BR0302336B1 - Montagem de disco de ruptura, montagem de cobertura de acesso de equipamento, e, conjunto de montagem de válvula - Google Patents

Description

"MONTAGEM DE DISCO DE RUPTURA, MONTAGEM DE COBERTURA DE ACESSO DE EQUIPAMENTO, E, CONJUNTO DE MONTAGEM DE VÁLVULA" O acúmulo de material indesejado em regiões de baixo fluxo de equipamento de processamento é um problema que afeta adversamente as indústrias de processamento químico diariamente. Materiais indesejados podem compreender subprodutos, resíduos, polímeros, escamas, poeira, produtos de corrosão, precipitados ou outros sólidos, líquidos ou vapores. Materiais indesejados pode restringir fluxos de processamento, iniciar reações laterais indesejáveis (como ffaturamento de corrosão por tensão), crescimento de polímero deteriorado, e tomar dispositivos de processamento secundário -como válvulas e instrumentação - inoperantes. O acúmulo de material indesejado é dispendioso pelo fato de exigir paralisação de processamento e mão-de-obra para remover estes materiais e reparar danos associados ao equipamento de processamento e canalização porventura ocorridos. Em adição, situações de risco podem resultar quando equipamento de segurança, como dispositivos de alívio de pressão, são isolados do processo através de acúmulos de materiais indesejados nas conexões de processamento às quais ele se fixam.

Nas indústrias de processo químico, uma categoria especialmente prevalente de acúmulo de material indesejado é a formação de “polímero de condensação”. Polímero de condensação se forma quando monômeros de fase de vapor são condensados sobre superfícies de equipamento na ausência de inibidores adequados de polimerização e, depois, sofrem polimerização. Monômeros conhecidos que sofrem polimerização por condensação incluem, mas não de modo limitativo, ácido (meta)acrílico e seus ésteres, cloreto de vinil, cianeto de hidrogênio, acrilonitrila, estireno e outros monômeros de vinil.

Um método conhecido para combater polimerização de condensação nos espaços de vapor de equipamento de processamento, como tanques de armazenamento, caldeiras de reação e colunas de destilação, é manter a temperatura superficial do equipamento acima do ponto de condensação do(s) monômero(s): encamisamento, isolamento e ponteamento elétrico ou de vapor de equipamento de processamento têm se mostrado como relativamente efetivos em regiões de “fluxo aberto”, ou seja, regiões onde o monômero de fase de vapor pode fluir livremente para longe das superfícies aquecidas. Esta abordagem é ineficaz, entretanto, em regiões de baixo fluxo, como conexões de processamento, onde os vapores de monômeros podem ficar estagnados e se tomarem aprisionados; esta situação é mais ainda exacerbada quando a conexão do processamento for um bocal de vaso, orientado verticalmente sobre a cabeça de topo do equipamento de processamento em questão.

Adição de inibidores de fase de vapor também tem sido tentada como meio de prevenir polimerização de condensação no interior de equipamento de processamento, como colunas de destilação. Exemplos de tais inibidores incluem S02 no serviço de cianeto de hidrogênio e NPH no serviço de ácido (meta)acrílico. Devido a regiões de baixo fluxo, como bocais, serem essencialmente estagnantes, entretanto, inibidores de fase de vapor tendem a não fluir para os mesmos e acúmulo de material indesejado pode continuar sem ser essencialmente diminuído.

Um outro método para combater polimerização de condensação nos espaços de vapor de equipamento de processamento é através do uso de dispositivos de borrifo internos. O pedido de patente europeu publicado 1.044.957 Al ensina o uso de “meios de borrifar e de suprimento” colocados no interior de uma coluna de destilação para borrifar líquido sobre superfícies internas da coluna de destilação, com a intenção de inibir a formação de polímero. Por projeto, entretanto, este tipo de dispositivo de borrifo é mais efetivo no tratamento de crescimento de polímero em regiões maiores de fluxo aberto, como a cabeça de topo de uma coluna de destilação ou tanque de armazenamento. Esta abordagem falha em impedir adequadamente o acúmulo simultâneo de material em regiões pequenas de baixo fluxo, como as conexões de processamento sobre cabeças de topo de tanques e colunas.

