將液體成對輸送至反應器或塔中的多個進給部位的分配器的製作方法
2023-05-22 14:05:31
專利名稱：將液體成對輸送至反應器或塔中的多個進給部位的分配器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於將兩種液體成對輸送至反應器或塔中的多個進給部位的分配器，以及具有這種分配器的反應器或塔。
背景技術：
化學過程的存在條件在於兩種液體反應劑必須在支承結構上產生接觸。為了減弱所不希望的副反應，所述兩種液體必須單獨到達支承結構上相對較密布置的多個進給部位且所述兩種液體僅可在所述支承結構上進行混合。所述支承結構包括惰性的或具有催化活性的基層，所述基層特別包括塔中的堆排元素或固定床反應器中的填料床。化學反應發生在基層上。反應器或塔的截面表面形成了支承結構的上邊界。進給部位位於該截面表面上。反應劑沿垂直方向可透過所述支承結構。所述支承結構可通過垂直的分隔空間而分隔成區，在所述分隔空間中包含有基層且分別與進給部位相連。所述進給部位被布置在多條線，特別是平行的直線上。
在其它過程中，兩種不混溶的液體必須以準確分配的方式按照預定的量比被供應進入到裝置中。在這些過程中，分配器是必要的，其允許單獨進給例如在多管型反應器的管束或降膜式蒸發器中的所述液體。
發明內容
本發明的目的在於提供一種分配器，所述分配器有可能實現將兩種液體成對和單獨輸送至密度為每平方米至少50個的多個進給部位。由權利要求1限定的分配器滿足該目的。
所述分配器用於將兩種液體成對輸送至在反應器或塔中被設置在水平截面表面上的多個進給部位。利用分配器可在每一個進給部位處單獨供應液體。所述進給部位被布置在多條線上，其密度為每平方米至少50個部位。在各實例中，指定的截面表面沿這些線被一對第二通道跨過。所述第二通道鄰接主通道。每對第二通道形成一個單元。該第二通道對包括通過摺疊而成形的兩個側部和一個隔壁。在各實例中，第二通道的底部沿被設置在水平平面或傾斜平面上的水平外邊緣和內邊緣在通道端部之間的所述側部上進行延伸。所述側部在內邊緣處分別合併成端部板片(strip)。隔壁的一個相對應的下端板片被布置在側壁的端部板片之間並且與其相連。底部或靠近底部的側部區域中的開口形成液體出口孔，所述出口孔被布置用於成對輸送第二通道中的液體。
從屬權利要求2-8涉及根據本發明的分配器的多個有利實施例。權利要求9和10的主題是具有這種分配器的反應器或塔。
下面結合附圖對本發明進行描述，其中圖1示出了構成根據本發明的分配器的一部分的一段第二通道對；圖2是兩個第二通道對的平面圖；圖3是根據本發明的一段分配器的平面圖；圖4示出了第二通道對的一半；圖5是圖4所示第二通道對的詳圖；圖6是用於第二通道對的穩定化元件；圖7示出了在下端板片上具有第二通道對的隔壁的一種特別設計而成的邊緣區；圖8是第二通道對中聯接在一起的下端板片的剖視圖；和圖9、10是第二通道對的其它實施例的剖視圖。
具體實施例方式
圖1-圖4示出了根據本發明的分配器1，藉助所述分配器，兩種液體可被輸送至多個進給部位。如圖2中使用虛線畫出的圓9所示的進給部位被設置在反應器或塔中的水平截面表面上並且具有相對較大的密度，例如每平方米中包含50、100、300或更多個部位。進給部位9被布置在多條平行的直線上。可在每一個進給部位9處單獨供應所述兩種液體。在每一個實例中，指定的水平截面表面沿布置成直線的多條進給部位9線由鄰接主通道101，102的一對10第二通道11，12形成。主通道101，102有利地形成通道對100，在通道對100中，主通道101，102被公共壁105隔開。通過排液孔103或104將所述兩種液體定量分配給第二通道11，12。孔103與第二通道11相連而孔104與第二通道12相連。
