專利名稱：流體的分配器－混合器－抽出器和相關(guān)的工藝過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一設(shè)備(簡稱為DME)，以及可以收集、分配、混合、加入和/或抽出若干流體(至少一個主流體和至少兩個第二流體)的一工藝過程。
本發(fā)明尤其可應(yīng)用于氣體狀態(tài)、液體狀態(tài)或超臨界狀態(tài)的諸流體的層析區(qū)域。
本發(fā)明涉及一種DME,DME可在分離工藝過程中用在對二甲苯的一模擬運(yùn)動床中，對二甲苯包含在二甲苯和乙苯的混合物中，用于紡織生產(chǎn)中的一中間石油化工產(chǎn)品對酞酸合成的目的。
本發(fā)明也可應(yīng)用于分離例如二甲苯和乙苯異構(gòu)體混合物、從飽和脂肪酸和它們的酯類中選擇的一化合物的混合物、石蠟和烯烴的一混合物、異鏈烷烴和正鏈烷屬烴的一混合物和其它混合物。
按照本發(fā)明的設(shè)備可以在液相、汽相或在超臨界相和在所有分離領(lǐng)域、特別是在化學(xué)、石油化工或石油工業(yè)中使用。
在分離工藝的領(lǐng)域內(nèi)，習(xí)慣依靠模擬運(yùn)動床系統(tǒng)來分離包括例如至少兩個不同的化合物或者相同化合物的兩個異構(gòu)體的諸成分。所使用的吸附材料例如是一固體。
例如在美國專利2,985,589中敘述了利用模擬逆流的一吸附設(shè)備的技術(shù)背景。
在這些過程中，由一泵引入的一主流體沿著塔的中心軸線流過一固體床。為了獲得此工藝過程的最佳性能，重要的是主流體按照一活塞型流動通過吸附劑，也就是在吸附床表面的所有位置都有盡可能均勻的一成分和一流動前部。
現(xiàn)有技術(shù)敘述了試圖獲得和維持這一流動的各種裝置。
對于應(yīng)用模擬逆流，美國專利3,214,247敘述的設(shè)備示出了一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一上柵格、用來保持微粒的一下柵格和位于這兩柵格之間的兩個不穿孔的水平擋板。用一軟管從諸擋板或諸偏轉(zhuǎn)板之間的一中央空間加入或抽出諸流體，該軟管通過該設(shè)備的整個截面。這設(shè)備使流體在塔內(nèi)流動的同時可以再混合主流體并確保一流體加入到主流體的良好混合。
還有兩個美國專利5,792,346和5,755,960也要提及，它們揭示了其功能尤其是混合、抽出或加入諸流體的諸流體分配板條(panel)或DME。這些DME連接于流體分配一收集回路，該回路的功能尤其是可使例如從塔的外部到諸板條和反過來從一板條到一外部收集網(wǎng)絡(luò)的流體微粒通過時間一致。
實(shí)際上，以分配或抽出諸流體直至DME或從DME分配或抽出流體的方法，在流體微粒的通過時間內(nèi)也可以分散成為流體的成分。
某些分配或收集回路適合于縮短諸流體的分散時間。這些回路的幾何形狀通常適合板的幾何形狀和適合于在這些板處的DME的結(jié)構(gòu)。
例如，在美國專利5,792,346中，用于分配或抽出第二流體的回路示出了分配的對稱性和諸流體傳送管線的等長度。這些回路可以進(jìn)行分離器型諸流體的一分配或者來自或向著分離塔中心的一徑向分配。
在美國專利5,755,960中，分配一收集回路包括若干徑向軟管，這些軟管有若干分支路，用來分配或收集到達(dá)或來自形成一分配板的每一塊板條的諸流體。分支路分布在它們連接的徑向輸送軟管的整個長度或一部分長度上。另一個變化在于分配來自位于塔周邊的一環(huán)或半環(huán)的諸流體。直至一DME的流體傳送軟管分布在環(huán)或半環(huán)的整個長度上。
本發(fā)明的目的是提供由術(shù)語稱為DME的一設(shè)備，它的功能尤其是收集、混合、抽出和再混合諸流體，它具有兩個混合腔室和一分配一收集軌道的一特定結(jié)構(gòu)，以確保流體的盡可能最對稱的分配或收集。
它的目的尤其是改善諸流體的混合和因此所得到的成分。它可以獲得一活塞型流動和通過吸附劑獲得盡可能最勻質(zhì)的一流體成分。
在此說明書的其余部分中，高度1腔室被定義為其功能是將一流體分成至少兩部分或收集兩個流體的腔室，高度2腔室被定義為確保將從高度1腔室得到的一流體分成至少兩部分或者收集兩個流體并將它們送到高度1腔室的腔室。
術(shù)語DME是涉及一板條，它的功能尤其是收集、混合、抽出或再混合一個或多個流體。
本發(fā)明涉及一設(shè)備(簡稱為DME)或者用于收集、分配、混合或抽出若干流體、至少一主流體和至少兩個第二流體的板條，它至少包括·用于收集一主流體的裝置，·至少兩個允許第二流體通過的噴射和/或抽出軌道，·至少兩個與帶有小孔或通道的噴射和/或抽出軌道相通的混合腔室，·用于再分配從所述混合腔室得到的流體的裝置。
·用于分開收集和再分配裝置的裝置(5a,5b)。
它的特征在于，將軌道安排成一個在另一個之上以及將所述混合腔室設(shè)置在至少一個所述軌道的兩側(cè)。
