JP4557490B2 - 効率増強分留トレイ及びプロセス - Google Patents
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Description
(発明の分野)
本発明は分留トレイの効率を高めるための装置に関するものである。より具体的には、本発明は効率が増強された多重降流管分留トレイを提供するためのプロセス及び装置に関するものである。
【0002】
(発明の背景)
多重降流管分留トレイはW. Bruckertに対して発行された米国特許出願第3,410,540によって紹介されたものである。この引例は多重降流管トレイの特徴的な構造と構成部品の配置について述べている。これらはトレイ全体にわたって広がる長く狭い、そしてトラフ状の降流管を含んでおり、トレイデッキの長方形エリアがそれらの降流管を隔てている。垂直方向で隣接したトレイ上での従来の長方形状の降流管と降流管の横軸方向の構成も示されている。
【0003】
多重降流管トレイはその性能の高さで知られている。従って、Hydrocarbon Processingの1998年8月号の53ページに掲載された"High-Capacity Distillation"と題する論文と、Chemical Engineering Processの1999年1月号、23ページから始まる論文でも紹介されている。これらの論文は垂直方向で隣接したトレイ上での降流管の横軸方向の配置構成を示しており、これらのトレイを用いた分留カラムの蒸気及び液体について述べている。
【0004】
多重降流管トレイの1つの降流管の底部から落下する液体はその下側に隣接するトレイの蒸気−液体接触エリア上に流れ落ちる。この技術領域では、デッキ上に落下する液体がそのデッキを突き抜けてしまい、従って意図された蒸気−液体接触のステップを経由しないことがあり得ることが知られている。米国特許出願第5,209,875はこうした問題を克服するために、デッキと降流管との間に懸架された貫通防止用パンの使用について紹介している。この貫通防止用パンは上側のトレイの降流管の液体出口の下側に配置されており、下側のトレイの降流管に対して垂直な向きを持っている。その降流管を出て行く液体はパン上に落下して、下側のトレイのデッキ上に流れ込む。
【0005】
(発明の要約)
本発明は複数の降流管分留トレイを含む分留カラムの効率を増強するように設計された新しい装置である。この装置は相互に横方向に取り付けられた垂直方向で隣接したトレイ間に懸架された液体分配パンを含んでいる。この分留パンは上側のトレイの降流管から広がる液体を回収して、それを隣接する下側の活性デッキ・エリアを通じて望ましいパターンで排出する。これによって液体は下側のトレイ上に、入口から下側のトレイの降流管までの所定の均一な距離で落下する。そしてその液体のすべてはそのトレイ上で均等な滞留時間を有することとなり、従ってこのトレイの分離効率が増大する。
【0006】
本発明の1つの幅広い実施の形態は第1の成分と第2の成分で構成される液体を、垂直方向で間隔を置いて配置された複数の降流管分留トレイを含み、蒸気をそれらトレイ上に設けられたデッキ・エリアを通じて上昇させ、同時に液体が各トレイの少なくとも1つの降流管形成部分内に同時に回収されて、上記第1のトレイの降流管内に回収された液体がその降流管の下部に配置された開口部を通じてその降流管から出て行くようにする分留条件で作動される分留塔内に配置された上側の第1のトレイ上に送り込むステップと;第1のトレイの降流管の下部に設けられた前記開口部から下方に送られる液体を上記第1のトレイと下側の第2のトレイの間に懸架された液体回収分配パン内に回収するステップと;そして上記液体回収パンから上記第2のトレイのデッキ・エリア上に第2のトレイの降流管に平行に位置を揃えられたパターンで液体を放出するステップで構成されるプロセスと特徴付けることができる。
【0007】
