BR112014014248B1

BR112014014248B1 - Coluna de contato e de separação, processo para o tratamento de gás com um líquido

Info

Publication number: BR112014014248B1
Application number: BR112014014248-3A
Authority: BR
Inventors: Jannes Koppen; Eric Johannes Vos; Peter Mervyn Wilkinson
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2021-08-17
Also published as: EA027737B1; WO2013087866A1; AU2012351570A1; EA027705B1; BR112014014248A2; US20140327161A1; BR112014014251A2; US20140345460A1; AU2012351569A1; AU2012351570B2; WO2013087865A1; EA201400716A1; CA2859053A1; CN104039409A; US9895629B2; BR112014014251B1; CA2859052A1; KR20140108688A; CN104039410A; AU2012351569B2

Abstract

COLUNA E PRATO DE CONTATO E DE SEPARAÇÃO, PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE GÁS COM UM LÍQUIDO. Uma coluna de contato e de separação (1) que encerra uma pilha de uma ou mais células de contato e de separação (3). Cada célula compreende: - um prato (4) com as aberturas de fluxo de gás (6) que se abre para as unidades de contato e de separação (7); - um tubo descendente (16) que define uma descarga de líquido, e - um suprimento de líquido (17). Cada unidade de contato e de separação (7) compreende uma zona de contato a montante (8, 9) com entradas de líquido (12), e uma ou mais zonas de separação a jusante (10) fornecidas com um turbilhonador (13) e uma extremidade superior, com uma saída de gás (14). O turbilhonador (13) está localizado em uma distância a partir da entrada de gás de 50 a 90% do comprimento total da zona de contato e de separação. Processo para o tratamento de um gás com uma tal coluna.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção se refere a uma coluna de contato e de separação, em particular para transferência de massa de gás/líquido de alta capacidade, com uma pilha de uma ou mais células de contato e de separação, onde o gás é contactado de forma intensa com um líquido, o qual é primeiramente arrastado com o fluxo de gás e o qual é subsequentemente removido do fluxo de gás através de impacto centrífugo de um turbilhonador. A invenção se refere também a um prato para ser utilizada em uma tal coluna e a um processo para o tratamento de um gás com uma tal coluna.

[0002] A coluna pode ser, por exemplo, uma coluna de transferência de calor, uma coluna de fracionamento, uma coluna de separação ou uma coluna de tratamento, em especial uma coluna de tratamento, mais em particular uma coluna para o tratamento de gás natural, para remover contaminantes, tais como o dióxido de carbono e/ou sulfeto de hidrogênio.

Fundamentos da Invenção

[0003] O termo gás deve ser aqui utilizado de modo a incluir também o vapor, enquanto o termo líquido também inclui o líquido que contém gás, tal como espuma. A expressão líquido de tratamento é utilizada para indicar compostos, de preferência líquidos, que removem seletivamente os contaminantes tais como o sulfeto de hidrogênio e/ou dióxido de carbono através de fenômenos físicos e/ou químicos.

[0004] Os pratos para a transferência de massa de gás/líquido contendo um dispositivo de separação de gás/líquido ciclônico diferem de pratos regulares de transferência de massa em sua gama de aplicações. Um prato em que o gás e líquido são contatados e subsequentemente separados com um dispositivo de gás/líquido ciclônico pode ser feita muito mais compacta do que um prato regular, onde a separação entre o gás e o líquido é por forças gravitacionais, em vez de forças centrífugas.