例如諸混合腔室相對于諸小孔設(shè)置,以獲得在混合腔室或諸腔室內(nèi)盡可能最均勻的流體或諸流體的噴射或抽出。
諸噴射軌道和諸混合腔室例如位于所述DME的表面重心附近。
上軌道可以裝有至少兩根軟管，下軌道可以裝有至少一根軟管，從而設(shè)置軟管確保第二流體在諸軌道和諸混合腔室內(nèi)最對稱的循環(huán)。
功能是將第二流體噴入一混合腔室的軌道或諸軌道的第二流體的通道孔具有一軸線，使獲得的流體撞擊DME一構(gòu)件的一固體壁的至少一部分。
第二流體的下回路或下軌道的下壁例如安排在下柵格處(為了改善該裝置的機(jī)械性能)。
本發(fā)明也涉及用于分離的一設(shè)備或一塔，該塔包括例如一腔室，從而該腔室包括至少第一吸附床(A1)和至少第二吸附床(A2)，從而諸床被一板Pi分開，該板包括具有權(quán)利要求1到5的諸特性之一的一塊或多塊板條(DME)，從而DME通過連接軟管與外部相連。
一DME的上軌道可以具有收集流體的功能，一DME的下軌道可以具有噴射流體的功能。
一DME的上軌道具有例如噴射流體的功能，一DME的下軌道具有收集流體的功能。
一DME的上、下軌道可以各具有流體噴射-收集功能。
安排具有噴射功能的軌道或諸軌道的諸孔，例如使通過小孔的流體射流撞擊DME的一構(gòu)件一固體壁的至少一部分。
可交替地或任意地設(shè)置諸軌道的諸孔。
例如從以下數(shù)據(jù)選擇諸軌道和諸孔的諸參數(shù)·孔的直徑例如在2和15毫米之間，較佳地在4和7毫米之間，從而諸孔可以有噴射功能，·穿孔跨距在25和400毫米之間，較佳地在50和200毫米之間，·流體的流速在3-20米/秒之間，較佳地在5-15米/秒之間；跨距值與流速值一起考慮可以獲得第二流體和主流體的良好混合。
例如從以下數(shù)值選擇諸混合腔室的和該腔室的諸孔的諸參數(shù)·孔的直徑在5和50毫米之間，較佳地在10和25毫米之間，·穿孔跨距從25-400毫米范圍選擇，較佳地在50-200毫米范圍內(nèi)，·混合物的流速在0.5和3.5米/秒之間，較佳地在1.0-2.0米/秒之間。
該設(shè)備可包括具有以下特點(diǎn)的至少兩個流體分配系統(tǒng)·所述分配系統(tǒng)設(shè)置在所述腔室的周邊上，·所述分配系統(tǒng)與至少一塊根本板(Pi)相連接，以及所述分配系統(tǒng)包括·至少一根可以使該設(shè)備與外部相通的軟管，·至少一個所謂高度1腔室(N1)，它確保流體流的兩路分開或收集，從而所述腔室與連通軟管相連，·至少兩個所謂高度2腔室(N20,N21)，從而高度2腔室確保來自或送到高度1腔室(N1)的流體流的兩路分開或收集，·一根或多根連接軟管(C(N20)j、C(N21)j)，它或它們延伸在一個高度2腔室(N20,N21)和一塊板(Pi)的至少一塊板條(DME)之間，從而連接該連接軟管的諸位置rj處于一區(qū)域(Z20,Z21)內(nèi)，而該區(qū)域的定位由從所述板(Pi)的一根徑向軸線計算的角度α確定，每根流體連接管有長度li，從而選擇各長度li、角度α和區(qū)域長度Zr的數(shù)值，使流體在一塊板(Pi)的一塊板條(DME)和用于引入和抽出流體的軟管之間的通過時間對于所有的流體基本相等。
所得到的最小分散時間例如等于所供應(yīng)的DME的第一孔和最后一孔之間的時間差，它最多10秒，較佳地小于5秒。
板Pi可以分為四個扇形。
由一組平行分割線(cutaway)(徑度線式的)，每塊板例如分為若干板條或DME。
例如角度α在30和90度之間，較佳地在50和60度之間，以及對應(yīng)于角度扇形的長度Zr在3和30度之間，較佳地在7和15度之間。
本發(fā)明也涉及可以從一混合物分離至少一化合物或靠吸附劑分離一成分的一工藝過程。其特點(diǎn)是，需要分離某些化合物的一主流體與一吸附劑接觸，以能夠分離該化合物的功能選擇該吸附劑，和一通過一塊板條或DME噴射和/或抽出第二流體，以收集、分配、混合和抽出若干流體、至少一主流體和至少兩個第二流體，它至少包括·用于收集一主流體的裝置，·至少兩個允許第二流體通過的噴射和/或抽出軌道，·至少兩個與帶有諸小孔或諸通道的噴射或抽出軌道相連通的混合腔室，·用于分配從所述混合腔室得到的流體的裝置，·用于分配從所述混合腔室得到的流體的裝置，·用于分開諸收集或再分配空間的裝置，一個軌道設(shè)置在另一個之上，諸混合腔室被設(shè)置在諸軌道的兩側(cè)。
利用其功能是噴射的諸小孔，可以用盡可能最均勻的方式將流體噴射進(jìn)混合室。
可以按照功能(噴射/或抽出)或按照性質(zhì)或按照流速值組合諸流體。
按照本發(fā)明的設(shè)備和工藝過程很適于對在氣體狀態(tài)、液體狀態(tài)和超臨界狀態(tài)的諸流體用層析法離析一原料。
按照本發(fā)明的設(shè)備和工藝過程也很適于在一模擬運(yùn)動床中離析對二甲苯。
