DE60314502T2 - Verfahren und vorrichtung zum erleichtern einer gleichmässigeren dampfverteilung in stoff- und wärmeaustauschkolonnen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erleichtern einer gleichmässigeren dampfverteilung in stoff- und wärmeaustauschkolonnen Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Stoffaustausch- und Wärmetauschsäulen, und genauer gesagt auf Verfahren und Vorrichtungen zum Verbessern der Dampfverteilung in derartigen Säulen.
  • Bei Stoffaustausch- und Wärmetauschsäulen werden Flüssigkeits- und Dampfströme normalerweise im Gegenstromverfahren miteinander in Kontakt gebracht, um Stoffaustausch- oder Wärmetausch-, Fraktionierungs- oder andere Operationen durchzuführen. Es wurden verschiedene Arten von Einbauten entwickelt, wie beispielsweise Einsätze und regellose sowie strukturierte Füllkörper, um die Zwischenwirkung zwischen den Flüssigkeits- und Dampfströmen innerhalb ausgewählter Kontaktbereiche der Säule zu vereinfachen. Um die Effizienz des Stoffaustausches oder Wärmetausches, der zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit stattfindet, innerhalb dieser Kontaktbereiche zu erhöhen, ist es wichtig, dass die Flüssigkeit und der Dampf gleichmäßig über den horizontalen Querschnitt der Säule verteilt werden, insbesondere an der unteren Dampf-Flüssigkeits-Grenzfläche, wo der Dampf in die Füllkörper oder in eine andere Kontaktvorrichtung eintritt.
  • Bei Säulen der zuvor beschriebenen Arten werden Dampf- oder Mischphasenzuführströme frequent radial oder tangential der Säule durch eine Zuführdüse an einem Ort unterhalb des Kontaktbereichs zugeführt. Die Dampfphase des Zuführstroms bewegt sich dann durch den Kontaktbereich aufwärts und wirkt mit der abwärts strömenden Flüssigkeit zusammen. Verschiedene Vorrichtungen wurden entwickelt, um den radialen oder tangentialen Impuls des Dampfzuführstroms zu unterbrechen und derart abzulenken, dass er in einer gleichmäßig verteilten Art und Weise über den Querschnitt der Säule aufsteigen kann, und um die flüssigen Komponenten, die in dem Zuführstrom vorhanden sind, von der Dampfphase zu trennen. Gemäß dem US-Patent Nr. 5,106,544 (Lee et al.) werden innere Schaufeln innerhalb eines ringförmigen Dampfhorns positioniert und derart ausgerichtet, dass sie den Dampf- oder Mischphasenzuführstrom abwärts durch den offenen Boden des Dampfhorns ablenken. Der abwärts abgelenkte Dampf steigt dann in einer gleichmäßigeren Art und Weise in ein darüber angeordnetes Füllkörperbett auf. Gemäß dem US-Patent Nr. 5,605,654 (Hsieh et al.) sind mehrere verschiedene Ausführungsformen von Dampfhörnern offenbart, einschließlich solcher, bei denen Ablenkeinrichtungen oder Anti-Wirbel-Prallplatten radial einwärts der inneren ringförmigen Wand des Dampfhorns positioniert sind. Der Zweck solcher Anti-Wirbel-Prallplatten besteht darin, den zyklonalen oder wirbelnden Dampfstrom entlang der einwärts weisenden Fläche der inneren ringförmigen Dampfhornwand zu unterbrechen.