[0005] A U.S.-A-6.227.524 descreve elementos de separação e de contato (CSE) para pratos de transferência de massa de alta velocidade em que o líquido entra no CSE através de uma fileira anelar de orifícios em uma rede de grade de aletas verticais dispersando o líquido em pequenas gotículas que juntas com o gás se movem para as aletas de um turbilhonador axial localizado diretamente acima das aletas verticais em que o turbilhonador no fluxo líquido-gás é sujeito a um movimento rotativo, criando assim um movimento para cima girando uma película de líquido. A separação de gás/líquido final ocorre na zona de separação localizada na parte superior do CSE, ao passo que a transferência de massa ocorre principalmente em uma zona de pequena imediatamente acima dos orifícios de entrada de líquidos. A quantidade de líquido que entra na zona de contato depende de um equilíbrio de forças, onde o nível do líquido (tal como definido pela altura do vertedor) em torno do CSE proporciona uma força hidrostática para o líquido para entrar no CSE. Além disso, o fluxo de gás no interior do CSE induz uma força de sucção, que aumenta a entrada de líquido para o CSE.

[0006] Estas duas forças são compensadas por uma força contrária, resultante de uma queda de pressão no CSE, particularmente induzida pelo turbilhonador e a transição por estreitamento da zona de contato a montante e da zona de separação a jusante. Em última análise, a capacidade máxima deste CSE dependerá do equilíbrio de pressão: conforme a taxa de gás para o dispositivo é aumentada, a queda de pressão vai aumentar. Quando a queda de pressão no interior da zona de contato for superior a um determinado valor (que depende da altura do líquido em torno do CSE) parte do gás irá escapar através das entradas de líquido no ponto em que o desempenho da transferência de massa vai cair drasticamente.

[0007] A EP-A-0048508 descreve um aparelho para o tratamento de misturas de líquido e gás em velocidades de fluxo elevadas e/ou cargas líquidas elevadas. O líquido flui através de um modo de atravessar único, ou seja, sem reciclagem interna. Além disso, o volume da zona de contato é pequeno comparado com o volume da zona de separação e o turbilhonador é localizado na parte inferior da unidade de contato e de separação.

[0008] A taxa de transferência de massa está relacionada com a quantidade de líquido arrastado por unidade de gás na zona de contato. As taxas de transferência de massa volumétrica requeridas aumentam com o aumento da pressão parcial de impurezas (tais como CO2) para ser absorvido. No entanto, as taxas de transferência de massa obtidas com o contato da técnica e colunas de separação foram encontradas a ser limitadas.

[0009] Em mineração de gás fora da costa, as colunas de contato e de separação são usadas com aplicações que flutuam, por exemplo, em um dispositivo flutuante ou barco. A oscilação ou ondulação do líquido induzida pelo movimento do mar apresenta sérias limitações na transferência de massa obtida e na eficácia das colunas.

[00010] É um objeto de a invenção proporcionar um equipamento de contato e de separação, permitindo uma melhor transferência de massa.

[00011] É um outro objeto de a invenção proporcionar equipamento robusto de contato e de separação que pode ser usado com aplicações flutuantes.

Sumário da Invenção

[00012] Uma coluna de contato e de separação é divulgada que compreende uma parede que encerra uma coluna de pilha de uma ou mais células de contato e de separação, em que cada célula compreende:- um prato com um número de aberturas de fluxo de gás que se abre para uma ou mais unidades de contato e de separação, posicionadas em um lado superior do prato, em que cada uma das unidades de contato e de separação compreende uma zona de contato a montante com entradas de líquido, e uma ou mais zonas de separação a jusante (10) fornecidas com um turbilhonador e uma extremidade superior, com uma saída de gás;- um tubo descendente que define uma descarga de líquido; e- um suprimento de líquido para suprir líquido para as células de contato e de separação,em que o turbilhonador está localizado em uma distância a partir da entrada de gás de 50 a 90% do comprimento total da zona de contato e de separação.

[00013] Em um segundo aspecto, um prato de contato e de separação é divulgada para uso na coluna divulgada.

[00014] Em um terceiro aspecto, um processo para o tratamento de gás é descrito fazendo uso da coluna divulgada.

Descrição Detalhada

[00015] Por ter um turbilhonador localizado em uma distância a partir da entrada de gás, o volume disponível para contato se torna maior, o que proporciona um aumento substancial do tempo médio de residência na zona de contato e, conseqüentemente, da taxa de transferência de massa de gás/líquido volumétrica.