Nestes casos onde acúmulos têm que ser impedidos em pequenas conexões de processamento, como bocais de vasos, o pedido de patente europeu publicado 1.044.957 Al sugere que um ou mais bocais de borrifamento podem, adicionalmente, ser empregados para borrifar especificamente estas conexões. A Fig. 10 do presente pedido ilustra um tal modo de realização, no qual um meio de borrifo e suprimento é empregado em combinação com uma conexão de cabeça de topo à qual um dispositivo de alívio (tipicamente, uma montagem de disco de ruptura e válvula de alívio) é adaptado. A inserção de um único bocal de borrifo na conexão de processamento por baixo é ilustrada; nesta configuração, uma borrifo líquido seria dirigido para a conexão de processamento estagnante. A instalação do bocal de borrifo é mecanicamente complexa, bem como, invasiva ao vaso, requerendo uma penetração de vaso separada (não mostrada) e o posicionamento da(s) linha(s) no interior do vaso para suprir o líquido ao bocal de borrifo. Com esta abordagem, a elevação e alinhamento do próprio bocal de borrifo, bem como, a velocidade de fluxo e padrão de borrifamento, são críticos e, na prática, é bastante difícil de obter a combinação apropriada destas variáveis de modo que o acúmulo de polímero seja totalmente prevenida. Embora a efetividade de um tal arranjo possa ser aumentada através do uso de múltiplos bocais de borrifo e uma quantidade surpreendentemente grande de borrifo de líquido, tal abordagem é dispendiosa e impraticável em operações comerciais. Adicionalmente, a presença física do(s) bocal(is) de borrifo e sua(s) linha(s) de suprimento criam uma obstrução indesejável na conexão do processamento, interferindo, assim, com o fluxo livre de material através do dispositivo de alívio adaptado, e estes próprios componentes também criam novas superfícies para o acúmulo de polímero de condensação. Em alguns casos, o choque direto de líquido de borrifamento pressurizado sobre o dispositivo de alívio também pode causar fadiga mecânica, encurtando, desse modo,a vida útil do disco de ruptura. Devido a estas limitações, o processo proposto para inibir polimerização é impraticável quando aplicado a regiões pequenas de baixo fluxo associadas com conexões de processamento, como linhas de alívio. O uso de anéis de borrifo de vários projetos também é conhecido na técnica como um meio para limpar as superfícies internas de lentes oculares. Numerosas patentes foram publicadas para estes dispositivos e aperfeiçoamentos dos mesmos, incluindo a patente US 3.402.418, patente US 4.158.508 e patente US 4.541.277. A despeito ainda da familiaridade com as necessidades das indústrias de processos químicos, alguém experiente na técnica de projetar anéis de borrifo de lentes oculares não previu o uso de tais dispositivos para a prevenção de acúmulo de material indesejado em zonas de baixo fluxo, como conexões de processamento.

De fato, a despeito destas métodos conhecidos, permanece uma necessidade de muito tempo de prover um meio simplificado, confiável, barato e efetivo de prevenir acúmulo de material indesejado em regiões de baixo fluxo, como conexões de processamento. Esta necessidade é especialmente grande no caso em que sistemas alívio de segurança são adaptados a conexões de processamento compreendendo regiões de baixo fluxo; o acúmulo de material indesejado nestas bocais restringindo o fluxo livre de material através do bocal quando o dispositivo de alívio é solicitado a operar, limitando, desse modo, a capacidade do dispositivo de alívio e criando uma condição insegura. A presente invenção supera as deficiências da arte anterior enquanto satisfaz as necessidades das indústrias de processamento químico.

Conseqüentemente, em um modo de realização de um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma montagem de disco de ruptura compreendendo um disco de ruptura e um suporte de disco de ruptura encaixando operacionalmente o disco de ruptura; em que o suporte de disco de ruptura compreende um primeiro membro anular disposto em uma posição a jusante em relação ao disco de ruptura e um segundo membro anular disposto em uma posição a montante em relação ao disco de ruptura; em que uma porção periférica externa do disco de ruptura é localizado entre o primeiro membro anular e o segundo membro anular; em que o segundo membro anular inclui pelo menos uma porta de fluido apontada para o disco de ruptura.

Altemativamente, em um segundo modo de realização do primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma montagem de disco de ruptura compreendendo um disco de ruptura e um suporte de disco de ruptura encaixando operacionalmente o disco de ruptura; em que o suporte de disco de ruptura compreende um primeiro membro anular disposto em uma posição a jusante em relação ao disco de ruptura, um segundo membro anular disposto em uma posição a montante em relação ao disco de ruptura e um terceiro membro anular disposto em uma posição a montante em relação ao segundo membro anular; em que uma porção periférica externa do disco de ruptura é localizado entre o primeiro membro anular e o segundo membro anular; em que o segundo membro anular é localizado entre a porção periférica externa do disco de ruptura e o terceiro membro anular; em que o terceiro membro anular incluir pelo menos uma porta de fluido apontada para o disco de ruptura.

Em um segundo aspecto, a presente invenção provê uma monde acesso a equipamento compreendendo uma cobertura de acesso a equipamento, uma montagem de cobertura de acesso a equipamento encaixando operacionalmente a cobertura de acesso a equipamento e a montagem de cobertura de acesso a equipamento; em que o membro anular inclui pelo menos uma porta de fluido apontada para a cobertura de acesso a equipamento.

