BR112020012240B1

BR112020012240B1 - Bandeja distribuidora com compartimentos e chaminés de gás de mesma forma para coluna de contato gás/líquido offshore

Info

Publication number: BR112020012240B1
Application number: BR112020012240-8A
Authority: BR
Inventors: Manel Fourati; Pascal Alix; Philippe BEARD; Yacine HAROUN
Original assignee: IFP Energies Nouvelles
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2023-09-26
Also published as: CN111787988B; FR3075064B1; CN111787988A; FR3075064A1; AU2018386896B2; WO2019120937A1; BR112020012240A2; AU2018386896A1; US20200338470A1; US11534699B2

Abstract

a presente invenção refere-se a uma bandeja distribuidora (100) para coluna de contato entre um gás (g) e um líquido (l), que compreende uma pluralidade de compartimentos definidos em uma face da bandeja por divisórias (104) secantes perfuradas (105) para permitir o escoamento de uma parte do líquido entre compartimentos adjacentes. cada compartimento compreendendo pelo menos um meio para a passagem do líquido através da bandeja ou uma chaminé (102) saliente da bandeja para a passagem exclusiva do dito gás (g) através da bandeja. a forma da chaminé é idêntica à forma do compartimento que a contém, e a chaminé compreende um volume interno pelo menos igual ao volume do compartimento que a contém.

Description

Domínio da invenção

[0001] A presente invenção refere-se ao domínio das bandejas para colunas de contato gás/líquido, e mais especialmente às colunas offshore notadamente utilizadas em unidades de tratamento de gás, de captação do CO2, de desidratação de um gás ou ainda de destilação. Contexto geral

[0002] As unidades offshore de tratamento de gás ou de captação do CO2 por lavagem com aminas compreendem colunas de absorção e de regeneração de fluidos, líquido ou gasoso. Essas colunas de absorção e de regeneração funcionam em escoamento gás/líquido em contracorrente ou em co-corrente e são instaladas em barcos, barcaças flutuantes ou plataformas offshore, por exemplo de tipo FPSO (do inglês Floating Production Storage and Offloading que significa plataforma de produção, de estocagem e de descarregamento), ou do tipo FLNG (do inglês Floating Liquefied Natural Gas que significa plataforma de gás natural liquefeito). Em barcaças flutuantes, são também instaladas colunas de destilação ou colunas de desidratação de gás.

[0003] Na presente descrição, são designadas indiferentemente essas colunas de troca de matéria e/ou de calor entre um gás e um líquido como colunas de troca gás/líquido ou colunas de contato gás/líquido.

[0004] As colunas utilizadas nessas unidades offshore de tratamento de gás, de captação de CO2, de destilação ou de desidratação de um gás funcionam geralmente baseadas no princípio de uma troca de matéria e/ou de calor entre o gás e o fluido que circulam dentro das colunas.

[0005] Quando se trata de retirar contaminantes presentes no gás, como o CO2, o hidrogênio sulfurado (H2S), o oxissulfeto de carbono (COS), a água, por processos de lavagem do gás com um líquido, é utilizadas geralmente colunas de contato gás/líquido verticais, que lavam uma corrente de gás ascendente em circulação em contracorrente de uma corrente líquida descendente. Assim, os contaminantes do gás são retidos pelo líquido por ocasião da subida do gás dentro da coluna com velocidades de absorção variáveis. No âmbito da eliminação de contaminantes dentro de um gás, são entendidas também por coluna de contato gás/líquido vertical as colunas de regeneração, nas quais os solventes (líquidos) carregados em contaminantes são depurados por contato com um gás, que favorece a extração dos contaminantes presentes na solução carregada em contaminantes. As unidades são geralmente compostas por duas colunas de contato gás/líquido, uma consagrada à absorção dos contaminantes, tais como compostos ácidos sob a forma gasosa, pelo solvente que escoa ao longo da coluna de absorção também chamada de “absorvedor”, a outra consagrada à regeneração (“regenerador”) do solvente rico, isto é, o solvente que contém os contaminantes proveniente do absorvedor, por exemplo, por aporte de calor sob a forma de colocação em ebulição do dito solvente, de maneira a depurar completamente o solvente que é nesse caso reutilizado no absorvedor. Esse solvente regenerado é também chamado de solvente pobre.

[0006] Existe uma grande variedade de tipos de colunas de contato gás/líquido.

[0007] A figura 1 representa uma realização possível de uma coluna de contato gás/líquido utilizada em uma unidade de tratamento de gás, por exemplo, no âmbito da absorção de compostos ácidos contidos no gás pelo líquido, que é uma solução aquosa de aminas. Trata-se de uma coluna de contato gás/líquido vertical que compreende artefatos internos de contato do tipo embalagens à granel e/ou embalagens estruturadas, executada sob a forma de vários leitos, e que compreende meios de redistribuição intermediária do fluxo de líquido entre os leitos de empacotamento das embalagens.

[0008] As embalagens ditas à granel e as embalagens ditas estruturadas formam as duas grandes famílias de embalagens disponíveis atualmente. Uma embalagem do tipo à granel é constituída por uma multiplicidade de elementos sólidos singulares, possivelmente idênticos e geralmente de tamanho moderado (da ordem de centímetros), colocados à granel dentro das bandejas de contato, enquanto uma embalagem do tipo estruturado é geralmente formada por chapas metálicas conformadas e dispostas de maneira especial.

[0009] Tal como representada na figura 1, a coluna de contato gás/líquido 1 contém embalagens, a granel e/ou estruturado, distribuído em vários leitos (bandejas) de contato 7 ou seja, empacotadas em vários leitos. Cada leito de contato com embalagens corresponde a uma seção de absorção 6 da coluna na qual é efetuada preferencialmente a troca de calor e/ou de matéria pela colocação em contato do líquido L e do gás G dentro da embalagem. A coluna de contato 1 recebe o fluido gasoso GFA a tratar, que contém compostos ácidos a eliminar, por uma primeira entrada no fundo de coluna, e o solvente pobre LSP (solução líquida de amina(s)) por uma segunda entrada no topo de coluna. O fluido gasoso a tratar GFA é geralmente introduzido no fundo de coluna com o auxílio de um distribuidor de gás 2 que permite uniformizar do melhor modo possível o perfil de velocidade do gás ascendente no conjunto da seção inferior do leito de contato com embalagens 7 a fim de melhorar os desempenhos de funcionamento da coluna. A coluna de contato 1 fornece o fluido gasoso tratado GFT, depurado de uma parte dos compostos ácidos, por uma primeira saída no topo de coluna, e o solvente rico, carregado com uma parte dos compostos ácidos contidos no fluido gasoso a tratar, por uma segunda saída no fundo de coluna. A transferência dos compostos ácidos do fluido gasoso para o solvente líquido é operada via a colocação em contato estreito da fase líquida descendente e da fase vapor ascendente dentro da coluna, ao nível dos leitos de embalagens 7. Os leitos de embalagens 7 são compostos por elementos sólidos que apresentam uma grande superfície de contato, sobre a qual o líquido é distribuído de maneira uniforme e escoa para baixo, o que favorece o contato com a fase vapor ascendente, e permite assim transferir eficazmente matéria e/ou calor entre os dois fluidos.