[00016] O turbilhonador está localizado em uma distância a partir da entrada de gás de 50 a 90% do comprimento total da zona de contato e de separação, de preferência de 60 a 90%, mais de preferência de 65 a 85%.

[00017] A taxa de transferência de massa de gás/líquido volumétrica pode ser adicionalmente melhorada assegurando que a zona de contato tenha uma área de seção transversal maior do que a uma ou mais zonas de separação na unidade em questão. A área da seção transversal é a área da superfície da seção feita por um plano cortando o meio da zona em questão em um ângulo reto com o eixo geométrico mais longo da célula de contato e de separação. O meio de uma zona é tomado no sentido do eixo geométrico mais longo da zona de contato e de separação em conjunto.

[00018] A área da seção transversal da zona ou zonas de separação da unidade em questão é a soma das áreas de seção transversal de todas as zonas de separação em conexão fluida com a zona de contato em questão.

[00019] Se a área de seção transversal da zona de contato for maior do que a uma ou mais zonas de separação, a velocidade de fluxo do gás na zona de contato será normalmente menor do que a velocidade do fluxo na zona de separação. Enquanto as velocidades de fluxo mais baixas resultam em melhoria da transferência de massa na zona de contato, as velocidades de fluxo mais rápidas na zona de separação resultam em melhor separação. A velocidade de fluxo pode ser representada pela densidade de Souders-Brown corrigida pelo fator de carga de gás Cs = Ugás * (pgás/(piíquido - pgás))1/2.

[00020] Para obter uma boa separação centrífuga no turbilhonador este fator pode, por exemplo, estar na faixa de 0,3 m/s < Cs < 1,5 m/s. Essas velocidades são muito altas, especialmente em comparação com os dispositivos regulares de contato da técnica anterior (por exemplo, com pratos ou acondicionamentos), que tipicamente operam em um fator Cs abaixo de 0,1 m/s. Na zona de contato, tais velocidades de fluxo levariam a tempos de contato de gás/líquido muito curtos e baixas taxas de transferência de massa. Devido à área da seção transversal maior na zona de contato, a velocidade do fluxo pode ser substancialmente mais baixa. A velocidade de fluxo do gás na zona de contato pode normalmente ser no máximo de 90%, de preferência, no máximo, 80% ou mesmo mais de preferência, no máximo, 50% da velocidade do fluxo na zona de separação.

[00021] Uma vantagem adicional de uma área da seção transversal maior para a zona de contato é que proporciona espaço para uma área de entrada de gás maior e uma área de entrada de líquido maior, o que irá reduzir a perda de pressão para o gás e o líquido a entrar na zona de contato e, assim, levar a uma taxa mais elevada de sucção de líquido, ao mesmo tempo em que contribui para uma melhor transferência de massa.

[00022] Uma outra vantagem da presente invenção é que ela permite o reciclo do líquido em uma unidade de contato e de separação o que faz com que exista a flexibilidade no volume de líquido fresco a ser enviado para a unidade em questão.

[00023] Em uma forma de realização específica, os tubos descendentes dos pratos podem ser posicionados de forma deslocada em relação aos tubos descendentes de um prato seguinte, por exemplo, alternadamente em lados opostos das células adjacentes, em que a descarga de líquido de uma célula de contato e de separação superior forma o suprimento de líquido de uma célula de contato e de separação inferior. O líquido que flui para o tubo descendente de uma célula superior flui para dentro da célula subjacente onde é distribuído mais uma vez até que flui para o próximo tubo descendente.

[00024] As expressões "a montante" e "a jusante" são usadas em relação com o turbilhonador.

[00025] A área da seção transversal da zona de contato pode ser por exemplo, pelo menos 30% maior do que a área da seção transversal de uma zona de separação única, mais especificamente pelo menos 50%, mais de preferência pelo menos 80%, mais de preferência pelo menos 100%.