  • Bei vielen Arten von Türmen und Säulen, einschließlich Vakuumsäulen für unbehandeltes Rohöl, Säulen für unbehandeltes Rohöl, FCCU Schlammumlauf-Hauptfraktioniersäulen, Visbreaker-Vakuum-Flasher, Schweröl-Vakuumtürme, Schweröl-Fraktioniersäulen, Coker-Hauptfraktioniersäulen, Visbreaker-Fraktioniersäulen, Flexicoker-Hauptfraktioniersäulen, Vakuumtürme für zurück gewonnenes Schmieröl, wobei diese nicht einschränkend zu verstehen sind, wird der Dampf- oder Mischphasenzuführstrom bei hoher Geschwindigkeit durch die Zuführdüse in eine Flashzone zugeführt, die direkt oberhalb eines Abschnitts angeordnet ist, wo die Säule in einen geringeren Durchmesser übergeht. Die Zuführdüse umfasst normalerweise ein Dampfhorn oder eine Schaufeleinlassvorrichtung, die eine grobe Trennung des Dampfes und der Flüssigkeit vereinfacht und derart ausgelegt ist, dass eine gleichmäßige Verteilung des in die darüber angeordneten Einbauten eintretenden Dampfes erzielt wird. Die Einbauten können Einsätze, regellose Füllkörper, strukturierte Füllkörper, Gitterfüllkörper, offene Sprühkammern oder nebeneinander angeordnete Beregnungsanlagen umfassen. Ein Teil des Dampfzuführstroms, der in die Flashzone geleitet wird, bewegt sich abwärts in den Bereich des verringerten Säulendurchmessers, bevor er die Richtung umkehrt und sich aufwärts durch die Flashzone in die darüber angeordneten Einbauten bewegt. Die Bewegung, die dem Hochgeschwindigkeitsdampfstrom durch das Dampfhorn oder durch eine andere Zuführeinrichtung verliehen wird, wirkt mit dem Übergang zu dem verringerten Säulendurchmesser zusammen, um eine starke zyklonale Bewegung oder Wirbelbewegung in dem Säulenabschnitt unterhalb der Zuführdüse zu erzeugen. Diese Wirbelbewegung klingt nur teilweise unter Verwendung der zuvor beschriebenen Anti-Wirbel-Prallplatten an der Innenwand des Dampfhorns ab, weshalb Flüssigkeit an der Innenwand der Säule und an irgendwelchen darunter angeordneten Einbauten mit dem Dampf mitgerissen werden kann. Die Wirbelbewegung hemmt zudem die Fähigkeit des Dampfes, sich gleichmäßig in den Einbauten oberhalb der Flashzone zu verteilen.
  • Es besteht somit ein Bedarf an einem Verfahren und an einer Vorrichtung zum weiteren Reduzieren oder Eliminieren der zuvor beschriebenen wirbelnden Dampfbewegung in den Säulen.
  • In der US-A-4714542 ist eine Destillationssäule mit einer Flashzone und einer Stripping-Zone beschrieben, die durch ein kegelstupfförmiges Teil miteinander verbunden sind. Eine tangentiale Düse ist vorgesehen, um der Flashzone zuzuführenden Dampf über eine Misch- und Trennkammer zuzuführen, und ist teilweise in Abwärtsrichtung offen. Eine Trennprallplatte erstreckt sich von der Stripping-Zone und durch den kegelstumpfförmigen Teil zu einem rohrförmigen Abschnitt, so dass sämtliche aufsteigenden Dämpfe, die aufwärts von dem Stripping-Abschnitt aufsteigen, entlang des Bodens der Trennprallplatte und in den rohrförmigen Abschnitt geleitet werden, um diese in das stromaufwärtige Ende der Misch- und Trennkammer zu fördern. Die zugeführten und aufsteigenden Dämpfe mischen sich und strömen gemeinsam in einer wirbelnden Art und Weise durch die Mischkammer und dann aus dieser hinaus in die Flashzone.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Stoffaustauschsäule, umfassend:
    einen äußeren Mantel, der einen offenen inneren Bereich innerhalb des Mantels definiert und einen oberen Bereich mit einem vorgewählten Durchmesser, einen unteren Bereich mit einem verringerten Durchmesser und einen Übergangsbereich aufweist, der zwischen dem oberen Bereich und dem unteren Bereich positioniert ist und einen Durchmesser umfasst, der von dem vorgewählten Durchmesser in den verringerten Durchmesser übergeht;