[0010] Para todos os tipos de embalagens, a fim de dispor de toda a superfície desenvolvida pelo interno de transferência convém que cada um dos fluxos que evoluem em contracorrente escoe da maneira mais uniforme possível sobre o conjunto da seção da coluna, e dos internos de contato da coluna. Com essa finalidade, o solvente pobre SP, no topo de coluna, é injetado de maneira uniforme sobre a seção do leito de embalagens de topo 7, com o auxílio do distribuidor de gás 2. Em geral, o distribuidor de gás 2 disposto no fundo da coluna coleta também o líquido LSR que pode em seguida ser extraído no fundo de coluna 1. O líquido LSR é geralmente coletado em uma zona de coleta de líquido prevista no distribuidor de gás 2, a dita zona sendo classicamente ligada ao fundo da coluna por pernas que desembocam em uma zona de guarda de líquido de onde é retirado o líquido para fora da coluna 1.

[0011] A coluna 1 compreende também uma pluralidade de sistemas de coleta e de redistribuição de líquido 4, 5 entre os leitos de embalagens 7. A coluna 1 representada compreende assim dois tais sistemas de coleta e de redistribuição de líquido 4, 5, cada um deles sendo posicionado entre dois leitos de embalagens 7, que permitem por um lado coletar o líquido descendente que provém do leito de embalagens superior e distribuir o dito líquido sobre o leito de embalagens inferior, e por outro lado distribuir uniformemente o gás que provém do leito de embalagens inferior sobre o leito de embalagens superior. Essa configuração é especialmente bem adaptada quando uma grande altura de contato gás/líquido é exigida. Esses sistemas de coleta e de redistribuição de líquido intermediários, aqui instalados entre dois leitos de embalagens 7, podem ser de diferentes tipos, como por exemplo sistemas que compreendem uma bandeja coletora de líquido 4 que compreende chaminés para a passagem do gás, associada a um distribuidor 5 que compreende um conduto vertical que desemboca em uma pluralidade de aspersores (tubos horizontais munidos de orifícios ou de bicos) para a distribuição do líquido coletado na bandeja 4. Outros tipos de sistema de coleta e de redistribuição de líquidos intermediários podem ser utilizados, tais como bandejas com chaminés (“chimney trays” em inglês), como ilustrado nas figuras 2 e 4. Essas bandejas com chaminés podem também ser utilizadas como distribuidor de líquido 3 no topo de coluna.

[0012] As bandejas equipadas com chaminés podem ser de diferentes tipos, e posicionadas de acordo com diferentes configurações. Diferentes variantes de bandejas distribuidoras são expostas notadamente nos pedidos de patente e patentes seguintes: US6338774B, US20040202238A, US6149136A e US5752538A.

[0013] Um exemplo de uma bandeja com chaminés é ilustrado na figura 2. A bandeja 30 é um exemplo de bandeja distribuidora de líquido padrão utilizada em uma tal coluna. A bandeja 30 compreende chaminés 32 para a distribuição do gás G, salientes sobre uma face da bandeja. As chaminés 32 são por exemplo dispostas sobre a bandeja de acordo com um passo dado P. A distribuição do líquido L é feita pela passagem do líquido em orifícios 31 posicionados sobre a bandeja 30 entre as chaminés 32. Cada chaminé 32 permite a passagem do gás, de acordo com o modo de funcionamento em contracorrente ou em co- corrente, da parte baixa da coluna para a parte alta da coluna1 ou então da parte alta para a parte baixa. Na figura 2, um modo de funcionamento em contracorrente é representado (líquido L descendente e gás G ascendente). As chaminés 32 se elevam perpendicularmente à bandeja 30. Cada chaminé 32 é formada por pelo menos uma parede que delimita um volume interno aberto de um lado e de outro da bandeja. A chaminé 32 pode ter uma forma cilíndrica, como ilustrado na figura 2, ou ser formada por várias paredes e ter a forma de um paralelepípedo. A chaminé 32 pode ser equipada com um chapéu (não representado) disposto acima da abertura de escapamento ou de admissão do gás da chaminé (de acordo com o modo de funcionamento em contracorrente ou em co-corrente), a fim de evitar que o líquido passe parra dentro da chaminé 32. Essa abertura de escapamento ou de admissão do gás pode também ser posicionada de maneira a evitar que o líquido entre na chaminé, sendo para isso por exemplo, disposta ortogonalmente a um eixo Z que atravessa as chaminés de acordo com a altura H das mesmas. O objetivo da bandeja distribuidora 30 é o de distribuir o líquido L de maneira homogênea sobre um contactor gás/líquido 7 situado embaixo na coluna 1, tal como ilustrado na figura 1. Uma tal bandeja 30 pode também ter como função a de distribuir o gás de maneira homogênea na base de um contactor gás/líquido 7 situado acima da dita bandeja 30 na coluna 1, no caso em que a bandeja 30 seja um dispositivo intermediário situado entre dois contactores gás/líquido 7 (papel do dispositivo de coleta e de redistribuição de líquido (4, 5 da figura 1).

[0014] No caso em que as colunas de contato gás/líquido consideradas são offshore, em especial posicionadas sobre estruturas flutuantes, por exemplo, de tipo barco, plataforma ou ainda barcaça, essas últimas são sensíveis ao movimento das ondas. Devido a isso, os equipamentos instalados nessas colunas, e notadamente as bandejas distribuidoras gás/líquido são submetidas a movimentos de ondas que compreendem até seis graus de liberdade (“oscilação, arfagem, balanço transversal, balanço vertical, balanço, impulso”).

[0015] A título indicativo, o ângulo associado à combinação das oscilações de arfagem e de balanço transversal é da ordem e +/- 5° com um período que vai de 15 a 20 s. As ordens de grandeza das acelerações longitudinal, transversal e vertical encontradas dentro da coluna variam respectivamente entre 0,2/0,7/0,2 m/s2 a 6 m acima da ponte sobre a qual é disposta a coluna e 0,3/1,2/0,3 m/s2 a 50 m acima da ponte.

[0016] Nessas condições, o funcionamento das bandejas distribuidoras clássicas equipadas com chaminés, tal como ilustrado na figura 2, pode ser bastante perturbado. Por preocupação com a simplificação, as chaminés da bandeja 30 não estão representadas na figura 3. De fato, o funcionamento dessas distribuidoras é principalmente por gravidade, uma guarda de líquido de altura homogênea “h” deve ser estabelecida sobre a bandeja distribuidora. O quadrado da velocidade de passagem do líquido pelos orifícios 31 da bandeja 30 é proporcional à altura da guarda líquida (UL2 W gh). Quando a bandeja 30 é inclinada sob o efeito da onda, tal como representado na figura 3, a altura da guarda de líquido não é mais uniforme sobre a bandeja distribuidora (h1 > h2, h1 e h2 sendo respectivamente as alturas de guarda líquida em duas posições diametralmente opostas da bandeja 30), o que provoca um desequilíbrio na distribuição do líquido na entrada do contactor gás/líquido 7 na coluna (UL1 >> UL2, UL1 e UL2 sendo respectivamente as velocidades de distribuição do líquido nas duas mesmas posições diametralmente opostas da bandeja). A qualidade de distribuição e portanto a eficácia da coluna é bastante impactada. Essa distribuição do líquido, se não for controlada, pode substancialmente degradar os desempenhos da coluna. Seria preciso uma guarda de líquido grande (cerca de 0,6 m de acordo com o diâmetro da coluna) para compensar esses efeitos, o que significa um aumento do volume e do peso não desejado para estruturas offshore.