每一對10第二通道11，12形成一個單元。該第二通道對10包括形成通道端部的壁6(參見圖4)、通過摺疊而成形出的側部31和32、以及隔壁30。在每一個實例中，第二通道11，12的底部34，34』在側部31、32上在通道端部之間的縱向方向上沿外邊緣4和內邊緣5進行延伸，所述外邊緣4和內邊緣5水平對齊且被設置在一個水平或也可以是傾斜的平面上。側部31、32在內邊緣5處合併成縱向向下的端部板片35，35』。隔壁30的相應的下端板片36被布置在側壁31、32的端部板片35，35』之間。所述三塊端部板片35，36，35』例如在多個部位(參見圖8)處通過點連接8彼此相連。側部31和32的底部34，34』中的開口形成液體的出口孔21和22，所述出口孔相鄰布置用於成對輸送第二通道11，12中的液體。代替每條通道上的單獨的開口，還可以設置兩個相應的開口或多組開口。出口孔21，22還可以位於底部34，34』或接近底部的側部31，32區域上面。第二通道對10的設計還有可能是，其中端部板片35和35』被垂直地引入到第二通道對10的內部區域中內邊緣5上面。在該過程中，在形成彎緣4和5以前，端部板片35，36，35』例如通過滾壓縫焊有利地彼此相連。
通過點連接8而在端部板片35，36，35』之間形成的連接優選通過點焊而實現；然而，鉚接、形成釘扎(即藉助扎釘方法形成的連接)和/或螺紋連接也是有可能的。代替點連接8，也可以焊縫、滾壓縫焊或通過熔化形成板片的形式形成連續連接，特別是在每一個實例中。對於點連接8而言，如果在分配器1的工作過程中通過這些間隙的總洩漏量相對較小，即優選不多於被輸送通過出口孔21、22的液體量的1％，那麼可容許在側部31，32或隔壁30的下端板片35，36，35』之間存在間隙。這樣就使得滲透通過所述間隙的液體僅發生較小程度的混合，隔壁30的端部板片36有利地向下突出一點兒，超過側部31，32的端部板片35，35』。
在圖4中被示出一半的第二通道對10可與圖中所示出的相反，即更高且在縱向方向上大體上更長，即例如最大達到3米或4米。第二通道11，12例如具有一定高度，所述高度比第二通道對10的寬度大2-20倍，優選大4-6倍。由於本發明的設計，該寬度可小至最小為約30毫米。與該最小寬度相對應，出口孔21或22被布置成縱向間距為約40毫米。如果相鄰第二通道對10的隔壁30具有例如大小為36.4毫米的間距且如果出口孔之間的縱向間距達到42毫米，那麼一定密度導致每平方米上存在650個進給部位9(如圖2所示實施例中的進給部位9的六角形布置)。相鄰第二通道對10之間的間隙使得有可能允許蒸氣或氣體以對流的方式向上逸出支承結構。根據工藝確定所述間隙的寬度。
在圖4所示的實施例中，位於第二通道11端部處的壁塊6成形具有相對較厚的壁；但是這不是必須的。沿縱向方向進行觀察位於第二通道對10中心的壁塊6的邊緣表面60與端部板片35的內側一起位於公共平面300(如鏈-點框所示)上。隔壁30位於該平面300上。隔壁30和壁塊6藉助貫穿的焊縫63以及圖4中未示出參見圖5的第二通道12的壁塊6』而緊密連接。沿接觸板片61在壁塊6與側部31之間設置一條相應的焊縫。每一個第二通道對10總共要形成六條焊縫。然而，橫向通道終端也可與圖1所示的通道對10的下端部相類似(圖中未示出)，具有附加要進行焊接的接頭。該接頭對應於圖4中的接觸板片61的水平段。
由於與邊緣4和5一起摺疊且由於壁厚例如達到1毫米，因此側部31和32在其接近底部的區域中實現了第二通道對10的機械穩定性。
增加穩定性的其它措施可以是一種或多種水平形變例如側部31和32上的疊珠焊縫或位於其上緣的折彎部。如圖6所示的穩定化元件7還可以被布置在側部31，32和隔壁30的上緣處並且固定所述緣邊之間的間距。元件7具有U形形狀，圖中示出了在設計中具有兩個翼肢和連接所述翼肢的上表面段。所述翼肢在其平面中延伸出兩個凸耳71和兩個凸耳72。其中可插入四個凸耳71，72的四個開317和327分別對應於側部31，32中的這些凸耳71，72。凸耳71，72和開317、327可使得由於存在楔效應，從而在元件7與側部31，32之間形成穩定的傳力連接。為了形成防止側部31，32移動分開的連接，鉤狀部件可被設置在元件7(圖中未示出)的上表面段的緣邊處，藉助所述鉤狀部件，側部31和32的上邊緣可以形狀配合的方式被保持住。元件7翼肢中的垂直切口70接收隔壁30的上緣。