相對于現(xiàn)有技術(shù)的諸設(shè)備，按照本發(fā)明的DME和包含一塊或多塊DME的分離設(shè)備尤其具有下列優(yōu)點(diǎn)·因?yàn)榈诙黧w和主流體的良好分配對稱性，所以在整個板上改善了混合，它給予一較勻質(zhì)的成分和在分離設(shè)備中循環(huán)流動的一大致活塞型流動，·用一分配-收集系統(tǒng)對在一DME中的或來自一DME的流體進(jìn)行分配或抽出，它確保對于相同板的流體流通過時間之間有最小差異，
·在整個塔上的均勻的流體密度，·第二流體流在板表面上的空間內(nèi)均勻分布。
按照本發(fā)明設(shè)備的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)通過閱讀以下結(jié)合附圖敘述的示例性的、非限制性的實(shí)例將變得很明顯，其中·

圖1詳細(xì)示出了按照本發(fā)明的DME的一塊板條的一實(shí)施例以及圖1A、1B和1C對應(yīng)于若干不同實(shí)施例的剖示圖和俯視圖，圖2A和2B表示一塊板條輸入例子的俯視圖和剖示圖，·圖3表示包含按照本發(fā)明具有諸板條的若干塊板的一分離塔的縱剖示圖，·圖4A,4B和4C表示流體分配一收集系統(tǒng)的若干不同實(shí)施例。
以下所給出的示例性的和非限制性的例子涉及本發(fā)明DME的應(yīng)用，它設(shè)置在一分離塔中的兩個粒狀固體床或吸附床之間。例如該分離塔用來分離出對二甲苯。稱為“第二流體”的諸流體可以是原料、由分離或吸附劑得到的取出物或廢液，吸附劑用來從吸附床抽出在分離過程中已被吸附的諸化合物。
其功能尤其是收集、混合、抽出或再混合流體的一塊基本板條或DME被一分配-收集軌道分為兩個接近相等的表面。例如由兩個矩形截面的箱體或軌道相互重疊形成這分配-收集軌道。
考慮到在分離塔內(nèi)主流體的循環(huán)方向，一塊板條或DME包括一上柵格3和一下柵格4。上柵格3至少部分地確保主流體的收集，而下柵格4至少部分地確?；旌衔锏脑俜峙?，這混合物是從整個板條之上的和設(shè)置在下面的一吸附床的整個表面之上的混合腔室得到的。
在例如縫口型的這兩個柵格之間設(shè)置有多種構(gòu)件·兩塊偏轉(zhuǎn)板5a,5b或擋板，其功能尤其是分開以下討論的收集通道和分配通道，·允許第二流體通過的兩個軌道6,7；這兩個軌道例如一個設(shè)置在另一個之上。上軌道可以位于諸偏轉(zhuǎn)板之上，而下軌道可以位于兩偏轉(zhuǎn)板5a,5b之間，又按它的高度延伸到偏轉(zhuǎn)板之下。
這些回路或軌道6和7設(shè)置在帶有標(biāo)號分別為6i和7i的一個或多個小孔的至少一個壁上。在圖1中，諸小孔設(shè)置在軌道6的下壁上，諸小孔7i設(shè)置在軌道7i的側(cè)壁上。安排諸小孔7的軸線使流體流例如撞擊偏轉(zhuǎn)板5a,5b的端部。
各軌道對稱地穿孔，即對于上軌道6，在其下表面或其側(cè)表面上穿孔，對于下軌道，在其側(cè)表面上穿孔。分配方面的技術(shù)規(guī)格和諸小孔的尺寸說明如下·在偏轉(zhuǎn)板5a和5b的延伸部分中分別設(shè)置穿孔板8a,8b(諸孔或諸縫口8ai,8ai)。例如這些板一直延伸到軌道7的諸側(cè)壁。例如校準(zhǔn)小孔8ai,8bi以在諸流體流動到達(dá)分配空間12之前促進(jìn)諸流體的混合，·用于收集主流體的一空間9，這空間由上柵格3、軌道6的頂部、軌道6的側(cè)壁、偏轉(zhuǎn)板5a和5b界定(由于機(jī)械設(shè)計的原因，表示在這附圖中的變化型式示出了一個三部分的柵格，通過壁10a,10b將這三部分相互連接起來)。空間9可排出主流體到達(dá)混合腔室，·兩個混合腔室11a,11b設(shè)置在分配-收集軌道7的兩側(cè)。
較佳地，例如相對軌道6或7或者兩者的諸小孔6i,7i設(shè)置這些腔室，小孔的功能將是噴射一個或多個流體進(jìn)入混合腔室。它們將被設(shè)置成確保例如在整個混合腔室內(nèi)盡可能地最勻質(zhì)、均勻或?qū)ΨQ的噴射流體。
例如由軌道6的一部分壁、軌道7的一側(cè)壁、偏轉(zhuǎn)板5a和穿孔板8a形成混合腔室11a。同樣地由軌道7的一側(cè)壁、軌道6的一部分底壁、偏轉(zhuǎn)板5b和穿孔板8b形成混合腔室11b。
諸腔室較佳地位于DME的表面的重心。
由柵格3收集的主流體從收集空間9通過上軌道和一偏轉(zhuǎn)板的上壁之間形成的縫口流到一流體空間形式的諸混合腔間11a,11b；·空間12用于再分配從混合腔室11a、11b得到的混合物。這空間由下柵格4、下軌道7的下壁(當(dāng)下軌道不與柵格4和混合腔室11a,11b在同一高度時)以及兩偏轉(zhuǎn)板5a、5b形成。
因?yàn)橹T小孔、混合腔室以及分配和/或收集軌道的結(jié)構(gòu)，所以從再分配空間得到的混合物的一成份相對現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備其勻質(zhì)性得到了改善。