[0017] A fim de evitar esse tipo de problemas, elementos de distribuição do líquido pouco sensíveis aos efeitos de horizontalidade foram empregados. Esses distribuidores são geralmente constituídos por um coletor e por um distribuidor distintos, ligados por um ou vários condutos verticais relativamente longos para que o distribuidor permaneça com carga quaisquer que sejam as condições de onda encontradas. Um exemplo de um tal sistema que dissocia a coleta do líquido e sua distribuição é ilustrado na figura 4. A bandeja coletora de líquido 40 compreende chaminés 42 para a passagem do gás. O sistema para a distribuição do líquido compreende pelo menos um conduto vertical 41 que liga a bandeja coletora 40 a uma pluralidade de aspersores 43 (tubos horizontais munidos de orifícios ou de bicos). Para condições de offshore flutuante, é geralmente esse tipo de sistema que assegura a coleta e a redistribuição do líquido que é privilegiado, por exemplo entre dois leitos de guarnecimento, essencialmente por duas razões: (1) ao minimizados os efeitos das oscilações do líquido na perna central e, (2) é buscada uma distribuição uniforme na direção do leito inferior. O ou os condutos verticais 41 são relativamente longos a fim de que o sistema distribuidor crie a altura estática suficiente quaisquer que sejam as condições de inclinação impostas pela onda e forneça a força motriz ao distribuidor. De fato, o conduto vertical é dimensionado de maneira a que a variação da altura de líquido devida a um defeito de horizontalidade seja amplamente inferior à altura do conduto de líquido que alimenta o sistema de distribuição. O pedido de patente US20040202238 descreve por exemplo em detalhes um tal sistema de distribuição de líquido. Esses distribuidores são portanto geralmente pouco sensíveis aos efeitos de movimentos de onda e geram uma boa qualidade de distribuição mas são muito volumosos: a altura dos mesmos pode ser de vários metros em certos casos.

[0018] Uma outra solução para esses problemas é descrita nos pedidos de patente FR 2771018 A e FR 2771019 A. Ela consiste em utilizar dois distribuidores (primário e secundário). Cada distribuidor é dividido em vários compartimentos nos quais o líquido se distribui. Graças a esses compartimentos, o líquido é melhor distribuído por ocasião da inclinação da coluna. No entanto, essa solução permanece volumosa pois ela necessita de dois distribuidores. Por outro lado, os compartimentos não se comunicam juntos, a distribuição do líquido nos compartimentos é equilibrada.

[0019] Uma outra solução conhecida, descrita na patente FR 2989595 B, consiste em utilizar uma bandeja distribuidora de líquido tal como representada na figura 5. Uma tal bandeja 50 é compartimentada, cada compartimento 53 compreendendo uma chaminé cilíndrica 52 para a passagem do gás e pelo menos um meio de distribuição do líquido de tipo orifício 51 ou chaminé. Os compartimentos que compreendem chaminés de gás e meios de passagem para o líquido têm uma forma de paralelepípedo retângulo. Os compartimentos servem de “barreira” quando a bandeja é inclinada. Assim, é mantida uma guarda de líquido relativamente homogênea mesmo com uma grande inclinação. Por outro lado, um escoamento de líquido é permitido entre os compartimentos 53 graças às divisórias 54 que formam os ditos compartimentos, que compreendem perfurações 55, de preferência posicionadas na base das divisórias. Dessa maneira o líquido pode escoar sobre a totalidade da superfície da bandeja 50 permitindo uma boa dispersão radial do líquido, e assegurando assim uma boa qualidade de distribuição do líquido sobre o contactor gás/líquido 7.

[0020] No entanto, a concepção e a realização de uma tal bandeja podem apresentar problemas, notadamente em razão da forma cilíndrica das chaminés que são inseridas em compartimentos em forma de paralelepípedo retângulo. Para distribuir bem o gás, as chaminés estão presentes em numerosos compartimentos, e ela retiram superfície útil para bem distribuir orifícios 51 e assegurar uma boa distribuição do líquido. Para minimizar esse prejuízo, as chaminés podem ser implantadas na proximidade das paredes dos compartimentos, mas nesse caso não é fácil proceder à conexão das chaminés cilíndricas se elas estão em contato com as paredes 54. Isso necessita de numerosos pontos de soldaduras e torna bastante complexa a realização com um impacto sobre o custo. A figura 6 representa uma vista parcial de um exemplo de compartimento que compreende uma chaminé 52, encimada por um chapéu 57 para impedir a passagem de líquido através da chaminé, e orifícios 51 para a passagem do líquido através da bandeja. No caso em que as chaminés cilíndricas são implantadas nos compartimentos sem contato com as paredes 54, elas vão obstruir um número grande de orifícios 51 de passagem do líquido, em detrimento da qualidade de distribuição do líquido. Esses problemas de concepção e de realização serão exacerbados para bandejas de grandes diâmetros, por exemplo de 4 ou 5 metros de diâmetro, que compreendem numerosos compartimentos e chaminés.

[0021] A presente invenção é um aperfeiçoamento da bandeja descrita na patente FR 2989595 B, que visa notadamente simplificar a concepção e a fabricação da bandeja ao mesmo tempo em que assegura uma boa distribuição do líquido via os meios de passagem do líquido que são por exemplo orifícios.

Objetivos e sumário da invenção

[0022] A presente invenção tem notadamente como objetivo fornecer uma bandeja distribuidora (de líquido e de gás) para coluna de troca de calor e/ou de matéria entre um gás e um líquido, de estrutura simples, e que permite uma boa qualidade de distribuição do líquido e uma boa dispersão do líquido sobre a bandeja, mesmo para grandes inclinações da bandeja impostas pelo meio marinho.

[0023] A presente invenção visa também simplificar a concepção e a fabricação de uma bandeja que compreende compartimentos munidos de chaminés para a passagem do gás através da bandeja e meios de passagem do líquido, adaptada para uma utilização em uma coluna offshore de troca de calor e/ou de matéria entre um gás e um líquido.

[0024] Assim, para atingir pelo menos um dos objetivos acima visados, dentre outros, a presente invenção propõe, de acordo com um primeiro aspecto, uma bandeja distribuidora para coluna de troca de calor e/ou de matéria entre um gás e um líquido, que compreende divisórias secantes que delimitam uma pluralidade de compartimentos sobre uma face da bandeja, as ditas divisórias compreendendo perfurações para permitir o escoamento de uma parte do líquido entre compartimentos adjacentes, cada compartimento compreendendo pelo menos um meio para a passagem do líquido através da dita bandeja ou uma chaminé saliente da dita face da dita bandeja para a passagem exclusiva do dito gás através da dita bandeja, a dita bandeja compreendendo uma pluralidade de meios para a passagem do líquido e uma pluralidade de chaminés, e na qual a forma da dita chaminé é idêntica à forma do compartimento que a contém e a dita chaminé compreende um volume interno pelo menos igual ao volume do compartimento que a contém.