    eine Dampf- oder Mischphasenzuführdüse, die wenigstens teilweise in dem oberen Bereich des Mantels positioniert ist, um einen Dampf- oder Mischphasenzuführstrom in den offenen Innenbereich des Mantels einzuleiten; und
    eine Zuführvorrichtung innerhalb des offenen Innenbereichs, die derart positioniert ist, dass sie den Dampf- oder Mischphasenzuführstrom ablenkt, wenn dieser in dem offenen Innenbereich vorhanden ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Ablenkplatten in dem Übergangsbereich in einer vertikal beabstandeten Beziehung in Bezug auf die Zuführvorrichtung positioniert ist, um wenigstens einen Teil des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms, der dem Übergangsbereich zugeführt wird, abzulenken, nachdem dieser durch die Zuführvorrichtung abgelenkt wurde. Dampf oder eine Mischphase kann der Zuführzone innerhalb der Säule bei einer hohen Geschwindigkeit zugeführt werden. Die Zuführvorrichtung, wie beispielsweise ein Dampfhorn oder eine Schaufeleinlassvorrichtung, ist innerhalb der Säule neben der Zuführdüse positioniert, um den Impuls des Zuführstroms derart zu unterbrechen und abzulenken, dass die Dampfphase in einer gleichmäßigeren Art und Weise in eine darüber angeordnete Kontaktzone aufsteigen kann, die Einbauten enthält, wie beispielsweise Einsätze, regellose Füllkörper, strukturierte Füllkörper, Gitterfüllkörper, offene Sprühkammern oder benachbart angeordnete Beregnungsanlagen. Die Zuführvorrichtung ist derart konstruiert, dass sie wenigstens einen Teil des Zuführstroms abwärts in einen darunter angeordneten Abschnitt der Säule ablenkt, der zu einem verringerten Durchmesser geneigt oder in diesen übergeht. Anti-Wirbel-Prallplatten sind innerhalb dieses Übergangsbereichs der Säule positioniert, um die Wirbelbewegung des abwärts abgelenkten Zuführstroms zu unterbrechen. Zudem verringern die Anti-Wirbel-Prallplatten die Dampftehlverteilung, die erzeugt werden kann, wenn der wirbelnde Dampf aufwärts durch die Zuführzone in die darüber angeordneten Einbauten aufsteigt.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung eine Abschirmung, die von dem Säulenmantel in dem Übergangsbereich beabstandet ist, um Flüssigkeit, die den Mantel abwärts fließt, von dem wirbelnden Dampf abzuschirmen, der ein erneutes Mitreißen der Flüssigkeit verursachen kann. Die Abschirmung kann die Form einer konzentrischen ringförmigen Wand aufweisen, die einwärts von dem Säulenmantel beabstandet ist, um einen Ring zu erzeugen, in dem die herabströmende Flüssigkeit von den wirbelnden Dämpfen abgeschirmt ist. Die ringförmige Wand weist bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise, eine Konfiguration auf, wie beispielsweise eine kegelstumpfförmige Konfiguration, die der Form des Übergangsbereichs entspricht. Die Anti-Wirbel-Prallplatten sind bevorzugt an einer radial einwärts weisenden Fläche der ringförmigen Wand befestigt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Stoffaustauschsäule, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Zuführen eines Dampf- oder Mischphasenzuführstroms durch eine Zuführdüse in einen offenen Innenbereich innerhalb eines oberen Bereichs eines äußeren Mantels der Säule;
    Ablenken des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms in Abwärtsrichtung unter Verwendung einer Zuführvorrichtung, die innerhalb des offenen Innenbereichs positioniert ist, und bewirkt, dass sich wenigstens ein Teil des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms abwärts mit einer Wirbelbewegung in einen Übergangsbereich des Mantels bewegt, der eine abwärts geneigte Fläche in einer Abwärtsrichtung aufweist; und