隔壁30大體上可比側部31，32更薄，特別是以薄膜的形式存在。在最簡單的實例中，隔壁30的下端板片36是光滑的。隔壁30還可以具有如圖7所示的形狀37。如圖8中的截面表面所示，點連接部位8(特別是點焊縫)位於形狀37所處的區域上方。由於形狀37的原因，在隔壁30的下邊緣38處實現局部洩漏和相對應的液滴形成部。兩種液體沿邊緣38出現在交替部位處，在該處液體滴落。隔壁30的下邊緣38有利地變得粗糙或具有帶細齒的布置，這樣就使得液滴沿邊緣38更加難於移動或防止液滴沿邊緣38進行移動。
鑑於兩種液體的性質不同(例如具有不同的粘度)，可相應對稱地形成第二通道對10(例如尺寸不同的出口孔21，22或寬度不同的通道)。在用於進行分配的液體量不同的情況下，非對稱設計也可是有利的。
圖9和圖10示出了第二通道對10的其它實施例的剖視圖。在這些實例中，多個平面在外邊緣4與內邊緣5之間傾斜。在圖9所示的實例中，液體流出，射流朝向外邊緣4流出出口孔21和22。射流衝擊到裙邊狀偏轉元件310和320上面，由此，液體流可被引導至進給部位9處。第二通道對10是不對稱的。在圖10所示的實例中，第二通道11和12的底部34，34』是傾斜的，從而使得液體射流被向內引導。衝擊液體被單獨引導至隔壁30延伸部36*上的進給部位處。偏轉元件310、320或36*可具有水平的溝槽，液體的橫向分配通過所述溝槽得到改善。偏轉元件310、320或36*的下邊緣還可以具有帶齒的布置。
代替裙邊狀或平面偏轉元件310、320或36*，也可以提供管形偏轉元件。可以利用管形偏轉元件(圖中未示出)使液體的輸送與周圍的進給部位相隔開，所述管形偏轉元件分別與至少一對出口孔21，22相連。
根據本發明的分配器1適用於反應器或塔，在所述反應器或塔中，應與將要被單獨供應的兩種液體發生化學反應，或者將均勻地且根據預定的質量比供給兩種不混溶的液體。支承結構包括惰性的或具有催化作用的基層，化學反應可在所述基層上面進行，其中所述兩種液體作為反應劑。反應劑沿垂直方向可透過所述支承結構。具有進給部位9的截面表面向上限制了所述支承結構。所述基層至少部分地由支承結構表面提供；或者所述基層呈現固定床的形式且特別是具有有序堆排或填料裝填的形狀。所述支承結構可具有由垂直部件空間形成的分隔成區且可以例如已公知的多管型反應器或降膜式蒸發器中的管束的形式存在。至少一個進給部位與每一個部件空間相連。根據本發明的分配器1例如還適用於不得不供應不混溶液體的具有降膜式蒸發器管的塔。
權利要求
1.一種用於將兩種液體成對輸送至在反應器或塔中被設置在水平截面表面上的多個進給部位(9)的分配器，藉助所述分配器(1)，可在每一個進給部位處單獨供應液體，所述進給部位被布置在多條線上，其密度為每平方米至少50個部位，在各實例中，所述截面表面沿這些線被一對(10)第二通道(11，12)跨過，這些第二通道被連接至主通道，每對第二通道形成一個單元且該第二通道對(10)包括通過摺疊而成形的兩個側部(31，32)和一個隔壁(30)，在各實例中，第二通道的底部(34，34』)沿被設置在水平平面或傾斜平面上的水平外邊緣(4)和內邊緣(5)在通道端部之間的所述側部上進行延伸，所述側部在內邊緣處分別合併成端部板片(35，35』)，隔壁的一個相對應的下端板片(36)被布置在側壁的端部板片之間並且與其相連，且此外，底部或靠近底部的側部區域中的開口形成液體出口孔(21，22)，所述出口孔被相鄰布置用於成對輸送第二通道中的液體。