[0025] De acordo com um modo de realização da invenção, cada chaminé ocupa um só compartimento.

[0026] De acordo com um modo de realização da invenção, cada chaminé ocupa vários compartimentos adjacentes.

[0027] De preferência, cada chaminé ocupa quarto compartimentos adjacentes.

[0028] De acordo com um modo de realização da invenção, os compartimentos têm um mesmo tamanho e uma mesma forma.

[0029] De acordo com um modo de realização da invenção, cada chaminé é circundada por pelo menos três compartimentos adjacentes à dita chaminé entre os quais o líquido circula via as divisórias perfuradas.

[0030] De acordo com um modo de realização da invenção, cada chaminé é circundada por todos os lados por compartimentos adjacentes à dita chaminé entre os quais o líquido circula via as divisórias perfuradas.

[0031] De acordo com um modo de realização da invenção, as divisórias são compostas por duas séries de divisórias, as divisórias de cada série sendo paralelas entre si e secantes às divisórias da outra série.

[0032] De acordo com um modo de realização da invenção, as chaminés têm uma seção de forma quadrada, retangular, de losango, hexagonal ou trapezoidal, e de preferência quadrada.

[0033] De acordo com um modo de realização da invenção, as chaminés são distribuídas de maneira regular sobre a face da bandeja de acordo com um primeiro passo dado, de preferência um passo triangular ou quadrado.

[0034] Vantajosamente, as perfurações são dispostas na base das divisórias.

[0035] De acordo com um modo de realização da invenção, as perfurações de duas divisórias paralelas que delimitam um mesmo compartimento não são alinhadas.

[0036] De acordo com um modo de realização da invenção, meios para a passagem do líquido são orifícios dispostos sobre a bandeja, de preferência regularmente distribuídos dentro de cada compartimento de acordo com um segundo passo dado, de preferência um passo triangular ou quadrado.

[0037] De acordo com um modo de realização da invenção, os meios de passagem do líquido são chaminés de passagem do líquido através da bandeja equipadas com pelo menos uma perfuração, as ditas chaminés de passagem do líquido sendo salientes sobre uma face da dita bandeja.

[0038] De acordo com um modo de realização da invenção, a bandeja compreende por outro lado um sistema de dispersão disposto sob a outra face da bandeja, o sistema de dispersão compreendendo um conjunto de aspersores ou de condutos perfurados dispostos paralelamente entre si.

[0039] De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção propõe uma coluna offshore de troca de calor e/ou de matéria entre um gás e um líquido que compreende pelo menos um contactor gás/líquido que coloca em contato o gás e o líquido, pelo menos uma primeira entrada de líquido, pelo menos uma segunda entrada de gás, pelo menos uma primeira saída de um fluido gasoso e pelo menos uma segunda saída de um fluido líquido, e a coluna compreendendo uma bandeja distribuidora de acordo com a invenção que permite a distribuição do líquido sobre o contactor gás/líquido e a distribuição do gás.

[0040] De acordo com um terceiro aspecto, a presente invenção propõe uma unidade de tratamento de gás ou de captação do CO2, por lavagem do gás por meio de uma solução absorvente, a solução absorvente contendo notadamente aminas, a unidade compreendendo pelo menos uma coluna offshore de acordo com a invenção, para permitir as trocas entre o gás e a solução absorvente.

[0041] De acordo com um quarto aspecto, a presente invenção propõe uma unidade de destilação de um líquido ou de desidratação de um gás, que compreende pelo menos uma coluna offshore de acordo com a invenção, para permitir as trocas entre o gás e o líquido.

[0042] De acordo com um quinto aspecto, a presente invenção propõe uma barcaça flutuante offshore, notadamente para a recuperação de hidrocarbonetos, que compreende uma unidade de tratamento de gás e/ou de captação de CO2 de acordo com a invenção ou uma unidade de destilação e/ou de desidratação de acordo com a invenção.

[0043] Outros objetos e vantagens da invenção aparecerão com a leitura da descrição que se segue de exemplos de realizações especiais da invenção, dados a título de exemplos não limitativos, a descrição sendo feita em referência às figuras anexas descritas abaixo.

Breve descrição das figuras

[0044] A figura 1, já descrita, é um esquema que ilustra um caso especial de uma coluna de contato gás/líquido para a absorção de compostos ácidos contidos em um gás por uma solução aquosa de amina, no âmbito de um tratamento de gás ou de uma captação de CO2, equipada com uma bandeja de acordo com a arte anterior ou de acordo com a invenção.

[0045] A figura 2, já descrita, ilustra uma bandeja com chaminés de acordo com o estado da arte para a distribuição do líquido e do gás.

[0046] A figura 3, já descrita, ilustra a bandeja com chaminés de acordo com a arte anterior da figura representada na posição inclinada.

[0047] A figura 4, já descrita, ilustra um exemplo de sistema de coleta e de distribuição de líquido de acordo com a arte anterior para uma utilização entre dois leitos de embalagens de uma coluna de contato gás/líquido, que compreende uma bandeja coletora de líquido com chaminés de gás ligado a um distribuidor de líquido formado por aspersores.

[0048] A figura 5, já descrita, é uma vista em perspectiva parcial de um exemplo de bandeja com chaminés compartimentada de acordo com a arte anterior.

[0049] A figura 6, já descrita, ilustra um exemplo de compartimento de uma bandeja de acordo com a arte anterior do tipo bandeja com chaminés compartimentada tal como ilustrada na figura 5.

[0050] A figura 7 ilustra esquematicamente uma vista em 3D de uma parte de uma bandeja de acordo com um outro modo de realização da invenção.

[0051] A figura 8 ilustra esquematicamente uma vista da parte de cima de uma parte de uma bandeja de acordo com um modo de realização da invenção.

[0052] A figura 9 ilustra esquematicamente uma vista da parte de cima de uma parte de uma bandeja de acordo com um outro modo de realização da invenção.

[0053] Nas figuras, as mesmas referências designam elementos idênticos ou análogos.

Descrição da invenção

[0054] A descrição detalhada da bandeja de acordo com a invenção que se segue faz notadamente referência às figuras 7 a 9, que ilustram diferentes modos de realização não limitativos.

[0055] A figura 7 ilustra em especial, de maneira esquemática, uma parte de uma bandeja de acordo com um modo de realização da invenção.

[0056] A bandeja 100 de acordo com a invenção é uma bandeja distribuidora de gás para uma coluna de troca de calor e/ou de matéria entre um gás G e um líquido L. A bandeja de acordo com a invenção compreende uma função de distribuição do gás e uma função de distribuição de líquido. Nesse sentido, será feito referência na sequência da descrição a uma bandeja “distribuidora” para designar uma bandeja que tem essas duas funções de distribuição de líquido e de gás.