用于第二流體通過的軌道或回路6,7和兩混合腔室例如具有長矩形形狀。
按照一不同的實(shí)施例，可以設(shè)置在壁10a,10b的下端和相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)板5a,5b之間，意味著可以產(chǎn)生將主流體以若干射流的形成噴射進(jìn)入混合腔室的一毓系列校準(zhǔn)的小孔或縫口。
混合腔室可以包括一系列校準(zhǔn)的小孔8ai,8bi，它們的目的是在流體流動到達(dá)分配空間12之前促進(jìn)混合或該腔室的功能。
選擇在軌道6,7和混合腔室處的多種小孔的分布，使在噴射功能中，噴射入混合腔室的流體撞擊DME的一構(gòu)件至少一部分固體壁，這將促進(jìn)諸流體的混合。
例如，當(dāng)軌道6具有抽出功能和軌道7具有噴射功能時，對于諸小孔6i,6j相對于分配軌道的幾何形尺和尺寸數(shù)據(jù)以及它們在各種壁上的分布例如可從下列數(shù)值選用·穿孔跨距在25和400毫米之間，較佳地在50和200毫米之間，·直徑在2和15毫米之間，較佳地在4到7毫米的范圍之內(nèi)，·流體的流速在3-20米/秒之間，較佳地在5-15米/秒之間，從而這流速可以用盡可能最均勻的方式對每個回路6,7的所有小孔進(jìn)行輸入。跨距的數(shù)值與速度的數(shù)值一起考慮可以獲得第二流體和主流體的良好混合。
不管孔的形狀怎樣，所給出的用于選擇流速和穿孔跨距的數(shù)值都是有效的。
結(jié)構(gòu)和用于抽出網(wǎng)絡(luò)的尺寸的標(biāo)準(zhǔn)對于噴射網(wǎng)絡(luò)是接近相同的。一個差異可以存在于抽出軌道的穿孔板中。按照一不同的實(shí)施例，抽出軌道的諸孔之間的跨距接近等于噴射軌道的跨距的兩倍。例如交替地或任意地設(shè)置諸孔6i,7i。
混合腔室的諸出口孔8ai,8bi或用于混合物通過的諸小孔有一列特征·穿孔跨距在25-40毫米范圍內(nèi)選擇，較佳地在50-200毫米范圍內(nèi)，·直徑在5和25毫米之間，較佳地在10和25毫米之間，·混合物的流速在0.5和3.5米/秒之間，較佳在1.0-2.0米/秒之間。
諸小孔或諸流體的通道可以是任何幾何形狀，例如一單個縫口、若干縫口或若干孔。
收集主流體的空間較佳地具有適合于使死容積和諸流體的湍流為最小的形狀。它的高度例如在3和25毫米之間，較佳地在7和15毫米之間，并接近矩形或圓錐形。它可以具有上文提到的本申請人的美國專利5,755,960中提到的特征。
例如，考慮到主流體的物理特性，再確定柵格之前的再分配混合物的空間。
混合腔室的容積較佳地是適合于使死容積為最小。它的尺寸將從上面提到的美國專利5,792,346或5,755,960中給出的那些尺寸中選擇。
可以將任何促進(jìn)湍流的裝置增加在混合腔室的內(nèi)部。這些裝置可以呈障礙物、擋板或預(yù)定增加混合效果的任何其它裝置的形式。使這腔室的容積選擇成為一足夠小的尺寸，以使逆混合現(xiàn)象的影響為最小。
圖1A示出了在一分離塔的兩個吸附床1和2之間的一DME結(jié)構(gòu)實(shí)例的剖示圖。DME的每一軌道通過軟管20,21與外部連通。
圖1B示出了包含有本發(fā)明一塊板條或DME的一分離塔圓板的俯視圖。
圖1C示出了該板具有一矩形形狀的另一變化型式。
圖2A和2B示出了可以將一板塊與分離塔的外部相連接的一軟管結(jié)構(gòu)例子的一俯視示意圖和一剖面示意圖。
給出的這例子是在諸軌道安排成一個在另一個之上的情況下的一個示例性的但非限制性的例子，每個軌道的中心軸線基本對齊，上軌道的功能是抽出流體，下軌道的功能是將一流體噴入混合腔室。
例如用來抽出第二流體的上回路6包括連接于主軟管20的至少兩根抽出軟管201和202。軟管21可以噴射從塔的外部得到的、在下分配軌道7中的一流體。
兩根軟管201和202設(shè)置在軟管21的兩側(cè)，將流體以盡可能最對稱的和均勻的方式噴射入上軌道。軟管21較佳地設(shè)置在軌道6的軸線附近。
軌道6和7按照分離塔外部的第二流體的組合能確保各種功能、分配或收集或者這兩種功能，在下面給出了它的某些例子。
按照一不同的實(shí)施例，一DME或板條也能被分為若干噴射-收集系統(tǒng)，因此包括若干重疊的軌道系統(tǒng)。在這例子中，以與圖2A和2B中所述的方式基本相同的方式，軟管20,21被分為相對于上、下軌道設(shè)置。
為了更好的理解DME所具優(yōu)點(diǎn)，圖3示出了在一模擬運(yùn)動床中以層析法進(jìn)行分離的一塔，它包括如圖1,2A和2B中所述的諸分配板條。
這塔包含例如基本是圓柱形的并填充有分布在例如若干吸附床A1至An中的一吸附劑的一腔室30，一流體分配板Pi設(shè)置在每個吸附床內(nèi)，以及一板包括一塊或多塊板條或DME。