[00026] De preferência, a área da seção transversal de uma zona de contato é de pelo menos 5% maior do que a área da seção transversal de todas as zonas de separação pertencentes à mesma unidade que esta zona de contato, mais especificamente, pelo menos, 8%, mais de preferência pelo menos 10%. Mais de preferência, a área da seção transversal de uma zona de contato é no máximo 50% maior do que a área da seção transversal de todas as zonas de separação pertencentes à mesma unidade que esta zona de contato.

[00027] Além disso, o volume de uma zona de contato, de preferência é pelo menos 50% maior do que o volume de todas as zonas de separação em comunicação fluida direta com a zona de contato em questão, mais especificamente pelo menos 80%, mais de preferência pelo menos 100% maior.

[00028] Os tubos descendentes em uma borda do prato podem compreender um vertedor, cujo vertedor e borda estão espaçadas a partir da parede da coluna para definir a descarga de líquido para líquido transbordando o vertedor. O vertedor pode ser parte do prato, ou pode ser uma parte separada. Em uma forma de realização alternativa, o tubo descendente pode, por exemplo, ser um tubo ou qualquer outro tipo adequado de duto. O prato pode ter um ou mais tubos descendentes do mesmo ou de diferentes tipos.

[00029] A zona de contato é provida com uma ou mais entradas para o suprimento de líquido no fluxo de gás a um nível abaixo da extremidade superior do tubo descendente. Em uso, as entradas de líquido estão submersas no líquido no prato, isto é, as entradas de líquido encontram-se abaixo do nível do líquido de operação normal. De preferência, as entradas de líquido estão em ou perto das aberturas de fluxo de gás na placa de base do prato, com maior preferência as entradas de líquido são cobertas pelas entradas de gás. As entradas de líquido podem ser, por exemplo, fendas ou orifícios circulares, quadrados ou triangulares ou de qualquer forma alternativa desejada.

[00030] Opcionalmente, os meios de distribuição de líquido podem ser usados para distribuir o líquido sobre a área das aberturas de fluxo de gás no prato. Desta forma, o líquido é não só introduzido perifericamente no fluxo de gás, mas uma distribuição mais igualitária de líquido é obtida sobre a área de fluxo de gás total. Verificou-se que isto aumenta substancialmente a taxa de transferência de massa. Além disso, maiores aberturas de fluxo de gás e zonas de contato com áreas transversais maiores podem ser utilizadas, mantendo as taxas de transferência de massa altas. Exemplos de meios de guia que podem ser aplicados são as aletas ou calhas, por exemplo, com uma seção transversal retangular, semicircular ou em forma de V.

[00031] O turbilhonador pode ser, por exemplo, um conjunto de aletas conferindo um movimento de rotação para a mistura de gás/líquido. Por este movimento de rotação as gotículas de líquido da mistura de gás/líquido são arremessadas para fora, para colidir e coalescer com a superfície interior do duto.

[00032] Em uma forma de realização específica a zona de contato é de tal modo que a sua seção transversal é um quadrado ou retângulo. De preferência, a zona de contato pode ter a forma de uma caixa, portando uma ou mais zonas de separação tubulares, como, por exemplo, zonas de separação cilíndricas ou cônicas. Devido à forma de caixa, as zonas de contato podem ser dispostas próximas umas das outras, utilizando uma elevada percentagem do espaço disponível na respectiva célula.

[00033] De preferência, a saída de gás da extremidade superior da zona de separação é delimitada por um defletor de fluxo de líquido.

[00034] Opcionalmente, o defletor de fluxo do líquido compreende uma saia de retorno que tem uma seção transversal radial em forma de U, com um lado aberto disposto ao longo de uma borda superior da zona de separação. Devido ao impacto centrífugo do turbilhonador, o líquido transportado pelo gás que passa é recolhido na parede interior cilíndrica ou cônica da zona de separação, onde flui para cima sob a influência do fluxo de gás que passa. Na extremidade superior da zona de contato, o gás escoa para cima através da saída, enquanto o líquido separado é desviado pela saia de retorno para fluir para baixo de novo fora da zona de contato.