本発明の第2の幅広い実施の形態は、分留塔で分留を行うための装置であって、この装置は上側の第1のトレイと下側の第2のトレイで構成され、上記第1及び第2のトレイは両方ともトラフ状の降流管とその降流管に隣接して配置された蒸気−液体パネルを含んでおり、さらに上記第1のトレイの降流管は上記第2のトレイの降流管に対して横方向の向きであると同時にその降流管の底部に少なくとも2つのグループの液体出口を有し、さらにその装置は上記第1のトレイの降流管と上記第2のトレイのデッキとの間の中間レベルに取り付けられた液体分配装置を含んでおり、この液体分配装置は上記第1のトレイの少なくとも2つの降流管の液体出口から落下する液体を受け入れるのに十分な長さを有すると同時に、上記第2のトレイの降流管と平行に位置を揃えられた少なくとも1列の液体出口を有しており、それによって上記第1のトレイから上記液体分配装置内に流入する液体が上記デッキ・パネルに隣接した降流管から均等な距離で下側の第2のトレイのデッキ・パネルを通じて分配されることを特徴としている。
【0008】
(実施の形態の説明)
分留トレイは石油及び石油化学工業においてほとんど無限の多様性をもった分離工程を行うためのものである。分留トレイは、例えば、パラフィン類、芳香族化合物、及びオレフィン類の分離において用いられる。トレイはアルコール、エーテル、アルキル芳香族、モノマー、溶媒、無機化合物など特殊な化合物を分離するため、そしてナフサを含む石油抽出画分などの幅広い沸騰混合物の分離において用いられる。こうした大きな利便性は異なった利点や欠陥を有する多様なトレイの開発をもたらした。
【0009】
広範に用いられている1つのタイプのトレイは上に示した引例にも述べられている多重降流管トレイである。多重降流管トレイはいくつかの際立った物理的特性を有している。例えば、多重降流管トレイはクロスフロー・トレイでよく見られる受け入れパンを有していない。これは1つの降流管の底部の下側に配置されたトレイ・デッキの通常は孔の開いていない部分である。これはクロスフロー・トレイの、上記降流管を通じで下方に流れる液体がそのトレイの穴のあいた部分上に水平方向に送られる前にあたる領域である。従来型のトレイでは、受け入れパンは通常すぐ上の分留トレイからつながる降流管のすぐ下に配置される。これは、トレイの水平方向表面エリアが降流管手段として機能するエリアと、通常デッキと呼ばれる平坦な蒸気−液体接触エリアに分かれているだけの多重降流管トレイとは異なっている。すぐ上に配置されているトレイから降流してくる液体を受け入れる役割の穴なしのエリアは存在しない。
【0010】
多重降流管タイプの分留トレイのもうひとつの際立った特徴は、トレイ全体に等しい距離で間隔をおいて比較的多数の並列降流管が設けられていることである。各トレイは同様の設計の、そうした降流管を1−15個の範囲で受け入れることができる。これらの降流管は、主にそのトレイの円周に沿ってではなく、そのトレイの表面にそって分散配置されているので、より一般的なクロスフロー分留トレイのものと比較して比較的密集して配置されている。同じ多重降流管トレイの隣接する降流管間の(その側面間で測った)距離は0.2−1.0メートルの間の範囲である。これによって、上から見ると、分留トレイの上面全体に均等に間隔を置いて交互に配置されたデッキ・エリアと降流管手段で構成されている独特のデザインのトレイがもたらされる。
【0011】
多重降流管トレイの降流管の構造はクロスフロー分留トレイ上で用いられる降流管と比較しても独特である。多重降流管トレイの降流管はすぐ下の分留トレイまでずっと延びてはいない。むしろ、それら2つのトレイ間の円筒形内部空間内でずっと高い中間位置で止まっている。上側のトレイから降りてくる降流管は従って、通常、下側のトレイのデッキ面及び下側のトレイの降流管の入口の上方で止まっている。1つのトレイの降流管への入口はそのトレイの出口堰として機能し、そして上記降流管の底部は通常下側のトレイの出口堰よりかなり上方に位置する。降流管の水平方向端部断面は長方形から三角形までの非常に多様な形状を有している。
【0012】
多重降流管分留トレイの1つの非常に際立った特徴は、その降流管の底部近くに液体密封手段が設けられていることである。従って、降流管の底部はその降流管から出ようとする液体の直接下降フローを遅らせるのに十分な程度に封止される。これによって泡の蓄積及び保持が可能となり、透明な液体と放出される蒸気への分離が可能となる。蓄積された液体は降流管の底部部分の開口部を覆って、蒸気の上昇フローに対してその降流管を密封する。この液体密封出口はすぐ下に位置するトレイのデッキよりかなり上方に位置する。その降流管の下部部分に回収された透明な液体は降流管の底部の開口部を通じてすぐ下のトレイ上にこぼれ落ちる。望ましい場合、一部の液体がその降流管の側面の開口部を通じて出て行くようにしてもよい。これらの開口部は好ましくはグループ化されており、そうしたグループは出て行く液体がすぐ下のトレイの降流管に流れ込まないように配置される。