Em um terceiro aspecto, a presente invenção provê um conjunto de montagem de válvula compreendendo uma montagem de válvula a jusante, uma montagem de válvula a montante, uma válvula disposta intermediariamente e operacionalmente conectada à montagem de válvula a jusante e a montagem de válvula a montante e um membro anular disposto intermediariamente à válvula e a montagem de válvula a montante; em que o membro anular inclui pelo menos uma porta de fluido apontada para a válvula. A Fig. 1 é uma vista em seção parcial de uma montagem de disco de ruptura de acordo com a presente invenção. A Fig. 2 é uma vista em seção parcial de um outro modo de realização de uma montagem de disco de ruptura de acordo com a presente invenção; A Fig. 3 é uma vista em seção parcial de uma montagem de dispositivo de alívio de acordo com a presente invenção; A Fig. 4 é uma vista em seção parcial de um primeiro modo de realização de um anel de descarga de acordo com a presente invenção; A Fig. 5 é uma vista em seção parcial de um segundo modo de realização de um anel de descarga de acordo com a presente invenção;de uma montagem de disco de ruptura de acordo com a presente invenção. A Fig. 6 é uma vista em seção parcial de um modo de realização adicional de uma montagem de disco de ruptura de acordo com a presente invenção. A Fig. 7 é uma vista em seção parcial de um conjunto de montagem de válvula de acordo com a presente invenção. A Fig. 8 é uma vista em seção parcial de uma montagem de disco de ruptura do tipo mostrado na Fig. 1 disposta na linha de alívio de pressão em um reator químico de acordo com a presente invenção. A Fig. 9 é uma vista em seção parcial de um anel de descarga montado na conexão de limpeza de fundo de um tanque carregado de líquido de produto cru de acordo com a presente invenção. A Fig. 10 é uma vista em seção parcial de uma montagem de dispositivo de alívio usando um sistema de bocal de borrifo.

Nas figuras do desenho, elementos similares estão similarmente numerados.

Na descrição a seguir, por “equipamento de processamento” são entendidos vasos, como colunas de destilação, tanques e reatores, e sistemas de tubulação de processo. Por “conexões de processamento” é significado qualquer extensão de equipamento de processamento que pode ser utilizado para a adaptação de dispositivos de processos secundários, como válvulas, instrumentação, bombas ou dispositivos de alívio de pressão. Conexões de processamento incluem, mas não limitativamente, saídas terminais, ramais de tubulação (por exemplo, tês de tubulação), poços de visita, furos para mão e bocais com flanges.

Como ficará aparente adiante, um componente chave da presente invenção é um anel de descarga, ou seja, um membro anular tendo uma ou mais portas para fluido, a uma ou mais portas de fluido servindo para direcionar um fluido de descarga para dentro do mencionado dispositivo anular, de preferência, em direção ao eixo do ânulo. O membro anular também inclui um canal interno conectando fluidamente a uma ou mais portas a uma fonte externa do fluido de descarga. É preferido que o membro anular tenha um diâmetro externo constante. É também preferido que o membro anular tenha um diâmetro interno constante. É ainda preferido adicionalmente que o membro anular compreenda superfícies paralelas regulares superior inferior de tal qualidade que facilite a vedação quando instalado com gaxetas convencionais em uma peça de equipamento do processamento.

Qualquer material gasoso ou líquido, compatível com a operaçào do processo, pode ser empregado como fluido de descarga. O fluido de descarga pode ser suprido contínua ou intermitentemente, como necessário.