[00035] Em uma forma de realização específica, a área da seção transversal das zonas de contato em conjunto ocupa a maior parte da superfície do prato, tipicamente, pelo menos 60%, mais especificamente pelo menos 70%, e de preferência pelo menos 80%. A este respeito, a área da seção transversal das zonas de contato se refere à seção transversal de união de todas as zonas de contato ligadas no prato em questão. A área da seção transversal das zonas de separação não é levada em conta.

[00036] A alta densidade de zonas de contato e de separação reduz a sensibilidade à inclinação e movimento induzidos pelo movimento do mar, o que torna este dispositivo muito adequado para aplicações flutuantes. O comportamento de fluidos no interior das zonas de contato e de separação é praticamente independente do movimento externo e é dominado pela alta vazão de gás no interior da zona de contato e de separação. A formação de ondas, devido à inclinação ou movimento pode ocorrer na superfície do líquido entre as zonas de contato e de separação. No entanto, devido ao espaço limitado entre as zonas de contato e de separação, as ondas não podem evoluir, uma vez que as zonas de contato e de separação vão amortecer a formação das ondas.

[00037] Quando as ondas se desenvolvem devido à inclinação ou movimento, o nível do líquido no prato irá variar, mas o impacto permanece muito pequeno, enquanto a altura da onda for relativamente pequena em comparação com o nível médio de líquido no prato. O nível do líquido no prato pode ser ainda aumentado através do aumento da altura do vertedor, e opcionalmente também o espaçamento do prato. As alturas do vertedor (até 700 mm), que são como um fator de 10, maior do que em Pratos regulares foram testadas com sucesso para esta finalidade.

[00038] A uma ou mais pratos de contato e de separação podem formar uma parte separada ou integral da coluna de contato e de separação. O prato compreende uma placa de base com um determinado número de aberturas de fluxo de gás que se abre para uma ou mais unidades de contato e de separação posicionadas sobre um lado superior da placa de base. Em uma forma de realização específica, cada unidade de contato e de separação compreende uma zona de contato a montante com entradas de líquido, cujas entradas de líquido de preferência estão dentro do escopo das aberturas de fluxo de gás, uma ou mais zonas de separação a jusante fornecida com um turbilhonador e uma extremidade superior com uma saída de gás rodeada por um defletor de fluxo do líquido; em que a zona de contato tem uma área de seção transversal maior do que a zona de separação.

[00039] O prato pode compreender um vertedor em uma ou mais extremidades do prato, cujo vertedor pode ser parte da próprio prato, ou pode ser uma peça separada ou parte da parede da coluna.

[00040] Em uma forma de realização exemplar específica do prato, as zonas de contato e de separação compreendem uma zona de contato em forma de caixa que se abre para uma ou mais zonas de separação tubulares, geralmente zonas de separação cilíndricas e/ou cônicas.

[00041] A zona de contato pode estar vazia, permitindo o fluxo livre de gás que passa, ou pode total ou parcialmente conter um material de acondicionamento, tais como material de placa ondulada e/ou material de malha de arame. Tal material de acondicionamento aumenta o tempo de residência do líquido na zona de contato e, consequentemente, tal acondicionamento suporta ainda mais a transferência de massa.

[00042] A coluna da presente invenção vai ainda ser proporcionada com uma entrada de líquidos, uma saída de líquido, uma entrada de gás e uma saída de gás.

[00043] A coluna de contato e de separação divulgada pode ser utilizada para um processo para o tratamento de gás com um líquido. Para este fim, o gás é introduzido nas zonas de contato e de separação através das aberturas de fluxo de gás, durante o tratamento de líquido na entrada de líquido em uma célula de contato e de separação mais baixa de uma coluna de contato e de separação.

