JP2001523542A - 揺動する蒸留塔用の液体分配器および対応する蒸留塔 - Google Patents

揺動する蒸留塔用の液体分配器および対応する蒸留塔

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JP2001523542A JP2000520876A JP2000520876A JP2001523542A JP 2001523542 A JP2001523542 A JP 2001523542A JP 2000520876 A JP2000520876 A JP 2000520876A JP 2000520876 A JP2000520876 A JP 2000520876A JP 2001523542 A JP2001523542 A JP 2001523542A
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ベルナール ダルドー、
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レール リキド、ソシエテ アノニム プール レテュドゥ エ レエクスプロアタシィオン デ プロセーデ ジョルジュ クロード
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Abstract

(57)【要約】 この液体分配器は、液体分配開口部を備え、かつそれぞれに液体供給手段（１０、１１）が設けられるＮ１個の第一の区画室（２２）を画定する一次分配器（１３）と、前記一次分配器（１３）の下に配置され、かつ実質的に蒸留塔（２）の全体断面を占める透孔加工された多孔底を有する深皿を備える二次分配器（１４）であって、前記深皿が仕切り（２５）によりＮ２（Ｎ２＞Ｎ１）個の第二の区画室（２４）に小分割される前記二次分配器（１４）と、を備える。浮上式油田プラットホームまたははしけ（バージ）上での酸素生産に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、揺動する蒸留塔用の液体分配器に関する。本発明は、特に海洋油田
プラットホームまたははしけ（バージ）のような浮上式構造体上に載置される空
気蒸留塔へ適用される。
【０００２】
【背景技術】
海洋油田プラットホームは残留ガスを生成する。経済上および環境上の理由の
ために、これらのガスを回収することが益々必要になっている。一つの方法は、
大量の酸素を消費するフィッシャー・トロプシュ法を使用し、残留ガスをより重
い炭化水素類に転化することから構成され、その炭化水素類は液体であり、した
がって輸送が容易である。
【０００３】 したがってプラットホームまたははしけ（バージ）上に空気蒸留塔を設置でき
ることは有用であるが、この形式の機器の適切な運転は重大な問題点を伴いつつ
実施せざるを得ない。具体的には第一の必須の点は、波動による塔軸の揺動にも
かかわらず、液体が塔頂部の全体断面を通して塔頂部において均一に配分される
ことである。
【０００４】 本発明の目的は、運転がこの種の揺動に殆ど影響されない液体分配器を提供す
ることにある。
【０００５】
【発明の開示】
この目的のために、本発明は揺動する蒸留塔用の液体分配器に関し、その分配
器は、 液体分配開口部を備え、かつＮ１（Ｎ１≧２）個の第一の区画室を形成する一
次分配器と、 第一の区画室のそれぞれへ液体をバランスして供給するための手段と、 一次分配器の下に配置され、かつ蒸留塔の全体断面をほぼ占める透孔加工され
た多孔底を有する深皿を備える二次分配器であって、その深皿は仕切りによりＮ
２（Ｎ２＞Ｎ１）個の第二の区画室に小分割される二次分配器とから構成される
分配器において、 液体を供給する一次分配器の開口部の断面積の合計に対する各第二の区画室の
面積の比は、１つの第二の区画室から他の１つへほぼ一定であることを特徴とす
る。
【０００６】 本発明の分配器は１つ以上の下記の特徴を有することができる。 すなわち、全ての区画室は、ほぼ同一の面積およびほぼ同一の多孔係数を有す
