的液體物料進料總管（1）、位於吸附分離塔（4）中心的與總管（1）連線的中心管（2）、通過一組支管接口（9）與中心管（2）連線且分布在中心管（2）周圍的一組支管（3）、與每一個支管（3）遠端連線的端管（4），液體物料通過總管（1）經中心管（2）、支管（3）、端管（4），實現在吸附分離塔（5）橫截面上的均勻分布；所述的總管（1）與中心管（2）通過中心管接口（8）對接；所述的一組支管（3）的數量為8、10、12、14或16根，所述的總管（1）流通面積為所有支管（3）流通面積之和、或上下浮動不大於10％；所述每一個支管（3）遠端通過三通與兩個端管（4）連線，每個端管（4）的流通面積為支管（3）流通面積的一半、或上下浮動不大於10％。
2.根據權利要求1的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述的中心管（2）為一環狀中空封閉筒體，所述的中心管接口（8）和支管接口（9）都開設在所述的環狀中空封閉筒體的外表面上；所述的中心管（2）以中心管接口（8）為中心兩側對稱，中心管（2）末端位於中心管接口（8）的對面且左右隔斷。
3.根據權利要求2的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述的中心管（2）為平滑過渡的斜面形中心管（2），所述的環狀中空封閉筒體的外表面的平面展開圖為上窄下寬的等腰梯形和與梯形下邊對接的橫條矩形組成，中心管接口（8）的位置在所述的等腰梯形的中心，一組支管接口（9）均勻分布在所述的橫條矩形上。
4.根據權利要求2的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述的中心管（2）為逐級過渡的階梯形中心管（2），所述的環狀中空封閉筒體的外表面的平面展開圖為一組中心對稱的上窄下寬的橫條矩形組連線組成，中心管接口（8）的位置在最下一個橫條矩形以上的矩形組的中心，一組支管接口（9）均勻分布在分布在所述的最下一個橫條矩形上。
5.根據權利要求1的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述的一組支管（3）的數量為12根。
6.根據權利要求1吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述的中心管（2）位於吸附分離塔的中心桶（6）內部，中心管（2）貼合在中心桶（6）的內壁。
7.根據權利要求1的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述每一個端管（4）配置一個分配器（7）。
8.根據權利要求3的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述的一組支管（3）的數量為12根；所述的中心管（2）位於吸附分離塔的中心桶（6）內部，中心管（2）貼合在中心桶（6）的內壁；所述每一個端管（4）配置一個分配器（7）。
9.根據權利要求4的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置，其特徵在於：所述的一組支管（3）的數量為12根；所述的中心管（2）位於吸附分離塔的中心桶（6）內部，中心管（2）貼合在中心桶（6）的內壁；所述每一個端管（4）配置一個分配器（7）。
10.根據權利要求1～9的吸附分離塔的液體物料分配收集裝置的分配收集方法，其特徵在於：當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於進料或沖洗步序時，液體物料經總管進入裝置，從總管進入中心管，從中心管實現向各支管的分布，再由支管經端管進入分配器，實現進料或沖洗過程液體均勻分配到吸附塔橫截面的需要；當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於出料步序時，液體物料流向與進料或沖洗步序相反，液體首先從分布器被收集、經過端管、支管匯入中心管，經總管流出，實現出料過程液體從吸附塔橫截面均勻抽出的需要。
實施方式
實施例1
附圖1和2是典型的《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》結構。中心管採用平滑過渡的斜面形環形空間，左右兩端的末端隔斷，間隙為9度。12根支管與中心管相連。24根端管與24塊分配器一一對應。主管、支管與中心管的相對關係見附圖2和附圖6。中心管以總管為中心對稱。
當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於進料或沖洗步序時，液體物料經總管進入裝置，從總管進入中心管，從中心管實現向各支管的分布，再由支管經端管進入分配器，實現進料或沖洗過程液體均勻分配到吸附塔橫截面的需要。當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於出料步序時，液體物料流向與進料或沖洗步序相反，液體首先從分布器被收集、經過端管、支管匯入中心管，經總管流出，實現出料過程液體從吸附塔橫截面均勻抽出的需要。
端管採用DN40，支管採用DN50，總管採用DN200。根據下列原則適當調整三種管線的壁厚和中心管的寬度：每個端管的流通面積為支管流通面積的一半或上下浮動不大於10％；總管流通面積為所有支管流通面積的和或上下浮動不大於10％；中心管末端流通面積最小且與單根支管流通面積相同或上下浮動不大於10％；總管接口附近的中心管流通面積最大且與單側所有支管的流通面積之和相同或上下浮動不大於10％。
實施例2
附圖1和3是典型的《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》結構。中心管採用逐級過渡的階梯形環形空間，左右兩端的末端隔斷，間隙為9.6度。12根支管與中心管相連。24根端管與24塊分配器一一對應。主管、支管與中心管的相對關係見附圖3和附圖7。中心管分為三級階梯，末端和第二級梯級各布置2根支管，其餘的布置在一個梯級。中心管以總管為中心對稱。
當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於進料或沖洗步序時，液體物料經總管進入裝置，從總管進入中心管，從中心管實現向各支管的分布，再由支管經端管進入分配器，實現進料或沖洗過程液體均勻分配到吸附塔橫截面的需要。當該層吸附分離塔液體物料分配收集裝置處於出料步序時，液體物料流向與進料或沖洗步序相反，液體首先從分布器被收集、經過端管、支管匯入中心管，經總管流出，實現出料過程液體從吸附塔橫截面均勻抽出的需要。
端管採用DN40，支管採用DN50，總管採用DN200。根據下列原則適當調整三種管線的壁厚和中心管的寬度。每個端管的流通面積為支管流通面積的一半或上下浮動不大於10％；總管流通面積為所有支管流通面積的和或上下浮動不大於10％；中心管末端流通面積最小且與單根支管流通面積相同或上下浮動不大於10％；總管接口附近的中心管流通面積最大且與單側所有支管的流通面積之和相同或上下浮動不大於10％。
榮譽表彰
2022年7月22日，《一種吸附分離塔的液體物料分配收集裝置和方法》獲得第二十三屆中國專利銀獎。