[0057] A bandeja distribuidora 100 compreende duas faces, uma face superior e uma face inferior. É chamada de face superior da bandeja 100 a face da bandeja que é orientada para o alto da coluna de troca. Por oposição, a face inferior da bandeja é aquela orientada para a patê de baixo da coluna, pela qual o gás chega de acordo com um modo de funcionamento da coluna em contracorrente de um gás ascendente e de um líquido descendente.

[0058] Na figura 7, a bandeja é representada em sua posição de utilização dentro de uma coluna de contato gás/líquido, quer dizer posicionada horizontalmente, a face superior, no plano (XY) confundido com um plano horizontal, orientada para o alto da coluna. Classicamente, a bandeja 100 se inscreve em um cilindro de diâmetro Φ, que é substancialmente igual a aquele da coluna de contato gás/líquido. Por exemplo, e a título não limitativo, o diâmetro da coluna de contato gás/líquido pode ser compreendido entre 1 m e 8 m, e é com frequência compreendido entre 2m e 5 m.

[0059] Na maneira da bandeja de acordo com a arte anterior ilustrada na figura 5, a bandeja 100 de acordo com a invenção compreende divisórias 104 secantes que delimitam, em uma face da bandeja 100, i.e. a face superior, uma pluralidade de compartimentos 103. De preferência, trata-se de uma pluralidade de compartimentos de mesmo tamanho e de mesma forma, o que não exclui que na periferia da bandeja possa haver aí, notadamente no caso de uma coluna cilíndrica, outros compartimentos que não são de mesmo tamanho e de mesma forma. As divisórias 104 que formam os compartimentos 103 compreendem perfurações 105 para permitir o escoamento de uma parte do líquido entre compartimentos 103 adjacentes. Por compartimento adjacentes, são entendidos compartimentos que têm duas divisórias em comum. De preferência, as divisórias 104 são compostas por duas séries de divisórias, as divisórias de cada série sendo paralelas entre si e secantes às divisórias da outra série, tal como representado na figura 7.

[0060] De acordo com a invenção, cada compartimento compreende ou pelo menos um meio para a passagem do líquido através da bandeja 100, ou uma chaminé 102 saliente da dita face da bandeja 100 para a passagem exclusiva do dito gás através da dita bandeja 100.

[0061] A bandeja 100 de acordo com a invenção compreende uma pluralidade de meios para a passagem do líquido e uma pluralidade de chaminés 102, a fim de assegurar ao mesmo tempo uma função de distribuição do gás e uma função de distribuição do líquido.

[0062] As divisórias 104 que geram os compartimentos 103 servem de “barreira” para o líquido contido dentro dos compartimentos que compreendem os meios de passagem do líquido, notadamente quando a bandeja é inclinada. Assim, é mantida uma guarda de líquido relativamente homogênea mesmo com uma grande inclinação. Uma boa qualidade de distribuição do líquido sobre o contactor gás/líquido é devido a isso garantida. É chamada de guarda de líquido, a interface entre o gás e o líquido. A altura da guarda de líquido corresponde ao nível do líquido em relação à face superior da bandeja. Por outro lado, é chamada de zona de escoamento do líquido a zona na qual o líquido circula; trata-se da superfície formada pelos compartimentos que compreendem os meios de passagem do líquido sobre a face superior da bandeja, e entre os quais o líquido pode escoar graças às perfurações 105 das divisórias 104. Graças a essas perfurações 105, uma parte do líquido L pode escoar entre compartimentos adjacentes munidos com os meios de passagem do líquido, e de preferência escoar entre os ditos compartimentos distribuídos de maneira homogênea sobre a totalidade da superfície da bandeja distribuidora 100, assegurando assim uma boa dispersão radial do líquido. As perfurações 105 podem ser circulares, oblongas, retangulares, etc. No entanto, a superfície das perfurações 105 pode, de preferência, permanecer pequena em relação à superfície das divisórias para que as divisórias 104 continuem a desempenhar o seu papel principal: limitar a quantidade de fluido que escoa sobre a abandeja, a fim de garantir uma boa homogeneidade da altura do líquido sobre a bandeja. Além disso, para impedir um escoamento linear do líquido e para assegurar uma boa dispersão radial do líquido, as perfurações 105 de duas divisórias paralelas de um compartimento 103 não são alinhadas (ou coaxiais), quer dizer que uma reta que passa pelos centros das perfurações de duas divisórias paralelas, não é paralela a uma das divisórias do compartimento 103. Vantajosamente, as perfurações 105 são posicionadas na base das divisórias 104, quer dizer na parte inferior das divisórias 104 na proximidade da face superior da bandeja da qual as chaminés são salientes, para facilitar o escoamento do líquido; as perfurações 105 são de preferência dispostas de maneira a estar situadas sob a altura da guarda de líquido.

[0063] As perfurações só estão presentes entre compartimentos adjacentes que compreendem meios de passagem do líquido através da bandeja, e não entre um compartimento que compreende uma chaminé adjacente a um compartimento que compreende meios de passagem do líquido.

[0064] O número de compartimentos (e por consequência o número de divisórias) pode ser dependente do diâmetro da bandeja. De preferência, uma bandeja de grande dimensão é mais compartimentada do que uma bandeja de menor dimensão. A título de exemplo não limitativo, a bandeja pode compreender entre 4 e 150 compartimentos.

[0065] De preferência, cada chaminé 102 é circundada por pelo menos três compartimentos adjacentes à dita chaminé 102 entre os quais o líquido circula via as divisórias perfuradas. Mais preferencialmente, cada chaminé 102 é circundada por todo lado por compartimentos adjacentes à dita chaminé 102 entre os quais o líquido circula via as divisórias perfuradas. Dessa maneira, é possível assegurar uma circulação do líquido sobre toda a superfície da bandeja não ocupada pelas chaminés.

[0066] Os meios de passagem do líquido através da bandeja não estão representados nas figuras 7 a 9. Eles podem ser orifícios, como os orifícios 51 que a bandeja da arte anterior representada na figura 5 compreende. Nesse caso, eles são de preferência regularmente distribuídos dentro de cada compartimento de acordo com um passo dado, de preferência um passo triangular ou quadrado. Pode também se tratar de chaminés para a passagem do líquido, equipadas com pelo menos uma perfuração (ou pelo menos uma fileira de perfurações), as chaminés de passagem do líquido sendo salientes sobre uma das faces da bandeja 100.

[0067] As chaminés 102 permitem a passagem exclusiva do gás G através da bandeja 100. Por pluralidade de chaminés, é entendido pelo menos duas chaminés. O número de chaminés é variável e depende da concepção da bandeja, em especial de parâmetros tais como o tamanho da bandeja, a taxa de abertura desejada, o volume da zona de coleta, etc. A título indicativo somente, sem nenhuma limitação, a bandeja 100 de acordo com a invenção pode compreender entre 2 e 100 chaminés 102.

[0068] As chaminés 102 são atravessadas por um eixo Z, no sentido da altura das mesmas, que é confundido com a vertical quando a bandeja está na posição horizontal dentro da coluna. O gás G atravessa a chaminé 102 no sentido de sua altura, de acordo com esse eixo Z. As outras dimensões da chaminé, por exemplo seu comprimento l e sua largura L no caso de uma chaminé em forma de paralelepípedo retângulo tal como representado na figura 7, são definidas no plano (XY) ortogonal ao eixo Z e formado por uma porção da bandeja que sustenta as chaminés 102. Trata-se de um plano horizontal quando a bandeja está em posição dentro de uma coluna.