主流體通過一管線31從塔的下端抽出，由一泵32和這塔頂?shù)捻敹颂幍囊还芫€33再循環(huán)，通過管線34引入上吸附床A1。這塔還可包含與腔室的垂直軸線基本對齊的一中心梁35，例如用于大直徑的塔。
在此實(shí)施例中，該塔還包括在諸板之間的一旁路支線Li,j，在專利申請F(tuán)R97/16,273中提供了它的工作原理，該專利內(nèi)容結(jié)合在此供參考。這樣一過程尤其可以提高此所獲得的諸產(chǎn)品的純度。
為了從二甲苯原料中分離對二甲苯，可以使用兩個塔，每個塔有12個床，二十四個床被分為至少四個區(qū)，因此每個區(qū)由從塔的外部噴射的流體(例如吸附劑或原料的)和另一流體的抽出(例如取出物或廢料)所確定。例如，五個床屬于區(qū)域Ⅰ，九個床屬于區(qū)域Ⅱ，七個床屬于區(qū)域Ⅲ，最后三個床屬于區(qū)域Ⅳ。
一塊板Pi的諸板條例如通過第二流體傳送管線(原料噴射管線36、吸附劑噴射管線、取出物的抽出管線和廢液39的抽出管線，以及可選擇的第五回溢流體的噴射管線)與塔的外部相連。為了簡化起見，在圖中沒有示出這回溢管線。
這些管線的每一根管線都裝有以符號Vfi,Vei,Vsi和Vri表示的一順序閥，其中下標(biāo)i對應(yīng)于板Pi，f指原料，e指取出物，s指吸附劑和r指廢液。這套閥連接于用于順序調(diào)動的裝置，該裝置適合于以主流體的循環(huán)方向，即從頂?shù)降椎姆较蛑芷诘厍斑M(jìn)第二流體的噴射連接點(diǎn)或者主流體從一個床的抽出，以在一模擬運(yùn)動床中實(shí)現(xiàn)操作。
可以執(zhí)行旁路和在一板的所有位置得到都是基本相同的一流體的一成分的回路包括一旁路管線Li,j，這旁路管線連接兩根引入或抽出軟管和兩塊板。按照現(xiàn)有技術(shù)，一旁路管線它自己或以結(jié)合方式包括至少以下提到的諸設(shè)備之一，即一單向閥40、一流量表41、一控制閥Voi,j(不一定屬于流量閥)?？蛇x擇地設(shè)置在旁路管線上的一泵并不確保有一適當(dāng)?shù)膲航怠?br> 裝有旁路或旁路管線的閥的標(biāo)號是Voi,j，下標(biāo)O對應(yīng)于旁路功能，下標(biāo)i,j對應(yīng)于之間有旁路的兩塊板。
更普遍地，一模擬運(yùn)動床包括至少四個層析區(qū)域，較佳地為四個或五個，每個區(qū)域包括至少一個塔或塔段。這套塔或塔段形成一閉環(huán)，在兩段之間的循環(huán)泵可調(diào)節(jié)流速。
這些不同的管線可以與分配一收集系統(tǒng)相連，該系統(tǒng)的功能是使諸流體的通過時間的差異最小并具有圖4A到4C所述的諸特征之一。
可以利用通常用于藉助吸附作用分離塔的第二流體的分配或抽出的任何網(wǎng)絡(luò)，這也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖4A,4B和4C示出了一段第二回路的立體圖和視圖，這回路可以在用于某一塊板的不同板條的高度分配或抽出第二流體。選擇此網(wǎng)絡(luò)的幾何形狀和流體特性以對一塊板的板條組或分配軌道獲得盡可能最對稱的第二流體分配。尤其是，選擇此分配以確保相對現(xiàn)有的分配系統(tǒng)而言具有一較小的不對稱系數(shù)并降低分散時間。
所給出的作為說明性的且不具限制作用的分配-收集系統(tǒng)實(shí)例適用于一基本圓柱形塔板Pi(圖4B,4C)例如呈盤狀，并且由一平行的(經(jīng)度線式的)分割線(cutaway)分割為若干DME，一塊板的諸板條或DME較佳地具有基本相同的寬度。這樣一組分割線確保一表面密度以對諸板條具有基本固定的排放量。
由于諸板被分割為四個扇形區(qū)，每個扇形的DME的數(shù)目較佳地是偶數(shù)。
與分離塔相關(guān)連的系統(tǒng)數(shù)目例如是DME的幾何形狀的函數(shù)。
在圖4A中所述的變化實(shí)施例中，一分配-收集系統(tǒng)與DME的兩個軌道之一相連·所謂環(huán)狀高度1腔室例如通過一根軟管50或51與塔的外部連通。這些軟管允許流體的引入和/或抽出。它們可以具有特定功能，即噴射或抽出。有一矩形截面的環(huán)狀腔室N1例如在吸附床的內(nèi)周邊上延伸并且具體地可確保流體的循環(huán)流速的兩路分開或收集。
·矩形截面的所謂環(huán)狀的高度2腔室N2例如位于吸附劑的周邊上。特別是根據(jù)其功能(噴射、抽出或噴射/抽出)，可確保流體流速的分離或收集或兩路分開和/或收集。
因?yàn)閹缀慰臻g要求，可以按照分配一收集系統(tǒng)的功能安排它的位置，例如在腔室N1之上(標(biāo)號N21)或i下(標(biāo)號N20)。
腔室N20,N21與高度1腔室N1的接合處J例如在其半個圓周長度處。