    Ablenken der Wirbelbewegung des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms unter Verwendung von Ablenkplatten, die innerhalb des Übergangsbereichs in einer vertikal beabstandeten Beziehung zu der Zuführvorrichtung positioniert sind. Das Verfahren umfasst die Schritte des Ablenkens wenigstens eines Teils des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms in Abwärtsrichtung in den Übergangsbereich und das Ablenken des Impulses des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms in den Übergangsbereich unter Verwendung der darin positionierten Ablenkprallplatten. Auf diese Weise unterbrechen die Ablenkplatten jede Wirbelbewegung, die auf den abwärts gerichteten Zuführstrom ausgeübt wird, um auf diese Weise ein Mitreißen von Flüssigkeit zu verringern und eine gleichmäßigere Verteilung des Dampfstroms zu schaffen, wenn dieser durch die Zuführzone aufsteigt. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Abschirmens von Flüssigkeit, die abwärts entlang der Innenfläche des Säulenmantels fließt, von dem wirbelnden Dampf in den Übergangsbereich. Die Abschirmung wird bevorzugt realisiert, indem eine konzentrische ringförmige Wand einwärts des Säulenmantels in dem Übergangsbereich vorgesehen wird, so dass die Flüssigkeit durch den erzeugten Ring herabströmen kann, während sie von dem wirbelnden Dampf abgeschirmt ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden und im Zusammenhang mit dieser zu lesen sind, und in denen gleiche Bezugsziffern dazu verwendet werden, gleiche Bauteile in verschiedenen Ansichten zu bezeichnen, ist:
  • 1 eine bruchstückhafte Seitenansicht eines Bereichs einer Stoffaustausch- oder Wärmetauschsäule, die von einem oberen Bereich eines vorgewählten Durchmessers in einen unteren Bereich mit einem verringerten Durchmesser übergeht, und zeigt Ablenkplatten, die gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Säulenübergangszone positioniert sind, um eine Dampfwirbelbewegung innerhalb der Übergangszone zu verringern oder zu eliminieren;
  • 2 ist eine bruchstückhafte Draufsicht der Säule im Horizontalschnitt entlang der Linie 2-2 in 1 der Richtung der Pfeile; und
  • 3 ist eine bruchstückhafte Seitenansicht der Stoffaustauschsäule ähnlich der in 1 dargestellten Ansicht, die jedoch eine Flüssigkeitsabschirmung in der Form einer kegelstumpfförmigen, ringförmigen Wand zeigt, die in einem Übergangsbereich der Säule positioniert ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Unter genauerer Bezugnahme auf die Zeichnungen und anfangs auf die 1 und 2 ist eine Stoffaustausch- oder Wärmetauschsäule allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Säule 10 umfasst einen äußeren Mantel 12, der einen offenen, inneren Bereich 14 definiert, und der einen oberen Bereich 16 eines vorgewählten Durchmessers, einen unteren Bereich 18 mit einem geringeren Durchmesser und einen Übergangsbereich 20 umfasst, der zwischen dem oberen Bereich 16 und dem unteren Bereich 18 positioniert ist. Der Übergangsbereich 20 ist von dem Durchmesser des oberen Bereichs 16 an seiner Oberseite zum Durchmesser des unteren Bereichs 18 an seiner Unterseite geneigt. Die Hauptfunktion des Übergangsbereichs 20 besteht darin, einen Übergang zwischen dem größeren Durchmesser des oberen Bereichs 16 und dem verringerten Durchmesser des unteren Bereichs 18 zu schaffen. Zum Erzielen dieser Funktion kann der Übergangsbereich 20 eine konische Form aufweisen, wie es in 1 dargestellt ist, oder er kann gebogene oder mehrfach unterteilte Seiten aufweisen, um andere Formen auszubilden, wie beispielsweise eine halbkugelförmige oder eine elliptische Form.