Quando instalado em uma região de baixo fluxo, o anel de descarga serve para descarregar materiais indesejáveis da região de baixo fluxo, impedindo, desse modo, seu acúmulo e evitando as dificuldades de processamento descritas associadas ao acúmulo de materiais indesejáveis. O anel de descarga pode ser opcionalmente instalado com um dispositivo de medição/controle (como uma válvula de controle, uma válvula de agulha ou um medidor de rotor) sobre a conexão de suprimento de fluido de descarga. Isto serve para assegurar que fluxo de fluido de descarga apropriado seja mantido todo o tempo, como desejado. A Fig. 1 ilustra um modo de realização de um anel de descarga de acordo com a presente invenção. Neste modo de realização, um canal anular e portas de fluido consistentes com a presente invenção são incorporados diretamente em um suporte de disco de ruptura. Desse modo, uma descarga fluida pode sr provida para impedir o cúmulo de material indesejado, como polímero de condensação, na região de baixo fluxo a montante de um disco de ruptura. A montagem de disco de ruptura 101 é representativa de montagens convencionais usadas nos processos de química industrial e compreende um disco de ruptura 103 contido em um suporte de duas peças de disco de ruptura, compreendendo um primeiro membro anular 105 disposto em uma posição a jusante em relação ao disco de ruptura 103 e um segundo membro anular 107 disposto em uma posição a montante em relação ao disco de ruptura 103. Uma porção periférica externa 109 do disco de ruptura 103 fica entre o primeiro membro anular 105 e o segundo membro anular 107. De acordo com a presente invenção, entretanto, o segundo membro anular 107 inclui uma pluralidade de portas de fluido 111 em sua face interior 113, através das quais um fluido de descarga pode ser passado. As portas 111 são orientadas em dois ângulos diferentes com respeito ao eixo 115 do segundo membro anular 107, de modo a direcionar o fluido de descarga (ilustrado pelas setas) em direção a múltiplos pontos ao longo da superfície inferior 117 do disco de ruptura 103. O fluido de descarga é suprido via uma conexão 119 a uma fonte de fluido de descarga (não mostrada) e um canal anular interno 121 que é operacionalmente conectado a cada uma das portas 111 por respectivos canais de suprimento 123. A Fig. 2 ilustra um modo de realização do anel de descarga de acordo com a presente invenção, em que apenas duas portas de fluido são utilizadas. Em particular, a porta de fluido 21 la é orientada em um primeiro ângulo com respeito ao eixo 215 do segundo membro anular 207 e conduz fluido de descarga (ilustrado pela seta) em direção à primeira área sobre a superfície inferior 217 do disco de ruptura 203. A porta de fluido 211a é suprida via um furo radialmente orientado 225a e cana de suprimento 223a no segundo membro anular 207. O furo radialmente orientado 225a serve para conduzir fluido de descarga do conector 219a que, por sua vez, é conectado a uma fonte de fluido de descarga (não mostrada). Similarmente, porta dd fluido 211b (localizada sobre o lado diametralmente oposto do segundo membro anular) com respeito ao eixo 215 e fluido de descarga em direção a uma segunda área sobre a superfície inferior 217 do disco de ruptura 203. A porta fluida 211b é suprida via um furo radialmente orientado 225b e um canal de suprimento 223b no segundo membro anular 207. O furo radialmente orientado 225b serve para conduzir fluido de descarga do conector 219b que, por sua vez, é conectado a uma fonte de fluido de descarga (não mostrado). Similarmente, porta de fluido 211b (localizada sobre o lado diametralmente oposto do segundo membro anular) é orientada em um segundo ângulo (diferente do primeiro ângulo) com respeito ao eixo 215 e fluido de descarga em direção a uma segunda área sobre a superfície inferior 217 do disco de ruptura 203. A porta de fluido 211b é suprida via um furo radialmente orientado 225b e canal de suprimento 223b no segundo membro anular 207. O furo radialmente orientado 225b serve para conduzir fluido de descarga do conector 219b que, por sua vez, é conectado a uma fonte de fluido de descarga (não mostrado). O conector 219a e conector 219b podem retirar fluido de descarga da mesma fonte ou podem, opcionalmente, usar diferentes fluidos de descarga - por exemplo, um fluido pode compreender água e o outro fluido pode compreender um solvente orgânico, como hexano ou, altemativamente, um fluido pode compreender solução inibidora fenólica e o outro pode compreender um gás contendo oxigênio. A Fig. 3 e a Fig. 10 ilustram um outro modo de realização do anel de descarga de acordo com a presente invenção, que, enquanto funcionalmente similar ao aparelho das Figs. 1 e 2, é uma parte independente. Este anel de descarga independente é usado para impedir o acúmulo de material indesejado, como polímero de condensação, na região de baixo fluxo, geralmente indicado como 327, a montante de uma montagem de dispositivo de alívio geralmente indicada por (329, 1029). A montagem de dispositivo de alívio (329, 1029) é representativa de montagens convencionais usadas nos processos químicos industriais, um exemplo dos quais está descrito na patente US 6.311.715. A montagem de dispositivo de alívio neste modo de realização preferido compreende um disco de ruptura de cambamento inverso (304, 1004) (contido em um suporte de duas peças de disco de ruptura compreendendo um primeiro membro anular (305, 1005) e um segundo membro anular (307, 1007)). Discos de ruptura de cambamento inverso adequados são disponíveis comercialmente por Continental Disc Corporation, Fike, e Oseco. O dispositivo de alívio compreende também uma válvula de alívio a jusante (330,1030) separada por um carretei de tubulação