環(huán)狀的高度2腔室例如在其每端包括一根或多根連接軟管(C(N20)j、C(N21)j)，以及具有諸板條的一塊板，下標(biāo)j對應(yīng)于與軟管相連的一板的序號。一根軟管C(N20)j或C(N21)j與有關(guān)的環(huán)狀腔室(N21或N22)的一區(qū)域Z20,Z21相連。
所謂環(huán)狀的高度1腔室或N1的長度例如是等于板的半個圓周長度。
所謂環(huán)狀的高度1腔室或N2的長度是在20到160度的一角度扇形中，或較佳地在100和120度之間。
區(qū)域Z20,Z21可以由從板的一半徑、例如通過連接點(diǎn)J并相對該區(qū)域的中心點(diǎn)的半徑計算的角度α標(biāo)定。該區(qū)域的長度例如由α+/+ε定義的、由角度αmin和αmax定界的角度扇形決定。
角度α的數(shù)值例如在范圍(10度，80度)內(nèi)，較佳地在范圍(40度，70度)內(nèi)。
角度扇形區(qū)數(shù)值將在范圍(3度，30度)內(nèi)選擇，較佳地在范圍(7度，15度)內(nèi)選擇，這對應(yīng)于區(qū)域Z20和Z21的長度Zr。
努力確保盡可能是星形的諸軟管的布置，以獲得在流體的分配或抽出中的最小分散時間。實(shí)際上在最小可能的角度扇形區(qū)中相同位置區(qū)組合有諸軟管的連接點(diǎn)。
連接軟管的定位和角度扇形區(qū)的選擇尤其可能縮短凈延遲時間和分散時間。這延遲時間可以縮短到10秒。
用于分配和/或抽出的每根軟管C(N20)j,C(N21)j直徑為d；長度Ij和與位于相應(yīng)區(qū)域Z20和Z21中的高度2腔室的連接點(diǎn)rj。
選擇不同的參數(shù)α,ε和li，使被分配的流體在幾乎相同的時間到達(dá)形成一塊板的所有板條，或在流體抽出的情況下，在幾乎相同的時間到達(dá)軟管50,51。
軟管的直徑dj根據(jù)循環(huán)流體的流速確定，以確保在各軟管中流體循環(huán)速率幾乎相同。
一根軟管可以與一塊或多塊DME板條相連。在這情況下，它由支管延伸直至用于板條的分配或收集的一軌道。
圖4B和4C示出了包括若干DME的一塊板，按照平行的一組分割線(經(jīng)度線式的)，該板被分為四個扇形。在這例子中板條的數(shù)量較佳地為偶數(shù)。
圖4B示出了確保在下軌道7中流體噴射的分配-收集系統(tǒng)，而圖4C示出了確保從上軌道6抽出的分配-收集系統(tǒng)。
例如，考慮到按照功能對流體組合，將原料和溶劑噴射進(jìn)入一DME，而從一DME抽出取出物和廢液。
噴射(圖4A,4B)·j從1變化到4的四根軟管C(N20)j可以將流體噴射到四分之一板的扇形的四個DME，·原料和吸附劑通過軟管50引入環(huán)形腔室N1內(nèi)。被噴射的流體流被分為兩路，這兩個流體流動通過大致對應(yīng)于該板的半個圓周的一半的通道11和12。然后每個流體流動進(jìn)入環(huán)形腔室N20，在這腔室內(nèi)它被分為兩個流體流F′1tF″1。然后每個流體流從在每個DME的下軌道7處的區(qū)域Z20i中被組合的諸連接軟管C(N20)j被分配。
從諸小孔7i得到的流體將撞擊偏轉(zhuǎn)板5a,5b的端部，并與主流體空間混合。
抽出(圖4A,4C)·四根軟管C(N21)j可以從四塊板條或DME抽出一流體，·從一塊板條的一個軌道(例如上軌道6)和兩根軟管(201,202)(圖2A)抽出取出物和廢液。然后它們通過與一腔室N21的區(qū)域Z21相連的諸連接軟管C(N21)j。在位于環(huán)狀腔室N21的兩端處的諸區(qū)域內(nèi)收集的兩個流體在流動進(jìn)入與軟管51相連的環(huán)狀腔室N1之前被組合，軟管51回收從該板的四個扇形得到的所有流體流。
對于一DME和對于以上以舉例的方式與接近圓筒形的分離塔有關(guān)的分配-收集系統(tǒng)所給出的諸參數(shù)可以應(yīng)用于具有任何形狀的一分離塔，而不超出本發(fā)明的范圍，從而分配-收集系統(tǒng)具有適合于該塔的形狀的一形狀。
類似地，一塊板可以按照一組分割線而不是平行的一組分割線分為若干DME，例如成為餅圖形的扇形。
通常，例如可以用三種所給出的方式作為說明性的而非限制性的例子進(jìn)行第二流體的組合，以示塔與外部的連接。
基于諸流體的組合，軌道6和7確保不同的功能分配功能、抽出功能或這兩個功能按照功能對流體分組的例子·以上已經(jīng)以與圖4A,4B和4C相結(jié)合的方式對它進(jìn)行了介紹。
按照性質(zhì)對流體分組的例子·被認(rèn)為是有特點(diǎn)的液體是吸附劑、取出物和所謂“干”流體、廢料以及原料。
在這例子中，軌道6和7確保兩個分配和抽出功能。
按照流速分組的例子·例如具有低流速的流體是原料，具有高流速的取出物是吸附劑和廢液。
在此例中，軌道6和7確保兩個分配和抽出功能。