  • Die Säule 10 umfasst wenigstens eine Dampf- oder Mischphasenzuführdüse 22, die innerhalb des oberen Bereichs 16 angeordnet ist, die sich jedoch auch teilweise in den Übergangsbereich 20 erstrecken kann. Die Zuführdüse 22 führt einer Zuführzone 24, die innerhalb des oberen Bereichs 16 der Säule 10 angeordnet ist, einen Hochgeschwindigkeitsdampf- oder einen Mischphasenzuführstrom tangential zu. Alternativ kann die Düse 22 derart ausgerichtet sein, dass sie den Dampf- oder Mischphasenzuführstrom radial oder in einer Zwischenausrichtung der Zuführzone 24 zuführt. Es können auch mehr als eine Düse 22 verwendet werden, wenn dies für spezielle Anwendungen gewünscht ist. Eine Zuführvorrichtung 26 ist an dem Auslass der Zuführdüse 22 positioniert, um den Impuls des Hochgeschwindigkeitszuführstroms zu unterbrechen und abzulenken, so dass die Dampfphase in einer gleichmäßigeren Art und Weise in eine darüber liegende Kontaktzone 28 aufsteigen kann. Die Zuführvorrichtung 26 umfasst bevorzugt ein Dampfhorn 30 mit einer inneren ringförmigen Wand 32, die einwärts von dem Säulenmantel 12 beabstandet ist, um einen Strömungsdurchgang 33 wenigstens um einen Hauptbereich des Umfangs des Mantels 12 auszubilden. Die innere ringförmige Wand 32 ist bevorzugt nach und nach enger an dem Mantel 12 in der Strömungsrichtung des Zuführstroms angeordnet, so dass die radiale Breite des Strömungsdurchgangs 33 nach und nach in der Richtung der Strömungsrichtung des Zuführstroms abnimmt. Das Dampfhorn 30 umfasst eine Oberseite 34, die sich horizontal zwischen der inneren ringförmigen Wand 32 und dem Säulenmantel 12 erstreckt, um einen Durchgang des Zuführstroms, der sich innerhalb des Dampfhorns 30 bewegt, in Aufwärtsrichtung zu sperren. Mehrere Leitschaufeln 36 erstrecken sich aufwärts durch einen offenen Boden 38 des Zuführhorns 30 in dem Zuführstrom-Strömungsdurchgang 33. Die Leitschaufeln 36 sind derart konstruiert, dass sie den Dampf- oder Mischphasenstrom in einer Abwärtsrichtung ablenken, und sie sind in nach und nach zunehmenden Höhen in der Strömungsrichtung des Zuführstroms innerhalb des Dampfhorns 30 positioniert. In Bezug auf das Dampfhorn 30 können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, wie es beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5,605,654 beschrieben ist. Alternativ können andere Arten von Zuführvorrichtungen 26 verwendet werden, die im Stand der Technik bekannt sind. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es nur wichtig, dass der Dampf- oder Mischphasenzuführstrom, der auf die Zuführvorrichtung 26 trifft, teilweise oder vollständig in eine Abwärtsrichtung in den darunter angeordneten Übergangsbereich 20 umgeleitet wird.
  • Verschiedene Einbauten 40, wie beispielsweise Einsätze, regellose Füllkörper, strukturierte Füllkörper, Gitterfüllkörper, offene Sprühkammern und/oder nebeneinander angeordnete Beregnungseinrichtungen sind in der Kontaktzone 28 angeordnet. Wenn es sich bei der Säule 10 beispielsweise um eine Grobvakuumsäule handelt, so werden die Einbauten 40 einen Teil einer Waschzone umfassen, die derart ausgelegt ist, dass von einem Flashzonendampfstrom mitgerissene Restkomponenten entfernt werden. Die Waschzoneneinbauten 40 umfassen normalerweise Kontaktvorrichtungen, wie beispielsweise Einsätze oder Füllkörper, und Sprühdüsen oder Sammler, die den kontaktierenden Vorrichtungen Waschöl zuführen. Andere Kombinationen und Anordnungen der Einbauten 40 sind möglich und fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