【0013】
多重降流管トレイは高い蒸気及び液体容量と、作動速度のかなりの範囲で効果的に機能する能力を有している。しかしながら、他のタイプのトレイは多重降流管トレイより高い効率を示す場合もある。これは、液体が上記降流管の縦樋から次の下側トレイのデッキに落ちる液体が、そのトレイ上で種々の液体流路長及び液体保持時間をつくりだすからである。これは一部には垂直方向に隣接したトレイの降流管の好ましい横方向配置構成によって生じている結果である。この横方向配置構成は上側の降流管の下に設けられた多数の比較的小さな間隔で隔てられたゾーンで、液体がその降流管縦樋から流れ出るようにしている。これらゾーン間の感覚はその上側の降流管間の間隔と等しくなるように設定されている。そしてこの液体はこれらのインパクト・ゾーンから流出しなければならない。この降流管上の一部のポイントは他のものと比較してインパクトからより遠くにある。従って、液体がデッキ上に流れ落ちるゾーン間にある上記下側トレイの出口降流管のそれらの部分に対するより大きな距離上を流れるのにはより時間がかかることになる。液体の滞留時間が不均等であることがトレイの効率を低下させるのである。例えば、淀んだ液体と持続的に接触することは物質移転をさらに促進することにつながる。
【0014】
本発明の目的はより高い分離効率を有する多重降流管トレイを提供することである。本発明の別の目的はトレイデッキを通じての液体流路の長さが一定で均一である多重降流管トレイを提供することである。本発明のさらに別の目的は分留により揮発性化合物を分離するための改善されたプロセスを提供することである。
【0015】
本発明は各トレイ上で1つ又は複数の独特な液体回収及び再分配装置を用いることで上記の課題を達成する。これらの装置は上側のトレイからの液体が下側のトレイのデッキにぶるかる前にその液体の少なくとも大部分を遮断して、その液体を下側の降流管に対して平行な線にそって下側のトレイのデッキ上に再分配する。従って、そのデッキ上に液体が落下する箇所から、その液体が降流管の開放された入口に流れ込むことによってそのトレイから出て行くまでの均一な長さの液体流路が提供されるのである。
【0016】
過去における多重降流管トレイの性能を改良しようという種々の努力は降流管から下方に流れる液体とそのトレイデッキへの衝撃の問題を中心としている。例えば、上に触れた貫通防止パンは液体を遮断して、それをトレイデッキの穴を無理やりに通リ抜け、液体が下側のトレイを迂回してしまったり、あるいは蒸気穴を使用できなくしてしまうことがないように、より広いエリアに分配するという機能を果たしている。本発明による装置の機能はこれとは別である。第1に、この装置は単に遮断するというよりは、液体を能動的に回収、保持する。これには本装置が一定の範囲の、壁で囲まれた液体保持体積を有していることを必要としている。第2に、本発明による装置は、下側のトレイの降流管に平行に位置を合わせられた非常に制御された、狭い、そして細長いパターンですぐ下側のトレイに液体を分配する。平らな表面の貫通防止パンの場合のように液体がこの装置からいろいろな方向にあふれ出てしまうような事態は発生しない。従って、本発明による追加的要素は液体流増進装置と表現することも可能であろう。
【0017】
上記降流管の全長にそって、隣接降流管間の長く狭い帯状箇所に液体を貯留することで、トレイ上での液体の滞留時間がその液体全体に対して均等化される。これらの流路は平行であり、比較的淀んだ箇所はなくなる。トレイのそれぞれの箇所及び全体的効率の両方が改善される。
【0018】