ること、 数Ｎ１は５未満であり、また数Ｎ２は数十の程度であること、 一次分配器は一次深皿を備え、その深皿の多孔底は、二次深皿の形状と同一の
形状を有し、かつ二次深皿が重ねられること、 前記供給手段は、相分離器、および上流側でこの分離器の下部へ接続され、か
つ第一の区画室のそれぞれと垂直に穿孔されるチューブへ下流側で接続される供
給導管を備え、チューブの対応する穿孔の断面積の合計に対する第一の区画室の
面積の比は、一つの第一の区画室から他の一つへ一定であること、 チューブは、供給導管に隣接する箇所に接続され、かつ分配器の中心軸に隣接
するオリフィスを有すること、 前記供給手段は、相分離器、およびその分離器の下部の隣接する箇所へ接続さ
れる穿孔されたチューブを備えることである。
【０００７】 本発明は、上記の分配器を有する蒸留塔にも関する。
【０００８】 そのような蒸留塔の一実施の形態において、前記液体分配器は塔の第一のレベ
ルに、特に塔頂部に配置され、かつ塔は、上記の第二の液体分配器を少なくとも
１つの第二のレベルにおいて備える。
【０００９】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施例を、添付の図面を参照してここに説明する。
【００１０】 図２乃至４に示される分配器１が、空気蒸留塔２の頂部に取り付けられるよう
に意図され、その塔は、二重空気蒸留塔の低圧塔であるように図１に模式的に示
される。
【００１１】 塔２は、二重蒸留塔（図示せず）の中圧塔として、図１に模式的に示される浮
上式構造体３上に固定される。二重塔は従来技術の全ての構成要素を明らかに有
するが、図１は本発明の理解に役立つ構成要素だけを示す。
【００１２】 具体的には塔２は、上部蒸留セクション４と下部蒸留セクション５とさらに分
けられる。両方のセクションは交差波形パッキングを有する。周知のようにこの
形式のパッキングは、重ね合わせた交差波形パッキングセクションまたはパッキ
ング部６を含み、それぞれパッキング部が、塔の全体断面を占める円筒形スラブ
の形態を有する。
【００１３】 それぞれのパッキング部６は、斜め波形を有する波形ストリップの積重ね部か
ら構成される。それぞれのストリップが垂直の共通平面を有し、全てのストリッ
プが同一の高さを有し、また波形は、一方向に交互に傾斜し、他方向に１つのス
トリップから次のストリップへ交互に傾斜する。かくして隣接するストリップの
波形は、多数の交差箇所において接触する。さらにパッキング部６は、塔の共通
軸に関して１つのパッキング部から次のパッキング部へ９０度だけ角度がずらさ
れる。上部セクション４の上方に塔は、塔の塔頂分配器１Ａである下記のような
分配器を有する。中間分配器１Ｂを構成する同様な第二の分配器は、セクション
４の下方でかつ蒸留セクション５の上方へ配置される。
【００１４】 運転中に、供給導管７を経て到着し、減圧弁８において塔２の圧力まで解放さ
れる「希薄液体」（中圧塔の塔頂から引き出される殆ど純粋な窒素）は、相分離
器９に導入される。分離器に収集された液体は、分離器の下部へ接続された供給
マニホールド１０を経て、それぞれが２個の下部オリフィス１１１を有する２本
の並列チューブ１１中に導入される。これらの２本のチューブは、塔の上部ドー
ム１０２内に配置され、かつ分配器１Ａの液体供給手段を形成する。分配器１Ａ
は、この液体を蒸留セクション４の上部パッキング部６の全体断面上に下記の方
法で供給する。
【００１５】 このセクション４により送出される酸素濃度の高い液体は、このセクションの
下面を通して中間分配器１Ｂ上に流下する。さらに導管１２を介して中圧塔から
得られた同一組成（中圧塔の底部から収集された酸素濃度の濃い空気）を有する
「濃厚液体」は、それぞれが上述のものと同一である減圧弁８、相分離器９、マ
ニホールド１０およびチューブ１１により形成される組立体により酸素濃度の高
い液体へ加えられる。その液体は、塔の全体断面にわたって分配器１Ｂにより完
全に再分配されて、下部蒸留セクション５の還流を形成する。
【００１６】 分配器１Ａと１Ｂの構造は、図２乃至４を参照してここで説明される。
【００１７】 分配器１Ａは、２つの部分、すなわち一次分配器１３とその下に配置される二