[00044] O processo pode ser usado, por exemplo, para o tratamento de gases que compreendem água, dióxido de carbono e/ou sulfeto de hidrogênio, tal como gás natural ou gás de xisto. Se essencialmente a água é removida, o processo é geralmente chamado de desidratação. Mais de preferência, o processo é usado para a remoção de dióxido de carbono e/ou sulfeto de hidrogênio.

[00045] O gás natural é uma mistura de hidrocarboneto gasoso contendo uma quantidade substancial, de preferência, constituído por, pelo menos, 40% em peso, especificamente pelo menos 50% em peso, mais especificamente de 60 a 95% em peso, de metano. É habitual liquefazer gás natural temporariamente para facilidade de armazenamento ou transporte. Para preparar o gás natural para liquefação, é tratado para remover componentes que congelam em condições de liquefação ou que seriam prejudiciais para os equipamentos de liquefação, tal como a água, o sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono. Os líquidos para o tratamento do gás podem ser qualquer líquido conhecido por ser adequado para esta finalidade. Tipicamente, os líquidos para a remoção de compostos indesejados que contêm água, glicóis, metanol e/ou aminas, mais especificamente serão soluções aquosas de uma ou mais aminas, mais especificamente alquilaminas, mais especificamente um ou mais compostos escolhidos a partir do grupo que consiste em monoetanolamina, dietanolamina, metildietanolamina, diisopropanolamina e aminoetoxietanol.

[00046] A transferência de massa pode ainda ser melhorada através da adição de compostos conhecidos como aceleradores, que aumentam ainda mais a velocidade de produto químico e/ou interação física entre o gás natural e o líquido de tratamento. A transferência de massa pode ser ainda mais aumentada pelo uso de uma temperatura mais elevada, por exemplo, até no máximo 30 ° C acima da temperatura normal de operação.

[00047] Uma outra vantagem da mistura intensa que ocorre na zona de contato da presente invenção é o aumento da seletividade para a remoção de contaminantes que têm uma taxa de absorção mais elevada para o líquido. A mistura intensa, por exemplo, tende a favorecer a absorção do sulfeto de hidrogênio em relação ao dióxido de carbono que é altamente vantajosa no tratamento de gás natural. O processo apresentado geralmente é projetado para gerar metano quase puro.

[00048] O processo também pode ser utilizado para o tratamento de outros gases ou para remoção ou fracionamento, se assim for desejado.

[00049] A invenção irá agora ser descrita a título de exemplo em maior detalhe, com referência aos desenhos, em que

[00050] A Figura 1 mostra esquematicamente em uma vista plana, uma coluna de contato e de separação da invenção;

[00051] A Figura 2 mostra a coluna da Fig. 1 em uma seção transversal longitudinal ao longo da linha A-A na Figura 1;

[00052] A Figura 3 mostra uma seção do interior da coluna da Figura 1 em vista em perspectiva;

[00053] A Figura 4 mostra uma vista em perspectiva diferente da seção mostrada na Figura 3.

[00054] As Figuras 1 a 4 mostram uma coluna de contato e de separação 1, que compreende uma parede de coluna 2 que encerra uma pilha de duas células de contato e de separação 3. Cada célula 3 compreende um prato 4, com uma placa de base 5 fornecida com um número de aberturas de fluxo de gás 6 que se abre em uma respectiva unidade de contato e de separação 7 posicionada no lado superior do prato 4. Cada unidade de contato e de separação 7 compreende uma zona de contato a montante em forma de caixa 8, 9 e zonas de separação cilíndricas 10 na parte superior da zona de contato 8, 9. As zonas de contato em forma de caixa 8, 9 incluem uma caixa média maior 8 e duas caixas menores 9 flanqueando a caixa média maior. A zona de contato do meio maior 8 porta uma fileira de três zonas de separação 10, enquanto que as duas menores portar apenas duas zonas de separação 10, como mostrado na Figura 1. Desta forma, a área da seção transversal de cada uma das zonas de contato 8, 9 é maior do que as áreas transversais conjuntas das zonas de separação 10 em conexão fluida com uma única zona de contato. Na medida em que a zona de contato, além disso, é muito mais elevada do que as zonas de separação, o volume da zona de contato é muito maior do que o volume das zonas de separação 10, em conexão fluida com uma única zona de contato.