  • Der Übergangsbereich 20 umfasst wenigstens eine und vorzugsweise mehrere Prallplatten 42, die derart konstruiert und positioniert sind, dass sie die Wirbelbewegung reduzieren oder verhindern, die auf den Hochgeschwindigkeitsdampf- oder Mischphasenzuführstrom ausgeübt werden kann, wenn dieser abwärts in den Übergangsbereich 20 mit Hilfe der Zuführvorrichtung 26 abgelenkt wird. Die Prallplatten 42 können den Säulenmantel 12 berühren, oder sie können von diesem beabstandet angeordnet sein, um es einem Teil des Zuführstroms zu erlauben, zwischen der Prallplatte 42 und dem Mantel 12 hindurchzudringen. Die Prallplatten 42 können eben oder gebogen sein, und sie können sich entlang nur eines Bereichs oder entlang der gesamten Längslänge des Übergangsbereichs 20 erstrecken. Die Prallplatten 42 können jeweils die gleiche Konstruktion aufweisen, oder Prallplatten 42 in einem Abschnitt des Übergangsbereichs 20 können in Bezug auf Prallplatten in anderen Abschnitten des Übergangsbereichs 62 anders konstruiert oder ausgerichtet sein. Die Aufgabe der Prallplatten 42 besteht darin, die Wirbelbewegung des Zuführstroms in dem Übergangsbereich 20 teilweise oder vollständig zu verhindern oder zu unterbrechen, um ein gleichmäßiges Dampfstrom- Strömungsmuster mit ausschließlich vertikalen Geschwindigkeitskomponenten zu erzeugen. Zudem verringern die Prallplatten 42 die Dampffehlverteilung, die auftreten kann, wenn der wirbelnde Dampf aufwärts durch die Zuführzone 24 in die darüber angeordneten Einbauten 40 aufsteigt. Es sollte klar sein, dass viele Modifikationen in Bezug auf die Prallplatten 42 möglich sind, um diese Aufgaben zu lösen, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ferner bezieht sich die Erfindung allgemein auf verschiedene Arten von Säulen 10, die einen Übergangsbereich 20 und einen Hochgeschwindigkeitsdampf oder Mischphasenzuführstrom verwenden, wie beispielsweise Säulen für unbehandeltes Rohöl, FCCU Schlammumlauf-Hauptfraktioniersäulen, Vsbreaker-Vakuum-Flasher, Schweröl-Vakuumtürme, Schweröl-Fraktioniersäulen, Coker-Hauptfraktioniersäulen, Visbreaker-Fraktioniersäulen, Flexicoker-Hauptfraktioniersäulen, Vakuumtürme für zurück gewonnenes Schmieröl.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, kann die Säule 10 eine Abschirmung 44 umfassen, die in dem Übergangsbereich 20 positioniert ist, um Flüssigkeit, die abwärts entlang der Innenfläche des Säulenmantels 12 fließt, vor dem wirbelnden Zuführstrom abzuschirmen, der ein unerwünschtes, erneutes Mitreißen der Flüssigkeit hervorrufen kann. Die Abschirmung 44 kann viele Formen annehmen und ist als eine kegelstumpfförmige Wand 46 dargestellt, die konzentrisch mit dem Übergangsbereich 20 des Säulenmantels 12 angeordnet und einwärts von dem Übergangsbereich 20 beabstandet ist. Geeignete Befestigungen 48 werden verwendet, um die Wand 46 an dem Mantel 12 zu befestigen. Der Abstand zwischen dem Mantel 12 und der Wand 46 bildet einen Ring 50, der einen Durchgang für Flüssigkeit erzeugt, so dass diese abwärts durch den Übergangsbereich 20 fließen kann, während sie von dem wirbelnden Zuführstrom abgeschirmt wird. Die Abschirmung 44 verringert somit die Flüssigkeitsmenge, die durch den Dampf mitgerissen wird. Prallplatten 42 werden bevorzugt in Verbindung mit der Abschirmung 44 verwendet, und sie können an einer Innenfläche der kegelstumpfförmigen Wand 46 befestigt sein.
  • Anhand der obigen Beschreibung ist zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung gut dazu geeignet ist, die zuvor beschriebenen Aufgaben zu lösen, wobei weitere Vorteile erzielt werden, die mit der Struktur einhergehen.