本発明による装置は分留塔で分留を行うための装置と特徴付けることができ、この装置は、両方とも上記降流管に隣接したトラフ上の降流管及び蒸気−液体デッキ・パネルを有している上側の第1のトレイと下側の第2のトレイで、上記第1のトレイの降流管が上記第2のトレイの降流管とは異なった向きになっており、その降流管の底部でひとまとめにされた液体出口を有している第1及び第2のトレイと;上記第1のトレイと上記第2のトレイのデッキの間の中間的レベルで取り付けられ、上記第1のトレイの少なくとも2つの降流管の液体出口から落下する液体を受け入れるのに十分な長さで、上記第2のトレイの降流管と平行に位置が揃えられた少なくとも一列の液体出口を有しており、それによって上記第1のトレイからその内部に落ち込む液体が上記デッキ・パネルに隣接した降流管から均等な距離で下側の第2のトレイに分配されるようになっている少なくとも2つの液体分配装置で構成されている。
【0019】
本発明の全体的なプロセスは図面に最もよく示されている。図1は上側の多重降流管分留トレイ1と下側の多重降流管分留トレイ2を示している。これら上下方向で隣接したトレイ上の降流管は多重降流管分留トレイの場合に通常用いられる方法で相互に垂直の方向に向けられている。これは必要条件ではないが、そのトレイの異なった部分からの液体と蒸気の混合などの多くの利点を与えてくれる。隣接トレイの降流管は60度など他の角度で配置されてもよい。揮発性化学物質の分留に用いられた場合、実際には高度の気泡として存在する液体は分留トレイの上面に滞留する。液体の気泡化あるいはエアレーションは上記トレイのデッキ6の表面全体に比較的均一に分散されている多数の穴11を通じて蒸気が上方に通り抜けていくことによって起こされる。これらの穴は通常は小径の円形開口部であるが、米国特許出願第5,975,504に示されているような『ふるい式』開口部と蒸気誘導溝あるいは『弁』などのタイプの穴を混ぜ合わせて使用すること知られている。気泡あるいは液体はこれら2つの降流管の上部の降流管入口堰から溢れて、降流管3の上部に流入する。正しく作動していれば、泡は蒸気を放出して『澄んだ液体』を形成し、これが各降流管の下部に蓄積される。蓄積された液体は降流管の底部部分に沿って所定の位置に開始されたグループ化された出口12を効果的に密封する。この図に示されている4つの降流管のそれぞれは長く、狭い箱状の降流管を形成するように配置された2つの側壁4と2つの端面5で構成されている。平行な側壁4はこうした降流管の構造としては多くの場合に用いられている。しかしながら、降流管は三角形や三角錐台などのような異なった断面で形成されてもよい。
【0020】
降流管3の底板の液体出口12は降流管から広がる液体がすぐ下側トレイの降流管の入口に直接流入しないように、縦樋グループからは離れて配置されている。つまり、上側トレイの出口12は下側のトレイの降流管の入口の真上には配置されていない。その代わりに、これらの出口12は上側トレイの降流管からでてくる液体がすぐ下のトレイの降流管間の1つの箇所でデッキ上に落下するように配置されている。本発明は蒸気2つの分留トレイ1と2の間の中間の高さに懸架された液体回収分配装置7を提供する。これらの装置は上記2つのトレイのデッキ層の間の円筒状の空間内部に配置されている。機能するためにはそれらの入口は上側トレイの降流管の縦樋の下に存在していなければならない。それらは又下側のトレイのデッキ上で望まれる活発な泡立ちに対する干渉を制限するために、下側トレイのデッキの上方に存在していなければならない。液体回収分配装置7はその装置7を上側トレイか下側トレイ、あるいはその両方に固定する種々の機械的構成で所定の場所に保持することができる。これらの分配装置は上のトレイの降流管に取り付けてもよい。あるいは、独立の水平部材が分留塔の内部空間を通じて延びて分配装置7を支えるような構造でもよい。分配装置7は水平方向で分留塔の外面の内側表面に届き、それによって上記分配装置7のそれぞれが壁面か既存の分留トレイに取り付けることでその塔の内部に独立に取り付けることができるようにしている一体化された延長部を有するような構造も可能である。上記液体回収分配装置7を塔支承部に使用させる方法は本発明の制御上の特徴ではない。
【0021】