[0069] Cada chaminé 102 compreende um volume interno aberto de um lado e de outro da bandeja 100, o dito volume sendo delimitado por várias paredes que formam a chaminé 102.serão designadas por abertura de escapamento e abertura de admissão respectivamente a abertura da chaminé pela qual o gás que atravessou a chaminé escapa, situada tipicamente no topo da chaminé saliente da face superior da bandeja para uma coluna com funcionamento em contracorrente (gás ascendente), e a abertura da chaminé pela qual o gás entra, tipicamente situada na base da chaminé saliente da face superior da bandeja para uma coluna com funcionamento em contracorrente (gás ascendente).

[0070] Cada chaminé 102 pode ser encimada por um chapéu (não representado) que permite evitar que o líquido passe para dentro da chaminé 102. O chapéu é nesse caso sobrelevado em relação ao topo da chaminé de maneira a deixar um espaço para a passagem do gás G.

[0071] De preferência, as chaminés 102 são distribuídas sobre a bandeja 100 de maneira regular, de acordo com um passo dado, a fim de assegurar uma distribuição homogênea do gás. Por exemplo, as chaminés são distribuídas sobre a face superior da bandeja de acordo com um passo triangular ou quadrado.

[0072] De preferência, o número de chaminés da bandeja é inferior ao número de compartimentos que compreendem os meios para a passagem do líquido.

[0073] A altura das chaminés 102 pode ser maior do que aquela das divisórias que formam os compartimentos. Assim, as chaminés podem ser mais altas do que os compartimentos que contêm os meios de passagem do líquido.

[0074] De acordo com a invenção, a forma da chaminé 102 é idêntica à forma do compartimento 103 que a contém, e o volume interno da chaminé é pelo menos igual a aquele do compartimento que a contém.

[0075] As chaminés se ajustando assim à forma dos compartimentos, é nesse caso mais fácil projetar a implantação das mesmas sobre a bandeja e realizar essa última, levando para isso em consideração outras limitações de projeto e de fabricação, notadamente a disposição dos meios de passagem do líquido que deve permitir uma boa qualidade de distribuição do líquido.

[0076] Isso permite notadamente se ver livre dos problemas de ligação entre chaminés e compartimentos encontrados na arte anterior, e em consequência disso facilita a fabricação da bandeja.

[0077] Isso facilita também a concepção da bandeja pelo fato de que é possível otimizar a homogeneidade do perfil de velocidade do gás na saída das chaminés, por uma adaptabilidade suplementar na implantação das chaminés sobre a bandeja dada pela identidade de forma entre os compartimentos e as chaminés, sem impactar na distribuição do líquido dentro dos compartimentos. É lembrado que o perfil de velocidade do gás na saída das chaminés de gás da bandeja é um parâmetro essencial para um bom funcionamento do contactor gás/líquido sobre o qual o gás é distribuído, e.g. um leito de embalagens. Assim, a presente invenção permite obter uma bandeja de alto desempenho, em termos de qualidade de distribuição de gás e de líquido.

[0078] Os compartimentos da bandeja distribuidora 100 têm a forma de paralelepípedos retângulos. Assim, as chaminés 102 têm também a forma de paralelepípedos retângulos. A seção das ditas chaminés 102 é portanto retangular, como aquela dos compartimentos 103. As chaminés 102 são por exemplo alongadas de acordo com um eixo longitudinal Y ortogonal ao eixo Z. A forma de paralelepípedo, de preferência retângulo, permite uma ampla abertura para a passagem do gás, notadamente em comparação com chaminés cilíndricas conhecidas, o que permite limitar as perdas de carga.

[0079] A bandeja distribuidora de acordo com a invenção pode compreender compartimentos de uma outra forma diferente daquela representada na figura 7. Em especial, a bandeja distribuidora de acordo com a invenção pode compreender compartimentos, e, portanto, chaminés, que têm uma seção de forma quadrada, retangular, de losango, hexagonal ou ainda trapezoidal. De preferência, as chaminés da bandeja distribuidora de acordo com a invenção têm uma seção de forma quadrada, tal como nos modos de realização da bandeja de acordo com a invenção representados nas figuras 8 e 9.

[0080] A título de exemplo não limitativo, a altura das chaminés pode ser por exemplo compreendida entre 0,15 m e 1,00 m, e de preferência entre 0,3 m e 0,6 m.

[0081] A fim de fabricar a bandeja, e em especial de determinar o tamanho dos compartimentos 103, é possível realizar as etapas seguintes:

[0082] a) é definido um índice IQ de desequilíbrio da dita bandeja 100:

[0083] Com UL I e UL 2 as velcidades do líquido que sai da bandeja em duas extremidades opostas da bandeja;

[0084] b) é escolhido um índice de desequilíbrio máximo da dita bandeja e um ângulo de inclinação θmáxima da bandeja 100 em relação à horizontal;

[0085] c) é determinada uma distância L1 entre duas divisórias paralelas consecutivas e um comprimento L2 de uma diagonal de um compartimento que permite obter o índice de desequilíbrio máximo; e

[0086] d) as divisórias são posicionadas respeitando para isso os compartimentos L1 e L2.

[0087] A figura 8 é um esquema que representa uma parte de uma bandeja de acordo com um modo de realização da invenção, de acordo com uma vista de cima. Trata-se, portanto, da face superior da bandeja. Por razões de simplificação, certos elementos como os meios de passagem do líquido não estão representados. A bandeja 200 de acordo com esse modo de realização é em todos os pontos idêntica a aquela descrita em relação com a figura 7, exceto pelo fato de que os compartimentos 203 formados pelas divisórias 204, e, portanto, as chaminés 202, têm uma seção de forma quadrada. Os compartimentos da bandeja formam desse modo uma estrutura em tabuleiro de xadrez, que compreende fileiras de acordo com os eixos X e Y. Por outro lado, de acordo com esse modo de realização, cada chaminé 202 ocupa um só compartimento 203. Dito de outra forma, o volume interno de cada chaminé 202 é igual ao volume do compartimento 203 que a contém. De preferência, de acordo com esse modo de realização, as chaminés 202 são distribuídas uniformemente sobre a face superior da bandeja, por exemplo de acordo com um motivo regular determinado por um passo triangular. A bandeja 200 compreende assim uma chaminé 202 a cada 4 compartimentos de acordo com o eixo X e de acordo com o eixo Y, cada chaminé 202 sendo circundada por todos os lados por compartimentos que contêm unicamente meios de passagem do líquido, e que se comunicam entre si via perfurações nas divisórias 294, de maneira a criar uma zona de circulação do líquido uniformemente distribuída sobre a face da bandeja 200. As chaminés 202 são por outro lado espaçadas entre si por uma fileira sem chaminés, quer dizer por uma fileira formada só por compartimentos de líquido, de acordo com o eixo X, assim como de acordo com o eixo Y.