Claims (14)

  1. Stoffaustauschsäule, umfassend: einen äußeren Mantel (12), der einen offenen inneren Bereich innerhalb des Mantels definiert und einen oberen Bereich (14) mit einem vorgewählten Durchmesser, einen unteren Bereich (18) mit einem verringerten Durchmesser und einen Übergangsbereich (20) aufweist, der zwischen dem oberen Bereich (14) und dem unteren Bereich (18) positioniert ist und einen Durchmesser umfasst, der von dem vorgewählten Durchmesser in den verringerten Durchmesser übergeht; eine Dampf- oder Mischphasenzuführdüse (22), die wenigstens teilweise in dem oberen Bereich des Mantels positioniert ist, um einen Dampf- oder Mischphasenzuführstrom in den offenen Innenbereich des Mantels einzuleiten; und eine Zuführvorrichtung (26) innerhalb des offenen Innenbereichs, die derart positioniert ist, dass sie den Dampf- oder Mischphasenzuführstrom ablenkt, wenn dieser in dem offenen Innenbereich vorhanden ist; dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Ablenkplatten (42) in dem Übergangsbereich in einer vertikal beabstandeten Beziehung in Bezug auf die Zuführvorrichtung positioniert ist, um wenigstens einen Teil des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms, der dem Übergangsbereich zugeführt wird, abzulenken, nachdem dieser durch die Zuführvorrichtung abgelenkt wurde.
  2. Stoffaustauschsäule nach Anspruch 1, die eine Abschirmung (44), die einwärts von dem Mantel in dem Übergangsbereich beabstandet angeordnet ist, und einen Flüssigkeitsstromdurchgang (50) aufweist, der in einem Raum zwischen der Abschirmung und dem Mantel ausgebildet ist.
  3. Stoffaustauschsäule nach Anspruch 2, wobei die Abschirmung (44) eine ringförmige Wand aufweist, und wobei der Flüssigkeitsstromdurchgang (50) ein Ring ist, der zwischen der ringförmigen Wand und dem Mantel ausgebildet ist.
  4. Stoffaustauschsäule nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Ablenkplatten (42) an einer Innenfläche der ringförmigen Wand (44) positioniert sind.
  5. Stoffaustauschsäule nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die ringförmige Wand (44) eine kegelstumpfförmige Konfiguration aufweist.
  6. Stoffaustauschsäule nach Anspruch 1, wobei die Ablenkplatten (42) in dem Übergangsbereich (20) an einer Innenfläche des Mantels (12) positioniert sind.
  7. Stoffaustauschsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zuführvorrichtung (26) einen Dampftrichter (30) aufweist.
  8. Stoffaustauschsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die Dampf-Flüssigkeits-Kontaktierungsvorrichtungen (40) aufweist, die in dem oberen Bereich positioniert sind.
  9. Stoffaustauschsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ablenkplatten (42) eine ebene Konfiguration aufweisen.
  10. Stoffaustauschsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ablenkplatten (42) eine gebogene Konfiguration aufweisen.
  11. Stoffaustauschsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Zuführvorrichtung (26) Leitschaufeln (36) aufweist, um wenigstens einen Teil des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms in eine Abwärtsrichtung abzulenken.
  12. Verfahren zum Betreiben einer Stoffaustauschsäule (10) wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Zuführen eines Dampf- oder Mischphasenzuführstroms durch eine Zuführdüse (22) in einen offenen Innenbereich innerhalb eines oberen Bereichs eines äußeren Mantels (12) der Säule; Ablenken des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms in Abwärtsrichtung unter Verwendung einer Zuführvorrichtung (26), die innerhalb des offenen Innenbereichs positioniert ist und bewirkt, dass sich wenigstens ein Teil des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms abwärts mit einer Wirbelbewegung in einen Übergangsbereich (20) des Mantels bewegt, der eine abwärts geneigte Fläche in einer Abwärtsrichtung aufweist; und Ablenken der Wirbelbewegung des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms unter Verwendung von Ablenkplatten (42), die innerhalb des Übergangsbereichs (20) in einer vertikal beabstandeten Beziehung zu der Zuführvorrichtung positioniert sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem ein Flüssigkeitsstrom, der sich entlang der einwärts geneigten Fläche in den Übergangsbereich abwärts bewegt, in Bezug auf die Wirbelbewegung des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms abgeschirmt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem eine Abschirmung (44) einwärts der einwärts geneigten Fläche vorgesehen wird, um einen Flüssigkeitsdurchgang (50) auszubilden, in dem der sich abwärts bewegende Flüssigkeitsstrom von der Wirbelbewegung des Dampf- oder Mischphasenzuführstroms abgeschirmt wird.