液体回収分配装置7は出口開口部12を通じて降流管の底部から出て行く液体を遮る。1つの好ましい実施の形態においては、それらの分配装置のそれぞれは液体がその装置から流出しないようにするために傾斜した側面8から斜め上方に延びた多数の側翼9を有している。この方法では、上側トレイからの液体は装置7内部の空間内に回収される。そしてその液体はその分配装置7の長さ方向に沿って水平に流れる。これによって分配器内に比較的均等な液面がつくりだされ、そしてその液体が分配装置7の側面の長さ方向に沿って設けられた多数の開口部10を通じて装置7の外部に流出する。この分配装置はすぐ下側のトレイ2の降流管3と平行に位置が揃えられているので、液体回収分配装置7から外に出てくる液体はその下側のトレイの降流管2に平行な直線上の下側トレイ2のデッキ6上に貯留される。
【0022】
デッキ・パネルの両側が降流管によって境界となっている場合、液体はそれら降流管の中央の線で貯留される。トレイの端部で、1つの降流管と塔壁面の内側表面との間に2つの半月状デッキ・パネルが設けられている。このデッキ部上方のすべての液体回収分配装置もその壁面近くで滞留する液体をできるだけ少なくするために上記降流管よりその側面に近い位置に配置されるのが好ましい。降流管間で1つデッキ・パネルあたりただ1つの分配装置7が用いられ、各半月状部材で1つの分配装置7が用いられると仮定すると、液体回収分配装置7の数は1つのトレイ上の降流管の数に1足した数に等しくなる。
【0023】
図2は別構造の上記液体回収分配装置あるいは『フロー増強』装置7の平面図を示している。この特殊な形状の装置は一列の穴10が設けられた平たい底板を有している。この分配装置は3対の液体回収翼9を有している。図3はこの実施の形態による分配装置の側面図で、好ましくはその分配装置の端部を密封する端部板16を示している。
【0024】
図4に示す装置は図5に示すその主要アクセスの方向に沿って見た場合に、V字型端部形状あるいは側面を有している。この装置は2つの側壁8で形成されており、翼部9が外側上方に突き出ている。この翼部の傾斜は側壁の傾斜とは違っていてもよい。各分配装置7の端部は好ましくはその装置の断面と同じ形状を有する端部板によって塞がれている。従って、この装置は液体保持体積を有している。図4に示すこの液体回収分配装置7は2列に配置された液体出口用穴10を有している。
【0025】
この分配装置7の口部あるいは上側開口部の幅は、好ましくは上記降流管の入口開口部の幅とほぼ等しくなっている。この分配装置7は塔を通じて上昇する蒸気の流路内に配置され、蒸気流に干渉する。従って、分配装置の全体的な大きさとその上昇する蒸気への影響をできるだけ小さくするのが好ましい。このことはその分配装置から外側に延びている翼部9の使用が好ましいことと関係している。これらの翼部の長さはかなりのものであってもよく、すぐ下側のトレイの降流管内の液体出口開口部12のグループの長さによって決められる。つまり、縦樋エリアが細長ければ、より長めの翼部が必要となる。
【0026】
図6は分配装置の口部に溶着された1対の翼部を有するブリッジ片18を特徴とする、断面が三角形の分配装置7を示している。このブリッジ片18は図2−4に示す翼部9と同じ液体回収機能としての役割を果たす。さらに、このブリッジ片はその装置の硬化材料及びX字筋違いとしての役割を果たす。これらのブリッジ片は多数の穴を有しており、その穴を通じて液体が流れることができるが、それらにぶつかる落下液を中断させ、速度を緩める構造であることが望ましい。これによってブリッジ片は分配装置の底の開口部10を直接通過してしまう液体の量を減らす貫通防止パンとして機能することができる。この分配装置内に液体が保持されることもこれに役立つ。
【0027】
図7は図6の分配装置7の本体を示す平面図である。図8は図6の分配装置の断面端図で、その分配装置の入口に翼部のついたブリッジ片が配置されている様子を示している。この分配装置の種々の構成部品に許容される相対的サイズの一例として、上部から底部までの距離bは、例えば約90mm、距離gは約125mm、距離fは約220mm、そして距離cは約205mmである。この実施の形態では、傾斜した翼部9は側壁8の延長ではなく、分配装置に取り付けられている。
【0028】
図9は円筒型外壁15を有する分留塔の小さな断面を通じて見た図である。この図も上側の分留トレイ1と下側の分留トレイ2を示している。これらのトレイは両方とも多重降流管トレイで、3つの降流管3で構成されている。図1の場合と同様、各降流管は大きな平面状無孔側壁4と平面状降流管端壁5で形成されている。この図は上側のトレイ1上に配置されている4つの分配装置7からの液体が、上側のトレイの降流管間の箇所で上記塔を通じてどのように下方に分配されるかを示している。