curto (331, 1031) do suporte de disco de ruptura. A colocação do disco de ruptura a montante da válvula de alívio serve para impedir o entupimento da entrada da porta de válvula de alívio e também minimizar emissões potenciais caso a válvula de alívio falhe em manter uma vedação sob as condições normais de operação. A montagem de dispositivo de alívio também inclui um medidor de pressão (333, 1033) conectado a um carretei de tubulação (331, 1031); este medidor provê uma indicação externa de uma mudança de pressão entre o disco de ruptura e a válvula, sinalizando, desse modo, quando o disco de ruptura explodiu e quando mudança é necessária. Neste modo de realização, o anel de descarga 335 é instalado a montante (abaixo) e adjacente ao segundo membro anular (307, 1007) do suporte de disco de ruptura e pode ser mantido no lugar com parafuso transpassante ou outro meio convencional (não mostrado). Um suprimento de fluido de descarga é conectado ao anel via um conduto (337, 1037) e o fluido de descarga flui para um canal interno do anel. O canal interno é anular e distribui o fluido de descarga para uma pluralidade de portas, localizadas radialmente ao longo da circunferência interna do anel de descarga. Neste modo de realização, um conjunto de portas é posicionado em um primeiro ângulo de orientação com respeito ao eixo do anel e um outro conjunto de portas é posicionado a um segundo ângulo de orientação (diferente) com respeito ao eixo do anel. Um fluido de descarga é ejetado através das portas, dirigido ascendentemente, em direção às superfícies expostas a montante do disco de ruptura, conforme mostrado pelas setas, deslocando, desse modo, o conteúdo de outro modo estagnado da região de baixo fluxo 327 e impedindo o acúmulo de materiais indesejados nesta região. A Fig. 4 é uma vista em seção parcial de um primeiro modo de realização de um anel de descarga 435 de acordo com a presente invenção, como foi utilizado na montagem da Fig. 3. Em particular, o anel de descarga 435 compreende um membro anular 439 incluindo uma pluralidade de portas de fluido 411 em sua face interior 413 através das quais um fluido de descarga pode passar. As portas 411 são orientadas em dois ângulos diferentes com respeito ao eixo 415 do membro anular 439, de modo a direcionar o fluido de descarga (ilustrado pelas setas) em direção a múltiplos pontos ao longo da superfície de um disco de ruptura (não mostrado). O fluido de descarga é suprido via uma conexão 419 a uma fonte de fluido de descarga (não mostrada) e um canal anular interno 421 que é operacionalmente conectado a cada uma das portas 411 pelos respectivos canais de suprimento 423. A Fig. 5 é uma vis ta em seção parcial de um segundo modo de realização de um anel de descarga 535 de acordo com a presente invenção, de modo que possa ser utilizada na montagem da Fig. 3. Em particular, o anel de descarga 535 compreende um membro anular 539 e um disco anular 541. O membro anular 539 inclui uma pluralidade de portas de fluido 511 em sua face interior 513, através da qual um fluido de descarga pode ser passado. As portas 511 são orientadas em dois ângulos diferentes com respeito ao eixo 515 do membro anular 539, de modo a orientar o fluido de descarga (ilustrado pelas setas) em direção a múltiplos pontos ao longo da superfície de um disco de ruptura (não mostrado). O fluido de descarga é suprido via uma conexão 519 a uma fonte de fluido de descarga (não mostrada) e um canal anular interno 521 que é operacionalmente conectado a cada uma das portas 511 por respectivos canais de suprimento 523. O disco anular 541, de preferência, tem um diâmetro interno ID igual ao do membro anular 539. Similarmente, o disco anular 541 tem um diâmetro externo OD igual ao do membro anular 539. O disco anular 541 é vedado contra fluido (por exemplo, por soldagem) à face inferior 543 do membro anular 539, de modo a fechar bem contra fluido o canal interno anular 521 para assegurar que não haja vazamento de fluido de descarga pelo mesmo. A Fig. 6 é uma vista em seção parcial de um outro modo de realização de uma montagem de disco de ruptura 601, de acordo com a presente invenção, que compreende um disco de ruptura 603 contido em um suporte de duas peças de disco de ruptura compreendendo um primeiro membro anular 605 disposto em uma posição a jusante em relação ao disco de ruptura 603 e um segundo membro anular 607 disposto em uma posição a montante em relação ao disco de ruptura 603. Uma porção periférica externa 609 do disco de ruptura 603 fica entre o primeiro membro anular 605 e o segundo membro anular 607. O anel de descarga 635, compreendendo um terceiro membro anular 639 e um disco anular 641, vedado fortemente contra fluido ao mesmo, é disposto em uma posição a montante em relação ao segundo membro anular 607. O segundo membro anular 607 fica entre a porção periférica externa 609 do disco de ruptura 603 e o anel de descarga 635. Uma gaxeta 645 é interposta ao segundo membro anular 607 e ao anel de descarga 635, de modo a assegurar uma vedação contra fluido entre os mesmos. O terceiro membro anular 639 inclui uma pluralidade de portas de fluido 611 em sua face interior 613, através das quais um fluido de descarga pode ser passado. As portas 611 são orientadas em dois ângulos diferentes com respeito ao eixo 615 do terceiro membro anular 639, de modo a direcionar oi fluido de descarga (ilustrado pelas setas) em direção a múltiplos pontos ao longo da superfície inferior 617 do disco de ruptura 603. O fluido de descarga é suprido via uma conexão 619 a uma fonte de fluido de descarga (não mostrada) e um canal interno anular fechado 621 que é operacionalmente conectado a cada uma das portas 611 por respectivos canais de suprimento 623.