次分配器１４、および上述の供給手段９乃至１１を有する。
【００１８】 一次分配器１３には深皿が設けられ、その深皿は、上端部が開放され、水平底
部１５、およびこの底部から立ち上がる円筒形の周辺壁部１６を有する。底部１
５には、チューブ１１と平行な方向に細長い形状を有する６個のスロット１７が
備えられ、そのスロットは、一方では、周辺環状リングの自由空間を設けるよう
にし、他方では前記方向に平行な５片のストリップ部の自由空間を設けるように
している。このリングとこれらのストリップ部が、多数のＮ個の孔１８をもって
穿孔され、その孔は、分配される液体に含有される不純物による障害のリスクを
防止するのに十分な直径を有する。その数Ｎは、４ｍの直径を有する塔の場合に
は標準は１０００乃至３０００の程度である。
【００１９】 各スロット１７は、直立壁１９により完全に囲まれ、その直立壁は、周辺壁１
６と共に、上述のストリップ部に垂直の５つの直線状漏斗２０、および全ての漏
斗２０と連通する周辺環状漏斗２１を画定する。
【００２０】 さらに深皿が、２枚の相互に交差する垂直仕切り２３により等しい面積を有す
る４個の区画室２２に小分割され、その仕切りは、深皿の中心軸上Ｘ−Ｘで交差
しかつ塔の中心軸と一致する。仕切り２３の１枚は中央漏斗２０の中央を貫通す
る。
【００２１】 チューブ１１は、互いに隣接し、漏斗を分割する仕切り２３の両側に第３の漏
斗２０と垂直に配置され、１個のオリフィス１１１が、仕切り２３の交差箇所に
直ぐ隣接して、対応する区画室２２のそれぞれに開口する。１つの変形例として
、区画室当たり複数のオリフィス、および任意選択的に２本を超えるチューブ１
１を設けることができ、その必須の特徴は、一方では、それぞれの区画室に開口
するオリフィスの断面積の合計が同一であり、他方では、全てのオリフィスが互
いに近接し、このため塔が傾斜した場合に区画室は互いに同一の液体レベルを保
持する。
【００２２】 二次分配器１４は、２つの相違点を除き、一次分配器１３と同一である。
【００２３】 一方では仕切り２３が設けられていない。他方では、漏斗２０と２１が、壁１
９間および壁１９と周辺壁１６との間に延在する一群の垂直仕切り２５により４
個を超える区画室２４に小分割される。区画室２４の数、および区画室が配置さ
れる仕方は、区画室全てが同一の面積および同一の多孔係数、および大きくても
約３００ｍｍに等しい最大寸法を有するように選択される。
【００２４】 一次分配器１３と二次分配器１４は、直接重ねられ、すなわち一方の分配器の
壁１６または１９が他方の分配器の対応する壁の垂直伸張部に重なる。二次分配
器の少なくとも一部の壁の上部縁部は、一次分配器の底部１５へ固定されて、単
一ブロック組立体を形成する。
【００２５】 分配器１Ｂは、以下の事実を別として分配器１Ａと同一である。すなわち一次
分配器１３において、図２の鎖線により示されるように、隣接する漏斗２０を囲
む対をなす平行な壁１９は、二重傾斜屋根２６によりその上端部において接続さ
れ、かつこれらの屋根の真下に開口部２７の水平な列を有する。
【００２６】 運転中、塔２内を流下する液体は、中圧塔の塔頂からの窒素ガスを通して、塔
２の底部から収集された液体酸素を加熱して得られた酸素ガスと、物質と熱に関
して交換接触する。この酸素ガスは、塔２内を上昇するにつれて、次第に窒素濃
度が高くなる。
【００２７】 ガス流は、分かりやすくするために、図１に示されていない。しかしながら上
昇するガスが、図２の矢印により模式的に示されるように、問題を生じることな
く、スロット１７と開口部２７を経て分配器１Ａと１Ｂを通過することが分かる
。
【００２８】 構造体３が海上にあるとき、塔２の軸は、その通常の垂直位置の回りに揺動す
る。分配器１を説明するために上で使用された用語「水平」と「垂直」は、塔の
この中心位置を指すものと理解すべきであるが、塔が傾斜すると、チューブ１１
の束、底部１５、壁１６と１９、および仕切り２３と２５は、同一の角度だけ傾
斜するようになる。
【００２９】 二次分配器の小さいサイズの複数の区画室２４への仕切りにより、それぞれの
区画室２６の孔１８間のレベルの差は、軸Ｘ−Ｘの全ての位置に対して非常に小