[0088] A figura 9 é um esquema que representa uma parte de uma bandeja de acordo com um modo de realização da invenção, de acordo com uma vista da parte de cima. Trata-se, portanto, da face superior da bandeja. A bandeja 300 de acordo com esse modo de realização é em todos os pontos idêntica a aquela descrita em relação com a figura 8, exceto pelo fato de que cada chaminé 302 ocupa vários compartimentos 303 adjacentes, por exemplo quatro compartimentos adjacentes tal como representado. Por 4 compartimentos adjacentes, é entendido que os compartimentos são adjacentes dois a dois. Dito de outro modo, o volume interno de cada chaminé 302 é igual ao volume dos quatro compartimentos 303 que a contêm. Como a bandeja 200, os compartimentos da bandeja 303 formados pelas divisórias 304, e, portanto, as chaminés 302, têm uma seção de forma quadrada. Uma estrutura em tabuleiro de xadrez é assim formada, compreendendo fileiras de acordo com eixos X e Y. De preferência, de acordo com esse modo de realização, as chaminés 302 são distribuídas uniformemente sobre a face superior da bandeja, por exemplo de acordo com um motivo regular determinado por um passo triangular. Somente estão representadas as chaminés cheias na figura 9, quer dizer que ocupam 4 compartimentos desenhados. A bandeja 300 compreende assim uma chaminé 302que ocupa 4 compartimentos adjacentes, que formam um quadrado, todos os 4 compartimentos de acordo com o eixo X e todos os 6 compartimentos de acordo com o eixo Y, cada chaminé 302 sendo circundada por todos os lados por compartimentos que contêm unicamente meios de passagem do líquido, e que se comunicam entre si via perfurações nas divisórias 304, de maneira a criar uma zona de circulação do líquido uniformemente distribuída sobre a face da bandeja 300. As chaminés 302 são por outro lado espaçadas entre si por pelo menos uma fileira sem chaminés, quer dizer por uma fileira formada só por compartimentos de líquido, de acordo com o eixo X, assim como de acordo com o eixo Y.

[0089] A invenção também se refere a uma coluna de troca de matéria e/ou de calor entre um gás G e um líquido L, na qual os dois fluidos são colocados em contato por meio de pelo menos um contactor gás/líquido. Um tal contactor gás/líquido é de preferência um leito de guarnecimento estruturado ou a granel, tais como definidos precedentemente. Ele pode ser também qualquer outro meio de colocação em contato gás/líquido que permite uma troca de matéria e/ou de calor, tal como bandejas.

[0090] A coluna de acordo com a invenção pode ser uma coluna tal como descrita em relação com a figura 1, por exemplo adaptada a um processo de absorção de compostos tais como o CO2, o H2S, o COS, o dissulfeto de carbono (CS2), o dióxido de enxofre (SO2) e as mercaptanas (RSH) tal como a metil mercaptana (CH3SH), a etil mercaptana (CH3CH2SH) e a propil mercaptana (CH3CH2CH2SH), contidos em um gás a tratar, pelo líquido que é uma solução aquosa de amina(s). A coluna pode assim compreender, sem retomar exaustivamente a descrição que já foi feita mais acima de uma tal coluna, pelo menos uma entrada de líquido (chamado de “solvente pobre”) disposta no topo da coluna, pelo menos uma entrada de um gás a tratar no fundo da coluna, pelo menos uma saída para o gás tratado no topo da coluna, e pelo menos uma saída do líquido enriquecido em contaminantes contidos inicialmente no gás a tratar no fundo de coluna (chamado de “solvente rico”). A coluna compreende vantajosamente pelo menos um contactor gás/líquido 7, de preferência um leito de embalagens a granel ou estruturado, e mais preferencialmente um leito de embalagens estruturado, para colocar em contato o gás a tratar com o solvente pobre.

[0091] A coluna 1 compreende pelo menos uma primeira entrada de líquido LSP, pelo menos uma segunda entrada de gás GFA, pelo menos uma primeira saída de um fluido gasoso GFA e pelo menos uma segunda saída de um fluido líquido LSR.

[0092] A coluna 1 por outro lado uma bandeja distribuidora tal como descrito acima, que encima o dito contactor gás/líquido 7, para permitir uma distribuição do líquido sobre o dito contactor 7 e uma distribuição do gás.

[0093] De acordo com a posição da bandeja dentro da coluna e o sentido de escoamento dos fluidos (em co-corrente ou contracorrente), o gás pode ser distribuído pela bandeja sobre o dito contactor gás/líquido (caso por exemplo de um escoamento gás/líquido em concorrente descendente), ou ainda ser distribuído em um outro contactor gás-líquido que encima a bandeja no caso em que a bandeja é posicionada entre dois contactores gás/líquido sucessivos dentro da coluna (caso por exemplo de um escoamento gás/líquido em contracorrente com o líquido que desce dentro da coluna), ou ainda o gás pode ser distribuído no topo de coluna, acima de qualquer seção que compreende um contactor gás/líquido, e de onde ele pode ser evacuado para fora da coluna.

[0094] De preferência, a coluna de acordo com a invenção funciona em contracorrente, com um gás ascendente e um líquido descendente dentro da coluna.

[0095] A bandeja distribuidora de acordo com a invenção pode ser posicionada entre duas seções sucessivas, uma seção inferior e uma seção superior, cada seção compreendendo um contactor gás/líquido 7, tipicamente um leito de embalagens, para permitir assim a distribuição do líquido L no topo do contactor gás/líquido 7 da seção inferior, e distribuir o gás na base do contactor gás/líquido 7 da seção superior. Ela se substitui ao sistema de coleta e de redistribuição de líquido referenciado 4, 5 da figura 1.

[0096] A bandeja distribuidora de acordo com a invenção pode também ser posicionada no topo de coluna, à jusante de qualquer contactor gás/líquido 7 (de acordo com o sentido de um gás ascendente dentro de uma coluna que funciona em contracorrente). Ela permite assim a distribuição do líquido que chega pela primeira entrada do líquido LSP no topo da coluna, sobre a seção que contém o contactor gás/líquido 7 situada mais alto dentro da coluna.

[0097] De maneira vantajosa, o contactor gás/líquido 7 é um leito de embalagens estruturado ou a granel, e de preferência um leito de embalagens estruturado.

[0098] A bandeja distribuidora de acordo com a invenção pode ser associada com um sistema de dispersão disposto sob a bandeja distribuidora, esse sistema de dispersão podendo ser um conjunto de aspersores ou de condutos perfurados dispostos em paralelo sob a bandeja distribuidora. Esse sistema de dispersão permite assegurar uma dispersão ainda melhor do líquido no contactor gás/líquido.

[0099] Uma tal coluna offshore pode ser uma coluna de absorção ou de regeneração de um fluido, na qual um fluido gasoso é colocado em contato com um fluido líquido, utilizada em uma unidade de tratamento de gás ou de captação de CO2.

[00100] A coluna de absorção coloca em contato um gás e um líquido para absorver contaminantes contidos no gás e produzir um líquido enriquecido com os ditos contaminantes e um efluente gasoso empobrecido dos ditos líquidos contaminantes. A coluna de regeneração coloca em contato um gás e um líquido para regenerar um líquido que contém contaminantes e produzir um líquido regenerador empobrecido em contaminantes e um gás enriquecido com os ditos contaminantes.