Embora a maior parte da discussão acima seja focada sobre bocais flangeados adaptados a vasos de processamento, é previsto que outras regiões de baixo fluxo também possam se beneficiar da presente invenção.

Por exemplo, em um modo de realização (ver Fig. 7),a região de baixo fluxo 727 fica dentro de uma seção curta de tubulação 732 adjacente a uma válvula 747 na linha de saída 749 de um reator de cianeto de hidrogênio 751. Durante problemas de processamento, a válvula pode ser aberta, permitindo que o cianeto de hidrogênio contendo gás de produto seja desviado para combustão para destruição segura. Sob condições de operação normais, a válvula 747 fica fechada, criando uma região de baixo fluxo em sua face que poderia acumular material indesejado, como porção de limpeza de polímero de cianeto. Pela colocação de um anel de descarga 735 da presente invenção adjacente à válvula, como mostrado, e introduzindo um fluido de descarga via o anel, o acúmulo de materiais indesejados é impedido e a operacionalidade da válvula é mantida. Fluidos de descarga adequados podem incluir, mas não de modo limitativo, N2, S02, vapor, CH4, H2 e ar. O fluido de descarga pode, opcionalmente, ser aquecido e a velocidade de fluxo pode ser variada, caso desejado.

Em um outro modo de realização (ver Fig. 8), a região de baixo fluxo 827 fica na linha de alívio de pressão 853 sobre um reator químico 855, por exemplo, um reator de polimerização de lote de emulsão. Um disco de ruptura 803 é instalado na porção horizontal da linha de alívio de pressão e, sobre o curso de uma polimerização de lote, monômeros de fase vapor podem se acumular na linha de alívio a montante do disco de ruptura. Pela colocação de um anel de descarga 835 da presente invenção adjacente ao disco de ruptura, conforme mostrado, e introduzindo um fluido de descarga compreendendo solvente de limpeza em seguida ao término e caminho de descarga lote, o disco de ruptura e a linha de alívio são regularmente limpos e permanecem livres de acúmulo de material indesejado.

Em um outro modo de realização adicional (ver Fig. 9), a região de baixo fluxo 927 fica dentro da conexão fechada de limpeza de fundo 957 sobre um tanque de produto cru carregado de líquido 959. Sob condições normais, a blindagem 961 está presente sobre a conexão de limpeza para prover uma vedação contra líquido sobre o tanque. Vários materiais indesejados, como precipitados, produtos de corrosão, impurezas insolúveis e similares também podem estar presentes. Durante períodos de manutenção, é desejável remover a blindagem e usar a conexão de dreno como um conduto através do qual o conteúdo de um tanque pode ser removido. Pela colocação de um anel de descarga 935 da presente invenção adjacente à blindagem, conforme mostrado, e introduzindo um fluido de descarga via o anel, o acúmulo de material indesejado é impedido e a conexão de dreno fica pronta para uso sob demanda. Fluidos de descarga adequados podem incluir N2, ar ou um jato de hélice de produto cru.

Deve ser entendido que fluido de descarga pode ser um gás ou um líquido e pode ser suprido contínua ou intermitentemente, conforme exigido. Qualquer material gasoso ou líquido compatível com a operação do processo particular em questão pode ser usado como fluido de descarga. Por exemplo, na operação de uma coluna de destilação para a produção de ácido (meta)acrílico ou seus ésteres, materiais adequados incluem, mas não de modo limitativo, gás contendo oxigênio (por exemplo, ar) inibidores de polimerização de fase vapor, água, ácido (meta)acrílico, metil-isobutil-cetona (MIBK), toíueno e acetona. Em alguns modos de realização, o fluido de descarga pode compreender refluxo de coluna de destilação ou suprimento não-purificado de coluna de destilação. O fluido de descarga pode, opcionalmente, ser passado através de um trocador de calor para controlar sua temperatura e pode, opcionalmente, compreender um ou mais inibidores de polimerização.