【0029】
図9は上側と下側の分留トレイの中間に配置された1つの液体回収分配装置7を示している。この装置の右側の部分は上のトレイの降流管から下向きに延びた支承部材13によって支承されている。装置7の左側の部分も上向きに、そして上側トレイ1のデッキを通じて延びている2つの支承ロッド14によって支承されている。液体回収分配装置7を支承するこれら2つの異なった方法を示したのは単に、その装置を支承するための多くの機械的方法が当業者には明らかであることを強調するためである。図9は2つの分留トレイ間に配置された液体回収分配装置7が下側トレイ2上の降流管の長さと同じ長さを有していることを示している
。塔が3つ以上の降流管を有するトレイを用いていることを仮定すると、これらの降流管は異なった長さをもつことになり、より短い方の降流管はそのトレイの端部近くに配置される。この液体回収分配装置7の長さも同様に変化する。
【0030】
図10は1つのトレイを形成する2つの平行な降流管3間の中央に配置された液体回収分配装置7を示している。好ましくは、この場合のように3つの降流管を有するトレイにはそれらの降流管の間に少なくとも2つの分配装置7が取り付けられており、オプションとしてはそのトレイの半月形あるいは端部にさらに2つの装置を取り付けることも可能である。この液体回収分配装置はボルトや溶接など図示されていない手段で上記デッキに取り付けられた3つの垂直な仕切り棒17によってそのトレイの全体として水平なデッキ6上に支承されている。この取り付けは上記デッキ全体に均等なパターンで設けられている多数の蒸気開口部11の一部を用いて行うこともできる。この装置7の端部板はその装置の端部に取り付けられた仕切り棒17の一部を用いて形成することができる。液体分配装置7の底部は蒸気や液体の望ましいフローに過当な干渉を及ぼさないように、そのデッキの上部表面から十分に離れた上方の位置に配置される必要がある。この液体回収分配装置はその分配装置の主要軸と上記2つの降流管の側壁との間の距離Lが等しくなるように、隣接する降流管間の中央に、それらと平行に配置される。トレイの降流管の長さは塔内部で可能な脊索長に応じて変化する。
【0031】
通常は分配装置7の端部は無孔性の端部板16によって密封されることが好ましいが、トレイ端部の形状及びトレイ・レイアウトの都合上、上記端部板に開口部を設けるのが好ましい場合もある。これにより液体は装置7の端部からトレイの端に流出することができる。この目的は、液体の滞留時間が不都合なほど長い場合にトレイ端部での滞留エリアをなくす、あるいはできるだけ減らすことである。
【0032】
図11は3つの降流管を有する多重降流管を示す図である。降流管の縦樋から排出される液体を回収するためにトレイの下側に配置された2つの分配装置7の位置が破線で示されている。これらの分配装置は降流管に対して垂直な位置関係にある。
【0033】
本発明による液体回収分配装置は新しい分留塔で既存の塔に設置される新しいトレイの一部として用いることができるし、あるいは1つの塔内にすでに存在している多重降流管に付加することもできる。
【0034】
本発明の1つの好ましい実施の形態は分留プロセスと特徴付けることができ、この分留プロセスは、第1と第2の揮発性成分で構成される液体を、垂直方向に間隔をおいて配置された複数の降流分留トレイを含み、それらトレイ上に設けられたデッキ・エリアを通じて蒸気を上昇させる分留条件下で作動される分留塔内に配置された上側の第1のトレイに、上記降流管の下部に配置された開口部を通じてその降流管を出て上記第1のトレイの降流管に集められている液体と共に送り込むステップと、上側の第1のトレイの降流管の下部の前記開口部から下方に送られる液体を上記第1のトレイと下側の第2のトレイとの間に懸架され、上記第2のトレイと平行に配置されている液体回収分配パン内に回収するステップと、そして、上記液体回収パンから上記第2のトレイにデッキ・エリア上に、上記第2のトレイの降流管に平行に位置を揃えられたパターンで排出するステップを含む分留プロセスと特徴付けることができる。このパターンは上に述べたように1つの線のような形状をしていてもよく、あるいは分配装置の開口部の平行線に従った複数の線の形状であったてよい。それらの線には、構造的な配慮から小さな中断部分があってもよい。しかしながら、これらのパターンは細長く、いずれか2つの境界を形成している降流管の間の中央に配置され、好ましくは長さが下側のトレイの降流管とほぼ等しく設定されている。このパターンは落下する液体の衝撃を緩和するために例えば5−15cm程度の一定の幅を持ち、それによってデッキの貫通を避けると共にデッキの活性を保持する役割を果たす。