[00101] A invenção também se refere a uma unidade de tratamento de gás ou de captação do CO2 contido em um gás, por lavagem do gás por meio de uma solução absorvente, que contém por exemplo aminas. A unidade compreende pelo menos uma coluna 1 offshore tal como definida acima, para permitir as trocas entre o gás e a solução absorvente.

[00102] Por tratamento de gás, é entendida classicamente a eliminação de compostos ácidos sob a forma gasosa tais como o CO2, o H2S, o COS, o CS2, o SO2 e as mercaptanas (RSH), contidos em um gás, e em especial contidos em gás natural em um contexto de utilização de uma coluna offshore.

[00103] Por captação do CO2 contido em um gás, é entendida geralmente a eliminação do CO2 contido em um gás, por exemplo contido em um gás natural ou em fumaças de combustão em um contexto de utilização de uma coluna offshore.

[00104] A bandeja de acordo com a invenção pode também ser vantajosamente empregada em uma coluna offshore de destilação de um líquido ou em uma coluna offshore de desidratação de um gás.

[00105] A invenção também se refere a uma unidade de destilação ou de desidratação de um gás.

[00106] Por desidratação de um gás, é entendida a eliminação da água contida em um gás (o gás é “secado”), por exemplo contida em um gás natural em um contexto de utilização de uma coluna offshore, por uma colocação em contato do gás com um solvente líquido, tal como o glicol.

[00107] Finalmente, a invenção refere-se a uma barcaça flutuante offshore, por exemplo do tipo FPSO ou FLNG, notadamente para a recuperação de hidrocarbonetos. A barcaça compreende uma unidade de tratamento de gás e/ou de captação de CO2 tal como descrita acima, para limpar gases produzidos por ocasião da recuperação de hidrocarbonetos. A barcaça pode também compreender uma unidade de destilação e/ou de desidratação de um gás tal como descrita acima.

Claims

1. Bandeja distribuidora para coluna (100, 200, 300) de troca de calor e/ou de matéria entre um gás (G) e um líquido (L), caracterizada pelo fato de que ela compreende divisórias (104, 204, 304) secantes que delimitam uma pluralidade de compartimentos (103, 203, 303) sobre uma face da bandeja (100, 200, 300), as ditas divisórias (104, 204, 304) compreendendo perfurações (105) para permitir o escoamento de uma parte do líquido entre compartimentos adjacentes, cada compartimento (103, 203, 303) compreendendo pelo menos um meio para a passagem do líquido através da dita bandeja (100, 200, 300) ou uma chaminé (102, 202, 302) saliente da dita face da dita bandeja (100, 200, 300) para a passagem exclusiva do dito gás (G) através da dita bandeja (100, 200, 300), a dita bandeja compreendendo uma pluralidade de meios para a passagem do líquido e uma pluralidade de chaminés (102, 202, 302), e pelo fato de que a forma da dita chaminé (102, 202, 302) é idêntica à forma do compartimento (103, 203, 303) que a contém e a dita chaminé (102, 202, 302) compreende um volume interno pelo menos igual ao volume do compartimento (103, 203, 303) que a contém.

2. Bandeja de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada chaminé (102, 202) ocupa um só compartimento (103, 203).

3. Bandeja de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada chaminé (302) ocupa vários compartimentos (303) adjacentes.

4. Bandeja de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que cada chaminé (302) ocupa quatro compartimentos (303) adjacentes.

5. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os compartimentos (103, 203, 303) têm um mesmo tamanho e uma mesma forma.

6. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que cada chaminé (102, 202, 302) é circundada por pelo menos três compartimentos (103, 203, 303) adjacentes à dita chaminé (102, 202, 302) entre os quais o líquido (L) circula via as divisórias (104, 204, 304) perfuradas.

7. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que cada chaminé (202, 302) é circundada por todos os lados por compartimentos adjacentes à dita chaminé (202, 302) entre os quais o líquido (L) circula via as divisórias (204, 304) perfuradas.

8. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as ditas divisórias (104, 204, 304) são compostas por duas séries de divisórias, as divisórias de cada série sendo paralelas entre si e secantes às divisórias da outra série.

9. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as chaminés (102, 202, 302) têm uma seção de forma quadrada, retangular, de losango, hexagonal ou trapezoidal, e de preferência quadrada.

10. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as chaminés (102, 202, 302) são distribuídas de maneira regular sobre a face da bandeja (100, 200, 300) de acordo com um primeiro passo dado, de preferência um passo triangular ou quadrado.

11. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as ditas perfurações (105) são dispostas na base das divisórias (104, 204, 304).

12. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as ditas perfurações (105) de duas divisórias (104, 204, 304) paralelas que delimitam um mesmo compartimento (103, 203, 303) não são alinhadas.

13. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os ditos meios para a passagem do líquido são orifícios dispostos sobre a bandeja (100, 200, 300), de preferência regularmente distribuídos dentro de cada compartimento (103, 203, 303) de acordo com um segundo passo dado, de preferência um passo triangular ou quadrado.

14. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que os meios de passagem do líquido são chaminés de passagem do líquido através da bandeja (100, 200, 300) equipadas com pelo menos uma perfuração, as ditas chaminés de passagem do líquido sendo salientes sobre uma face da dita bandeja (100, 200, 300).

15. Bandeja de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que ela compreende por outro lado um sistema de dispersão disposto sob a outra face da dita bandeja, o dito sistema de dispersão compreendendo um conjunto de aspersores ou de condutos perfurados dispostos paralelamente entre si.

16. Coluna offshore (1) de troca de calor e/ou de matéria entre um gás e um líquido, caracterizada pelo fato de que ela compreende pelo menos um contactor gás/líquido (7) que coloca em contato o gás e o líquido, pelo menos uma primeira entrada de líquido (LSP), pelo menos uma segunda entrada de gás (GFA), pelo menos uma primeira saída de um fluido gasoso (GFT) e pelo menos uma segunda saída de um fluido líquido (LSR), e a dita coluna (1) compreendendo uma bandeja distribuidora (100, 200, 300) como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes para permitir a distribuição do líquido sobre o dito contactor gás/líquido (7) e a distribuição do gás.

17. Unidade de tratamento de gás ou de captação do CO2, por lavagem do gás por meio de uma solução absorvente, a solução absorvente contendo notadamente aminas, caracterizada pelo fato de que a unidade compreende pelo menos uma coluna offshore (1) como definida na reivindicação 16, para permitir as trocas entre o gás e a solução absorvente.

18. Unidade de destilação de um líquido ou de desidratação de um gás, caracterizada pelo fato de que ela compreende pelo menos uma coluna offshore (1) como definida na reivindicação, 16 para permitir as trocas entre o gás e o líquido.

19. Barcaça flutuante offshore, notadamente para a recuperação de hidrocarbonetos, caracterizada pelo fato de que ela compreende uma unidade de tratamento de gás e/ou de captação de CO2 como definida na reivindicação 17 ou uma unidade de destilação e/ou de desidratação como definida na reivindicação 18.