Deve ser ainda entendido que o anel de descarga pode compreender uma ou mais portas e que as portas podem ficar a um ou mais ângulos de orientação com respeito ao eixo do anel de descarga. Ângulos de orientação adequados ficam entre 0 e 90 graus com respeito ao eixo do anel de descarga. A seleção de ângulos de orientação, bem como, o tamanho e número de portas, e a velocidade de fluxo de fluido de descarga são uma função do diâmetro interno do anel de descarga, a orientação da superfície a ser tratada (por exemplo, no caso de um disco de ruptura, se a superfície é côncava ou convexa) e a distância entre as portas e a superfície a ser tratada. Devido a seus projetos, tanto o anel de descarga com o elemento relevante de equipamento de processamento (por exemplo, o suporte de disco de ruptura) podem ser montados repetidamente na mesma configuração no laboratório, conforme exigido pelo processo, permitindo, assim, que alguém experiente na técnica verifique, no laboratório, se as variáveis de projeto apropriadas foram selecionadas através de simples observação visual sob as condições de fluxo de fluido de descarga. Por exemplo, se água for usada como fluido de descarga, ficaria aparente que variáveis apropriadas foram selecionadas quando, por observação visual sob condições operacionais, o disco de ruptura fosse determinado como estando completamente molhado pela descarga de água.

Com o benefício da revelação da presente invenção, é previsto que para certos usos de processo os benefícios do anel de descarga podem ser razoavelmente bem aproximados através da instalação de um dispositivo de anel de borrifamento comercialmente disponível. Tais dispositivos de anel de borrifamento são comercializados para fins de limpeza de lentes oculares e podem ser comprados em tamanhos padronizados de LJStar Instrumento cirúrgico, (Twinsburg, OH) ou Canty (Buffalo, NY). Devido a esses dispositivos serem projetados para uma finalidade diferente, o uso do método de teste mencionado é essencial para verificar se o dispositivo “padrão! selecionado pode satisfazer os requisitos do serviço de processo.

Exemplo Um anel de descarga é colocado adjacente ao suporte de disco de ruptura sobre o bocal de topo de conexão de processamento de 20,3 2cm de diâmetro de uma coluna de destilação de ácido acrílico, da maneira mostrada na Fig. 3. Um disco de ruptura de compósito 316 de teflon 316 (disponibilizado por Continenetal Disk Corp.) foi instalado no suporte. O anel de descarga tinha um diâmetro interno de 19,05cm e compreendia dois conjuntos de portas de fluido. O primeiro conjunto de portas compreende 8 portas igualmente espaçadas com diâmetro de 2,38125mm ajustadas a um ângulo entre 45 e 90 graus em relação ao eixo do anel. O segundo conjunto de portas compreende 8 portas igualmente espaçadas com diâmetro de 2,38125mm ajustadas a um ângulo entre 0 e 45 graus em relação ao eixo do anel. O anel de descarga compreende adicionalmente um canal aberto de distribuição que é vedado quando da instalação contra um flange de gaxeta padrão. Após instalação, um fluido de descarga é introduzido através do anel, que facilita a remoção de monômero condensado de ácido acrílico polimerizável das superfícies internas a montante (inferiores) do disco de ruptura, impedindo, desse modo, o acúmulo de polímero indesejado. O fluido de descarga é uma mistura líquida compreendendo ácido acrílico (suprimento de coluna de destilação), ácido acético e inibidor de hidroquinona, e é suprido a uma velocidade de fluxo contínua de, aproximadamente, 7,57cm3/min. Gás contendo oxigênio está presente nos espaços de vapor de coluna como um aspecto rotineiro de operação da coluna de destilação. A coluna de destilação de ácido acrílico foi operada com o anel de descarga nesta configuração por 6 meses, durante cujo tempo o disco e bocal de conexão de processamento foram inspecionados 5 vezes no total. Durante cada inspeção, tanto o disco como a conexão de bocal de processamento foram inspecionados e encontrados livres de acúmulo de polímero.

Exemplo comparativo Sobre o mesmo bocal de topo de conexão de processamento com diâmetro de 20,32cm, um único bocal borrifador totalmente em cone de 9,525mm de diâmetro Spiraljet® (Spraying Systems Co., Wheaton, 111.) foi instalado da maneira mostrada na Fig. 10 em uma tentativa de impedir acúmulo de polímero sobre o disco de ruptura de compósito mencionado. Uma mistura líquida pressurizada, compreendendo ácido acrílico (suprimento de coluna de destilação), ácido acético e inibidor de hidroquinona, foi suprida a uma velocidade de fluxo contínua de, aproximadamente, 7,57cm3/mm. para o bocal borrifador Spiraljet® e, subseqüentemente, borrifada no bocal de conexão de processamento e sobre a porção inferior do disco de ruptura. Gás contendo oxigênio está presente nos espaços de vapor de coluna como um aspecto rotineiro de operação da coluna de destilação. A coluna de destilação de ácido acrílico foi operada com esta configuração, durante cujo tempo o disco e bocal de conexão de processamento foram inspecionados diversas vezes. Sobre períodos operacionais variáveis - alguns tão curtos quanto três semanas - quantidades significativas de polímero foram encontradas acumuladas dentro do bocal de conexão de processamento e sobre o próprio disco de ruptura, exigindo que o bocal de conexão de processamento fosse limpo e a ruptura ser substituída. Tipicamente, a seção transversal do bocal de conexão de processamento foi verificada como estando entre 60 e 90% obstruída com polímero, quando inspecionada.