[00055] Em suas extremidades inferiores, as unidades de contato e de separação 7 compreendem um conjunto de placas verticais paralelas 11 ligando em ponte as aberturas de fluxo de gás 6 e espaçando a zona de contato 8, 9 da placa de base 5. O gás pode fluir através das aberturas de fluxo de gás 6 via o espaço entre as placas verticais 11, nas zonas de contato 8, 9. As placas verticais 11 definem entradas 12 para o líquido presente na célula 3.

[00056] As zonas cilíndricas de separação 10 são fornecidas com um turbilhonador 13 dentro da sua extremidade inferior. A extremidade superior 14 da zona de separação forma uma saída de gás, que é delimitada por um defletor de fluxo de líquido 15 formado por um anel com uma seção transversal radial em forma de U com o lado aberto disposto ao longo da borda superior da zona de separação 10.

[00057] O prato 4 compreende ainda uma borda com um vertedor, que está afastada da parede da coluna 2 para definir uma descarga de líquido 17 para descarregar o líquido que transborda o vertedor para uma célula inferior 3. A altura do vertedor determina o nível de líquido presente na célula 3. No lado inferior do prato 4, o vertedor se estende a uma distância acima da placa de base 5 do prato inferior 4. Esta distância corresponde à altura das placas verticais 11. Desta forma, o vertedor e a seção adjacente da parede da coluna 2 definem um tubo descendente 16, que serve como um suprimento de líquido 17 para a próxima célula 3 abaixo.

[00058] Os pratos 4 na coluna 1 estão dispostas em uma posição espelhada em relação às pratos superiores ou inferiores adjacentes. Como resultado, o vertedor de cada prato 4 é colocada em um lado da coluna, que é oposto ao lado em que está disposto o vertedor de um prato 4, acima ou abaixo. Com uma tal disposição, o vertedor de cada prato 4 forma um tubo descendente 16, o suprimento de líquido para o lado inferior da célula 3. Em formas de realização alternativas, outros tipos de tubos descendentes, tais como tubos, podem também ser usados.

[00059] O líquido flui para baixo a partir de um tubo descendente 16 para dentro de uma célula 3, em que o líquido é recolhido até que atinja o nível da borda superior do vertedor. Enquanto isso, o gás flui na direção indicada pela seta A na Figura 2. O gás flui através das aberturas de fluxo de gás 6 para cima para dentro da célula 3, através das zonas de contato 8, 9 e das zonas de separação 10 para dentro das aberturas de fluxo de gás 6 de um lado superior da célula 3. Nas entradas de líquido 12 das zonas de contato 8, 9, o líquido é forçado a fluir para dentro da zona de contato 8, 9 por uma força hidrostática e uma força de sucção exercida pelo fluxo de gás que passa. Estas forças são compensadas por uma força contrária resultante da queda de pressão no fluxo de gás, devido ao estreitamento da área da seção transversal. O líquido irá gradualmente entrar na zona de contato 8, 9 e ser disperso no fluxo de gás que passa. Devido às placas verticais 11, o líquido não somente entra no fluxo de gás na periferia da zona de contato, mas ao longo de uma área maior do fluxo de gás, o que resulta em uma melhor transferência de massa de líquido no fluxo de gás. A zona de contato 8, 9 é relativamente elevada, o que contribui para um contato mais intenso entre o líquido e gás. Ao passar no turbilhonador 13, o fluxo de gás é submetido a uma força centrífuga. Como um resultado, o líquido transportado pelo fluxo de gás vai ser arrastado contra a parede interior da zona de separação 10 e empurrado para cima pelo fluxo de gás que passa. O fluxo de gás sai da zona de separação 10 através da saída 14. O líquido separado atingindo a borda superior da zona de separação 8 é desviado pela saia de retorno 15 para o lado externo da parede cilíndrica, onde flui para baixo, de volta para dentro do líquido da célula 3.