【0035】
分留塔の作動条件はその塔内部で分離される化合物の物理的特性によって決められる。塔の作動温度及び圧力はその塔の運転コストをできるだけ低くし、その他の商業的目的に対応するように上記の制約の範囲内で変えることができる。作動温度は極低温分離で用いられる非常に低い温度から化合物の熱安定性を調べるための温度までの広い範囲にわたる。従って、本プロセスのための塔に適した条件は約−50℃から約250℃までの広い範囲の温度を含んでいる。この塔は供給原料の少なくとも一部が液体として存在できるような圧力で作動する必要がある。高圧はずっとコストがかかる外側容器とリボイラやオーバーヘッド・コンデンサなどの付帯機器を必要とする。従って、一般的には、それが塔の運転に悪影響を及ぼさない限り、運転可能な温度範囲の低めの部分で塔を運転するのが望ましい。分留圧力は大気圧以下の圧力から約35バールまでの範囲である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 上側の第1のトレイ1から液体分配パン7、そして下側トレイ2のデッキへの液体の下方への流動を示す斜視図である。
【図2】 図2は図1の液体分配パン7における多数の異なった構造的実施形態のうちの2つを示す図である。
【図3】 図3は図1の液体分配パン7における多数の異なった構造的実施形態のうちの2つを示す図である。
【図4】 図4は図1の液体分配パン7における多数の異なった構造的実施形態のうちの2つを示す図である。
【図5】 図5は図1の液体分配パン7における多数の異なった構造的実施形態のうちの2つを示す図である。
【図6】 図6は分配パン7の受け口上に翼部のついたブリッジ片18を配置した液体分配パンの1つの変形例を示す図である。
【図7】 図6の分配パンの主要要素の内部を上から見た図である。
【図8】 図6の分配パンの端部を示す図である。
【図9】 上側トレイ1と下側トレイ2を含んでいる分留トレイの水平方向断面を示す図である。
【図10】 上記トレイデッキ6に固定された3つの仕切り柱17によってデッキ上に懸架された液体分配パンを有している単一分留トレイの斜視図である。
【図11】 上記トレイの下側の2つの分配装置7の位置を示すトレイの図である。
Claims (10)
- 分留プロセスにおいて、
(a)第1の成分と第2の成分で構成される液体を、トラフ状の降流管とその降流管に隣接して配置された蒸気−液体デッキ・パネルを有して垂直方向に間隔をおいて配置された複数の降流管分留トレイを含み、それらトレイ上に設けられたデッキ・エリアを通じて蒸気を上昇させる分留条件下で作動される分留塔内に配置された上側の第1のトレイに送り込むステップと、
(b)第1のトレイの降流管の底部に設けられた液体出口から下方に送られる液体を、第1のトレイと下側の第2のトレイとの間に第1のトレイの降流管と交叉する向きに懸架されたV字型断面形状の液体回収分配パン内に回収保持するステップと、そして、
(c)前記液体回収分配パンから、該回収分配パンと同じ向きに降流管が配置された第2のトレイのデッキ・エリア上に液体を排出するステップと、
を含む分留プロセス。 - 液体回収分配パンに回収されるほとんどすべての液体が、該回収分配パンに設けられた開口部を通じて排出されることを特徴とする請求項1記載のプロセス。
- 液体が、第2のトレイの降流管とほぼ同じ長さに形成された液体回収分配パンから排出されることを特徴とする請求項1記載のプロセス。
- 下方に送られる液体が、第1のトレイと第2のトレイの間に配置された液体回収分配パン内で、第1のトレイの2つの異なった降流管の底部の液体出口から回収されることを特徴とする請求項1、2又は3のプロセス。