Claims (9)

1. Montagem de disco de ruptura (101, 601), caracterizada pelo fato de compreender: (i) um disco de ruptura (103, 203, 603, 803); e (ii) um suporte de disco de ruptura encaixando operacionalmente o mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803); em que o mencionado suporte de disco de ruptura compreende: (a) um primeiro membro anular (105, 305, 605) disposto cm uma posição a jusante em relação ao mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803); e (b) um segundo membro anular (107, 207, 307, 607) disposto em uma posição a montante em relação ao mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803); em que uma porção periférica do mencionado disco de ruptura (103, 203. 603, 803) é localizado entre o mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) e o mencionado segundo membro anular (107. 207, 307, 607); e em que o mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607) inclui pelo menos uma porta de fluido (111, 411, 511, 611) apontada para o mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803).

2. Montagem de disco de ruptura (101, 601) de acordo com a reivindicação 1. caracterizada pelo fato do segundo membro anular (107, 207. 307. 607) incluir uma pluralidade de portas de fluido (111, 411. 511, 611) apontadas para o mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803).

3. Montagem de disco de ruptura (101, 601) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) ter um eixo (115, 215), o mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607) ter um eixo, e o mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) e o mencionado segundo membro anular (107. 207. 307, 607) serem dispostos coaxialmente um em relação ao outro.

4. Montagem de disco de ruptura (101, 601) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do diâmetro interno do mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) ser constante, um diâmetro interno do mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607) ser constante, e o mencionado diâmetro interno do mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) ser igual ao mencionado diâmetro interno do mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607).

5. Montagem de disco de ruptura (101, 601) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do diâmetro externo do mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) ser constante, um diâmetro externo do mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607) ser constante, e o mencionado diâmetro externo do mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) ser igual ao mencionado diâmetro externo do mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607).

6. Montagem de disco de ruptura (101, 601), caracterizada pelo fato de compreender: (i) um disco de ruptura (103, 203, 603, 803); e (ii) um suporte de disco de ruptura encaixando operacionalmente o mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803); em que o mencionado suporte de disco de ruptura compreende: (a) um primeiro membro anular (105, 305, 605) disposto em uma posição a jusante em relação ao mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803); e (b) um segundo membro anular (107, 207, 307, 607) disposto em uma posição a montante em relação ao mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803); e (c) um terceiro membro anular (639) disposto em uma posição a montante em relação ao mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607); em que uma porção periférica externa (109, 609) do mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803) é localizado entre o mencionado primeiro membro anular (105, 305, 605) e o mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607); em que o mencionado segundo membro anular (107, 207, 307, 607) é localizado entre a mencionada porção periférica externa (109, 609) do mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803) e o mencionado terceiro membro anular (639); e em que o mencionado terceiro membro anular (639) inclui pelo menos uma porta de fluido (111, 411, 511, 611) apontada para o mencionado disco de ruptura (103, 203, 603, 803).

7. Montagem de cobertura de acesso de equipamento, caracterizada pelo fato de compreender: (i) uma cobertura de acesso a equipamento; (ii) uma montagem de cobertura de acesso a equipamento encaixando operacionalmente a mencionado cobertura de acesso a equipamento; e (iii) um membro anular disposto intermediariamente à mencionada cobertura de acesso a equipamento e à mencionada montagem de cobertura de acesso a equipamento; em que o mencionado membro anular inclui pelo menos uma porta de fluido apontada para a mencionada cobertura de acesso a equipamento.

8. Montagem de cobertura de acesso a equipamento de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato do mencionado acesso ser uma passagem de visita, um furo para mão ou uma conexão de limpeza de fundo.

9. Conjunto de montagem de válvula, caracterizado pelo fato de compreender: (i) uma montagem de válvula a jusante; (ii) uma montagem de válvula a montante; (iii) uma válvula disposta intermediariamente à mencionada montagem de válvula a jusante e à mencionada montagem de válvula a montante; e (iv) um membro anular disposto intermediariamente à mencionada válvula e à mencionada montagem de válvula a montante; em que o mencionado membro anular inclui pelo menos uma porta de fluido apontada para a mencionada válvula.