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AU (1) AU2003226256A1 (de)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7104529B2 (en) * 2003-11-17 2006-09-12 Koch-Glitsch, Lp Method and apparatus for facilitating more uniform vapor distribution in mass transfer and heat exchange columns
US7744067B2 (en) * 2006-05-01 2010-06-29 Stone & Webster Process Technology, Inc. Three phase vapor distributor
EP1882506B1 (de) * 2006-07-27 2010-05-12 Sulzer Chemtech AG Eintrittseinrichtung für ein tangential in einen Apparat eingespeistes Fluid
DE502007003698D1 (de) * 2006-07-27 2010-06-24 Sulzer Chemtech Ag Eintrittseinrichtung für ein tangential in einen Apparat eingespeistes Fluid
WO2008103304A2 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Exxonmobil Research And Engineering Company Improved de-entrainment tray for high capacity operation
US8066949B2 (en) * 2008-09-26 2011-11-29 Exxonmobil Research & Engineering Company Scrubber for fluid coker unit
MY157710A (en) * 2009-04-29 2016-07-15 Amt Int Inc Vapor distributor for gas-liquid contacting columns
WO2011115678A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 Thiosolv, L.L.C. Systems and processes for improving distillate yield and quality
WO2014031742A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 Nascent Surgical, Llc Smoke evacuator and evacuation system
US9266035B2 (en) 2012-09-06 2016-02-23 Exxonmobil Research And Engineering Company Distillation tower feed device
US9410750B1 (en) 2015-01-23 2016-08-09 Technip Process Technology, Inc. Gas distributor for heat exchange and/or mass transfer column
CN106693432B (zh) * 2017-03-22 2023-12-12 中国石油大学(华东) 一种离心旋流除沫型气液混相进料分布器
CN110721494B (zh) * 2018-07-17 2021-12-14 中国石化工程建设有限公司 一种分馏塔进料分布结构和分馏塔
US11878260B1 (en) * 2022-07-30 2024-01-23 Chevron U.S.A. Inc. Three phase separation in a distillation column

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2233019A (en) * 1941-02-25 Dust collector
DE241042C (de) * 1910-07-27 1911-11-24
US3217469A (en) * 1963-03-21 1965-11-16 John S Eckert Feed device for gas-and-liquid contact tower
US3348364A (en) * 1965-10-23 1967-10-24 Nat Dust Collector Corp Gas scrubber with improved liquid separator
US3916021A (en) * 1973-03-21 1975-10-28 James D Hajek Liquid redistributor for a fractionating column
US4714542A (en) 1986-01-06 1987-12-22 Encon Associates Inc. Distillation vapor and feed mixing process
US4808350A (en) * 1987-08-26 1989-02-28 The Dow Chemical Company Liquid distributor apparatus for high turndown ratios and minimum fouling
US5106544A (en) 1990-01-31 1992-04-21 Glitsch, Inc. Method of and apparatus for vapor distribution
EP0440412B1 (de) 1990-01-31 1993-10-27 Glitsch, Inc. Dampfhorn
GB9226129D0 (en) * 1992-12-15 1993-02-10 Baker Salah A A process vessel
US5605654A (en) 1993-08-04 1997-02-25 Koch Engineering Company, Inc. Method and apparatus to improve vapor distribution in mass transfer and heat exchange columns

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