さいままであり、その最大傾斜は標準的に５乃至１０度である。この結果、孔上
の液体の深さは、１つの孔から他の孔へわずかしか変化しない。強い供給が行わ
れる孔が、隣接する区画室の、弱い供給が行われる孔に近いので、これらの二つ
の流速は、真下にある蒸留セクションの上部パッキング部６の同一領域において
容易に相殺されることがさらに分かる。
【００３０】 液体が分配される均一性に対する傾斜の影響は、一方では、塔の面積の四分の
一である面積を有する４つの一次区画室２２による区画室２４の平衡された供給
によってさらに少なくなり、また他方では、傾斜が標準的には２０秒程度の比較
的短い期間で周期的に変動するので、各区画室２４における平均レベルが大幅に
変わる時間的余裕が無いことによりさらに少なくなる。
【００３１】 さらにチューブ１１とオリフィス１１１との接近により、軸Ｘ−Ｘの傾斜にも
かかわらず、区画室２２のバランスした供給ができる。この結果は、１つの変形
例として、分離器９の底部上の４つの隣接箇所から始まりかつそれぞれが対応す
る区画室２２と垂直に開口するオリフィス１１１を有する４本のチューブによっ
ても得ることができるであろう。
【００３２】 全体として、塔の全体断面を通して所期通り均一な液体の分配が得られる。
【００３３】 必要に応じて、それぞれの区画室２２には、それ自体で知られているように、
液体を再混合する手段、例えば壁１６から下向きの傾斜仕切りを具備することが
できる。
【００３４】 ＷＯ−Ａ−９０／１０ ４９７は、上述の交差波形パッキングと同様であるが 、違った仕方で穿孔されるパッキングをとりわけ記載する。ここで使用される用
語「交差波形パッキング」とは、そのようなパッキング、および同様なパッキン
グも含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の２個の液体分配器を具備しかつ浮上式構造体上に載置される
揺動する蒸留塔の概略図である。
【図２】 大きい尺度でかつ図３の線ＩＩ−ＩＩについての断面であり、図１の
蒸留塔の塔頂分配器の概略図である。
【図３】 この分配器の平面図である。
【図４】 図２の線ＩＶ−ＩＶについての断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】 さらに深皿が、２枚の相互に交差する垂直仕切り２３により等しい面積を有す
る４個の区画室２２に再分割され、その仕切りは、深皿の中心軸上Ｘ−Ｘで交差
しかつ塔の中心軸と一致する。仕切り２３の１枚は中央漏斗２０の中央平面を貫
通する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】 二次分配器の小さいサイズの複数の区画室２４への仕切りにより、それぞれの
区画室２４の孔１８間のレベルの差は、軸Ｘ−Ｘの全ての位置に対して非常に小
さいままであり、その最大傾斜は標準的に５乃至１０度である。この結果、孔上
の液体の深さは、１つの孔から他の孔へわずかしか変化しない。強い供給が行わ
れる孔が、隣接する区画室の、弱い供給が行われる孔に近いので、これらの二つ
の流速は、真下にある蒸留セクションの上部パッキング部６の同一領域において
容易に相殺されることがさらに分かる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 75 Ｑｕａｉ ｄ’Ｏｒｓａｙ 75321 Ｐａｒｉｓ Ｃｅｄｅｘ 07 Ｆｒａｎｃ ｅ (72)発明者 ダルドー、 ベルナール フランス国 エフ−78500 サルトルーヴ ィル リュ デ パヴィヨン 14 Ｆターム(参考） 4D076 AA15 BB03 BB25 CA11 CA16 CB02 JA01 JA05 4G068 AA03 AB12 AC20 AD07 AD16 AD20 AD42 AD44 AD49 AF19

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 揺動する蒸留塔用の液体分配器であって、 液体分配開口部（１８）を備え、かつＮ１（Ｎ１≧２）個の第一の区画室（２