2.根據權利要求1所述的分配器，其特徵在於，所述第二通道對(10)相對於被提供用於進行分配的兩種液體的不同的性質和/或不同的量而相應地是不對稱的。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的分配器，其特徵在於，由於進行摺疊和壁厚的原因，所述側部(31，32)在其接近底部的區域中實現了第二通道對(10)的機械穩定性；並且固定緣邊之間的間距的穩定化元件(7)被布置在側部(31，32)和隔壁(30)的上緣邊處。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的分配器，其特徵在於，可以是薄膜的隔壁(30)的下端板片(36)是光滑的或者具有在隔壁(30)的下邊緣(38)處實現局部洩漏和相對應的液滴形成部的形狀(37)，從而使得所述兩種液體在交替部位處出現並且滴落。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的分配器，其特徵在於，所述隔壁的下邊緣有利地變得粗糙或具有帶細齒的布置，這使得液滴沿邊緣更加難於移動或防止液滴沿邊緣進行移動。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的分配器，其特徵在於，所述側壁(31，32)和隔壁(30)的下端板片(35，36，35』)在多個部位處通過點連接(8)，即通過點焊、鉚接、形成釘扎和/或螺紋連接彼此相連；或者所述端部板片的連接是貫通的，特別是以焊縫、滾壓縫焊或通過熔化而形成板片的形式存在。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的分配器，其特徵在於，通過管形、裙邊狀或平面偏轉元件(310、320、36*)可將在出口孔(21，22)與進給部位(9)之間的液體輸送隔開和/或偏轉。
8.根據權利要求7所述的分配器，其特徵在於，所述偏轉元件(310、320、36*)具有用於改善液體的橫向分配的水平溝槽和/或位於下邊緣處的帶齒的布置。
9.一種具有根據權利要求1-8中任一項所述的分配器(1)的反應器或塔，其特徵在於，具有兩種液體的進給部位(9)的截面表面向上限制了支承結構；所述支承結構包括惰性的或具有催化活性的基層，利用所述兩種液體作為反應劑的化學反應可發生在所述基層上；所述基層至少部分地由支承結構表面提供；或者所述基層呈現固定床的形式且特別是具有有序堆排或填料裝填的形狀；或者所述支承結構以例如已公知的多管型反應器或降膜式蒸發器中的管束的形式存在；並且所述液體沿垂直方向可透過所述支承結構。
10.根據權利要求9所述的反應器或塔，其特徵在於，所述支承結構具有由垂直部件空間形成的分隔成區，且進給部位與每一個部件空間相連；並且特別是，所述部件空間為多管型反應器或降膜式蒸發器中的管子。
全文摘要
一種分配器用於將兩種液體成對輸送至在反應器或塔中被設置在水平截面表面上的多個進給部位。利用分配器可在每一個進給部位處單獨供應液體。進給部位被布置在多條線上，密度為每平方米至少50個。指定的截面表面沿這些線被一對第二通道跨過。第二通道鄰接主通道。每對第二通道形成一個單元。第二通道對包括通過摺疊而成形的兩個側部和一個隔壁。第二通道的底部沿被設置在水平平面或傾斜平面上的水平外邊緣和內邊緣在通道端部之間的側部上進行延伸。側部在內邊緣處分別合併成端部板片。隔壁的一個相對應的下端板片被布置在側壁的端部板片之間並且與其相連。在底部或靠近底部的側部區域中的開口形成被布置用於成對輸送第二通道中的液體的出口孔。
文檔編號B01J14/00GK101028587SQ20071000376
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月24日 優先權日2006年1月25日
發明者C·G·巴克曼, E·費爾 申請人:蘇舍化學技術有限公司