在后兩個組合例子中，通過孔6i和7i噴射的諸流體將分別撞擊壁8和偏轉(zhuǎn)板5a,5b的一部分固體壁。它們通過與板條相連的分配-收集系統(tǒng)，從而將送抽出的流體在通過連接軟管送到上面得到的環(huán)形腔室之前被收集在軌道6或7內(nèi)。
以上敘述的DME和分配-收集系統(tǒng)可以應(yīng)用于不一定包含一中心保持梁的和直徑例如從3到10米變化的分離設(shè)備，而不超出本發(fā)明的范圍。
它們也可應(yīng)用于直徑小于或等于5米和不包含一中心保持梁的分離塔。
權(quán)利要求
1．用于收集、分配、混合或抽出若干流體、至少一主流體和至少兩個第二流體的設(shè)備(DME)或板條，它至少包括·用于收集一主流體(3,9)的裝置，·至少兩個允許諸第二流體通過的噴射和/或抽出軌道(6,7)，·至少兩個與帶有諸小孔或通道(6i,7i)的噴射和/或抽出軌道(6,7)相連通的混合腔室(11a,11b)，·用于再分配從所述混合腔室得到的流體的裝置(12,14)，·用于分開收集和再分配裝置的裝置，其特征在于，所述軌道(6,7)被設(shè)置成一個在另一個之上以及所述混合腔室(11a,11b)設(shè)置在至少一個所述軌道的兩側(cè)。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述混合腔室(11a,11b)相對諸小孔(6i,7i)設(shè)置，以便獲得在所述混合(諸)腔室內(nèi)盡可能最均勻的流體或諸流體的噴射或抽出。
3．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備或板條，其特征在于，所述軌道和所述混合腔室位于所述DME表面的重心附近。
4．如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，上軌道(6)裝有至少兩根軟管(201,202)，下軌道(7)裝有至少一根軟管(21)，所述軟管設(shè)置成以確保在諸軌道和諸混合裝置(11a,11b)內(nèi)以最均勻方式循環(huán)第二流體。
5．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于來自(諸)軌道(6,7)的第二流體通過的、其功能是將第二流體噴射進(jìn)入一混合腔室的諸孔(6i,7i)具有一軸線，這樣得到的流體撞擊DME的一構(gòu)件(5a,5b,8a,8b)的一固壁的至少一部分。
6．如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，第二流體的下回路(7)其下壁設(shè)置在下柵格(4)處。
7．包括一腔室(30)的設(shè)備或分離塔，所述腔室包括至少一個第一吸附劑床(A1)和至少一個第二吸附劑床(A2)，所述吸附床由包括如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述一塊或多塊板條(DME)的一塊板(Pi)分離，所述DME通過若干根連接軟管(20,21,C(N21),C(N20))與外部相連。
8．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，一DME的所述上軌道(6)有收集諸流體的功能，一DME的所述下軌道(7)有流體噴射功能。
9．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，一DME的所述上軌道(6)有噴射諸流體的功能，一DME的所述下軌道(7)有收集諸流體的功能。
10．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，一DME的所述上軌道(6)和下軌道(7)各有流體噴射一收集功能。
11．，如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，具有噴射功能的軌道或諸軌道的諸孔(6i,7i)被設(shè)置成通過的射流撞擊DME的一構(gòu)件的一固體壁至少一部分。
12．如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，諸孔(6i,7i)交替地或任意地設(shè)置。
13．如權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，從下列數(shù)據(jù)選擇諸軌道(6,7)和諸孔(6i,7i)的諸參數(shù)·孔的直徑在2和15毫米之間，較佳地在4和7毫米之間，·穿孔跨距在25和400毫米之間，較佳地在50和200毫米之間，·流體的流速在3-20米/秒之間，較佳在5-15米/秒之間，跨距的數(shù)值與流速的數(shù)值一起考慮可以獲得第二流體和主流體的良好混合。
14．如權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，從下列數(shù)據(jù)選擇諸混合腔室和諸所述腔室的諸孔的諸參數(shù)·諸孔(8ai,8bi)的直徑在5和50毫米之間，較佳地在10和20毫米之間，·穿孔跨距從25-400毫米范圍中選擇，較佳地在50-200毫米范圍內(nèi)，·混合物的流速在0.5-3.5米/秒之間，較佳地在1.0-2.0米/秒之間。