- 液体回収分配パンの数が、トレイ1個あたりの降流管の数より多いことを特徴とする請求項4記載のプロセス。
- 分留塔で分留を行う装置において、
(a) 両方ともトラフ状の降流管とその降流管に隣接して配置された蒸気−液体デッキ・パネルを有している上側の第1のトレイと下側の第2のトレイであって、第2のトレイの降流管は第1のトレイの降流管に対して交叉する向きに配置されており、第1のトレイの降流管の底部に複数の液体出口を1箇所にまとめて有している第1及び第2のトレイと、
(b) 第1のトレイと第2のトレイの前記デッキ・パネルの間の中間的レベルで取り付けられたV字型断面形状の液体回収分配装置であって、第1のトレイの少なくとも2つの降流管の液体出口から落下する液体を受け入れるのに十分な長さを有するとともに、開口部を第2のトレイの降流管と平行に位置が揃えられて少なくとも一列有しており、それによって第1のトレイからその内部に落ち込む液体がデッキ・パネルに隣接した降流管から均等な距離で下側の第2のトレイに分配されるようになっている液体回収分配装置と、
で構成された装置。 - 1つのトレイあたりの液体回収分配装置の数が、1つのトレイあたりの降流管の数より1つ多いことを特徴とする請求項6記載の装置。
- 液体流入用の穴を多数有する板状部材が、液体回収分配装置に設けられた両側壁の上部を跨ぐように架け渡され取り付けられていることを特徴とする請求項6記載の装置。
- 液体回収分配装置が、第1のトレイの少なくとも2つの降流管への取り付けによって支持されていることを特徴とする請求項6記載の装置。
- 少なくとも2つの液体回収分配装置が、第1のトレイの降流管の底部と第2のトレイの蒸気−液体デッキ・パネルとの間に取り付けられていることを特徴とする請求項6、7、8又は9の装置。
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DE102012204436A1 (de) * | 2012-03-20 | 2012-10-04 | Basf Se | Thermisches Trennverfahren |
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US4159291A (en) * | 1977-08-16 | 1979-06-26 | Union Carbide Corporation | Outlet means for vapor-liquid contacting tray |
DE3037757A1 (de) * | 1980-10-06 | 1982-04-22 | Výzkumný ústav chemických zarízeni Brno, Brno-Královo Pole | Trennkolonne |
CA1211364A (en) * | 1982-04-15 | 1986-09-16 | Jeremy B. Bentham | Apparatus for contacting a liquid with a gas |
US4994210A (en) * | 1990-03-01 | 1991-02-19 | Koch Engineering Company, Inc. | High efficiency distributor for gas-liquid contact column and method of preparation and use |
US5209875A (en) | 1991-12-30 | 1993-05-11 | Uop | Multiple-downcomer contacting tray with antipenetration devices |
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US6116583A (en) * | 1999-03-31 | 2000-09-12 | Uop Llc | Nestable fractionation tray antipenetration pans |
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