Claims

1. Coluna de contato e de separação (1), compreendendo uma parede de coluna (2) que encerra uma pilha de uma ou mais células de contato e de separação, em que cada célula de contato e de separação compreende:- um suprimento de líquido (17) para suprir líquido para as células de contato e de separação, e- um tubo descendente (16) que define uma descarga de líquido;- um prato (4) com um número de aberturas de fluxo de gás (6) que se abre para uma ou mais unidades de contato e de separação (7), posicionadas em um lado superior do prato (4), prato (4) sendo adaptado para reter uma camada do líquido;em que cada uma das unidades de contato e de separação (7) compreende uma zona de contato a montante (8, 9) definido por placas verticais conectadas ao prato e posicionadas para receber gás que flui através das aberturas de fluxo de gás, em que as placas verticais têm entradas de líquido (12) localizadas perto do prato e em que as entradas de líquido fornecem fluxo de líquido da camada do líquido para a zona de contato a montante, euma ou mais zonas de separação a jusante (10), cada uma definido por um corpo e que está conectado às extremidades superiores das placas verticais da zona de contato a montante para estar em comunicação fluida com a zona de contato a montante, em que cada corpo tem uma extremidade inferior fornecidas com um turbilhonador (13) e uma extremidade superior, definindo uma saída de gás (14);a zona de contato (8, 9) de cada unidade de contato e de separação (7) possuindo uma área de seção transversal maior do que a uma ou mais zonas de separação (10) correspondente;caracterizada pelo fato de que o turbilhonador (13) está localizado em uma distância a partir dos pratos (4) de 50 a 90% do comprimento total da célula de contato e de separação.

2. Coluna de contato e de separação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a zona de contato a montante definida pelas placas verticais tem um volume de zona de contato, em que cada zona de separação a jusante definida por seu corpo tem um volume de zona de separação, em que o volume da zona de contato é pelo menos 50% maior do que a soma dos volumes das zonas de separação, das zona de separação a jusante associada com a zona de contato a montante.

3. Coluna de contato e de separação de acordo a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a seção transversal da zona de contato (8, 9) é um quadrado ou retângulo.

4. Coluna de contato e de separação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma unidade de contato e de separação (7) compreende uma única zona de contato (8, 9) e uma pluralidade de zonas de separação (10).

5. Coluna de contato e de separação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a saída de gás (14) é delimitada por um defletor de fluxo do líquido (15).

6. Coluna de contato e de separação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os defletores de fluxo de líquido (15) compreendem uma saia de retorno que tem uma seção transversal radial em forma de U, com um lado aberto disposto ao longo de uma borda superior da zona de separação (10).

7. Coluna de contato e de separação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma parte das zonas de contato (8, 9) é preenchida com um material de acondicionamento.

8. Coluna de contato e de separação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os tubos descendentes (16) em células adjacentes são desviados em relação uns aos outros e em que a descarga de líquido de uma célula de contato e de separação superior forma um suprimento de líquido de uma célula de contato e de separação inferior.

9. Coluna de contato e de separação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que em uma borda do prato (4), os tubos descendentes (16) compreendem um vertedor, em que o vertedor e parede da coluna (2) definem uma descarga de líquido.

10. Coluna de contato e de separação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as unidades de contato e de separação (7) compreendem uma zona de contato em forma de caixa (8, 9) que se abre para uma ou mais zonas de separação tubulares (10).

11. Processo para o tratamento de gás com um líquido, o processo caracterizado pelo fato de que compreende introduzir o gás na entrada de gás (6) e o líquido na entrada do líquido (12) em uma célula de contato e de separação inferior (3) de uma coluna de contato e de separação (1) como definida na reivindicação 1.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a velocidade de fluxo do gás na zona de contato (8, 9) é menor do que a velocidade do fluxo na zona de separação (10).

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o gás é gás natural.