    ２）を画定する一次分配器（１３）と、 前記第一の区画室のそれぞれへ液体をバランスして供給するための手段（９乃
    至１１）と、 前記一次分配器（１３）の下に配置され、かつ実質的に蒸留塔（２）の全体断
    面を占める透孔加工された多孔底を有する深皿を備える二次分配器（１４）であ
    って、前記深皿は仕切り（２５）によりＮ２（Ｎ２＞Ｎ１）個の第二の区画室（
    ２４）に小分割される前記二次分配器（１４）とを備える分配器において、 液体を供給する前記一次分配器（１３）の開口部（１８）の断面積の合計に対
    する各前記第二の区画室（２４）の面積の比が、１つの第二の区画室から他の１
    つへ実質的に一定であることを特徴とする分配器。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の分配器において、全ての第二の区画室（２４
    ）は、実質的に同一の面積および実質的に同一の多孔係数を有することを特徴と
    する分配器。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の分配器において、数Ｎ１は１０未
    満であり、また数Ｎ２は数十の程度であることを特徴とする分配器。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載の分配器において、前記一次分配器（１
    ３）は一次深皿を備え、前記一次深皿の多孔底（１５）は、二次深皿の形状と同
    一の形状を有し、かつ二次深皿が重ねられることを特徴とする分配器。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載の分配器において、前記供給手段は、相
    分離器（９）、および上流側でこの分離器の下部へ接続され、かつ前記第一の区
    画室（２２）のそれぞれと垂直に穿孔されるチューブ（１１）へ下流側で接続さ
    れる供給導管（１０）を備え、前記チューブ（１１）の対応する穿孔断面積の合
    計に対する第一の区画室の面積の比は、１つの第一の区画室から他の１つへ一定
    であることを特徴とする分配器。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の分配器において、前記チューブ（１１）は
    、供給導管（１０）に隣接する箇所に接続され、かつ分配器（１）の中心軸（Ｘ
    −Ｘ）に隣接するオリフィス（１１１）を有することを特徴とする分配器。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至４のいずれかに記載の分配器において、前記供
    給手段は、相分離器、および前記分離器の下部の隣接する箇所へ接続される穿孔
    されたチューブを備えることを特徴とする分配器。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７記載の液体分配器（１Ａ、１Ｂ）を備えるこ
    とを特徴とする蒸留塔。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の蒸留塔において、前記液体分配器（１Ａ）
    は塔（２）の第一のレベルで、特に塔頂部に配置され、前記塔は、請求項１乃至
    ７のいずれかに記載の第二の液体分配器（１Ｂ）を少なくとも１つの第二のレベ
    ルで備えることを特徴とする蒸留塔。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の蒸留塔において、第二の液体分配器（１
    Ｂ）の前記一次分配器（１３）は、実質的に前記塔（２）の全体断面を占め、か
    つその頂部の蒸留セクション（４）により供給される液体を直接受けることを特
    徴とする蒸留塔。
  11. 【請求項１１】 請求項８乃至１０に記載された蒸留塔であって、海洋油田
    プラットホームまたははしけ（バージ）のような浮上式構造体上（１８）に載置
    されることを特徴とする蒸留塔。
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