15．如權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，它包括至少兩個用于分配具有下列特征的流體的系統(tǒng)·所述分配系統(tǒng)放置在所述腔室(30)的周邊，·所述分配系統(tǒng)與至少一塊分配板(Pi)相連接，·所述分配系統(tǒng)包括·至少一根可使該設(shè)備與外部相連通的軟管(50,51)，·至少一個與軟管(50,51)相連接的所謂高度1腔室(N1)，以保證流體流的兩路分開或收集，·至少兩個所謂高度2腔室(N20,N21)和一塊板(Pi)的至少一塊板條(DME)之間延伸的連接軟管(C(N20)j,C(N21)j)，用于連接所述連接軟管的諸位置rj位于一區(qū)域(Z20,Z21)內(nèi)，這區(qū)域的定位由從所述板(Pi)的徑向軸線計算的角度α確定，每根流體連接軟管有長度Ii，選擇各長度Ii、角度α和區(qū)域的長度Zr，使在一塊板(Pi)的一塊板條(DME)和用于引入或抽出諸流體的軟管和諸軟管之間的流體通過時間對于所有流體基本相等。
16．如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，一塊板P1被分為四個扇形。
17．如權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其特征在于，每塊板(Pi)按照平行的一組分割線被分為若干塊板條或DME。
18．如權(quán)利要求15至17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，角度α在30和90度之間，較佳地在50至60度之間，對應(yīng)于角度扇形α+/-ε長度Zr在3和30度之間，較佳地在7和15度之間。
19．可以從一混合物分離至少一化合物或用吸附劑分離一成分的工藝過程，從中需要分離出某些化合物的一主流體與一吸附劑接觸，按照其能分離該諸化合物的功能選擇該吸附劑，通過一塊板條或DME噴射和/或抽出諸第二流體，以收集、分配、混合或抽出若干諸流體、至少一主流體和至少兩個第二流體，它至少包括·收集一主流體(3,9)的裝置，·至少兩個允許第二流體通過的軌道(6,7)，·至少兩個與有諸小孔或通道(6i,7i)的噴射和/或抽出軌道(6,7)相連通的混合腔室(11a,11b)，·用于再分配(12,4)從所述混合腔室得到的流體的裝置，·用于分開收集和再分配裝置的裝置(5a,5b)從而軌道(6,7)被設(shè)置成一個在另一個之上，所述諸混合腔室設(shè)置在所述至少一個軌道的兩側(cè)。
20．如權(quán)利要求19所述的工藝過程，其特征在于，使流體通過具有一噴射功能的諸小孔(6i,7i)，以盡可能最均勻的方式，將一流體噴入所述諸混合腔室。
21．如權(quán)利要求19所述的工藝過程，其特征在于，按照功能(噴射和/或抽出)或按照性質(zhì)或按照流速值對諸流體組合。
22．利用如權(quán)利要求1至18中的任一項(xiàng)所述設(shè)備或權(quán)利要求19至20中任一項(xiàng)所述的工藝過程，對于處于氣體狀態(tài)、液體狀態(tài)或超臨界狀態(tài)的諸流體用層析法離析一原料。
23．利用如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的設(shè)備或權(quán)利要求19至21中的任一項(xiàng)所述的工藝過程，在一模擬運(yùn)動床中分離對二甲苯。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于收集、分配、混合或抽出若干流體、至少一主流體和兩個第二流體的一設(shè)備(DME)或板條,它至少包括用于收集一主流體的裝置(3,9);至少兩根用于允許諸第二流體通過的噴射和/或抽出的管線(6,7);至少兩個通過小孔或通道(6i,7i)與噴射和/或抽出管線相連通的混合腔室(11a,11b);至少兩個再分配來自所述混合腔室的流體的裝置(12,4);用于分開收集和再分配裝置的裝置(5a,5b);抽出管線(6,7)被設(shè)置成一個在另一個之上,混合腔室(11a,11b)被設(shè)置成在該諸管線的兩側(cè)并相對于進(jìn)行噴射的諸小孔對稱設(shè)置。本發(fā)明可用于在運(yùn)動模擬床上分離對二甲苯。
文檔編號B01J8/04GK1315882SQ9981025
公開日2001年10月3日 申請日期1999年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者G·費(fèi)爾施奈德勒, J·C·維吉耶, O·卡列貝雷, F·霍夫曼 申請人:法國石油研究所