JP4722840B2 - Device for splitting a two-phase stream into two or more streams having a desired gas / liquid ratio - Google Patents

Device for splitting a two-phase stream into two or more streams having a desired gas / liquid ratio Download PDF

Info

Publication number
JP4722840B2
JP4722840B2 JP2006515729A JP2006515729A JP4722840B2 JP 4722840 B2 JP4722840 B2 JP 4722840B2 JP 2006515729 A JP2006515729 A JP 2006515729A JP 2006515729 A JP2006515729 A JP 2006515729A JP 4722840 B2 JP4722840 B2 JP 4722840B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
liquid
stream
flow
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2006515729A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007533419A (en
Inventor
モーテン・ミューラー
Original Assignee
モーテン・ミューラー・リミテッド・アンパルトセルスカブ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by モーテン・ミューラー・リミテッド・アンパルトセルスカブ filed Critical モーテン・ミューラー・リミテッド・アンパルトセルスカブ
Publication of JP2007533419A publication Critical patent/JP2007533419A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4722840B2 publication Critical patent/JP4722840B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems
    • F17D1/005Pipe-line systems for a two-phase gas-liquid flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

The invention is a device (30) for splitting a two-phase inlet stream (41) into two or more outlet streams (42, 43). The device can be designed to maintain close to identical vapor to liquid ratio in each of the outlet streams. The inlet stream to the device is routed via an inlet pipe (32) to a separator vessel (31). Below the inlet pipe entrance in the vessel an impingement plate (33) is provided to break down the high velocity of the stream and to direct the stream towards the inner walls of the separator where liquid will impinge and separate from the vapor phase. In the separator vessel, separation of the liquid and vapor phases is achieved. Inside the separator two vertical suction channels (34, 35) are located. These suction channels are in fluid communication with the two outlet pipes (44, 45) through which the outlet streams are leaving the separator. The lower ends of the suction channels are submerged in the liquid phase (39). The suction channels are provided with apertures (36) in the side walls. Vapor is flowing though the fraction of the apertures that are above the liquid surface in the separator. When vapor is flowing through these apertures a pressure drop across the wall of the suction channel is generated. Consequently liquid is lifted up into the suction channel. The liquid is mixed with the vapor inside the suction channel and the two-phase mixture is flowing upwards through the channel and is leaving the separator and two-phase stream splitter through the outlet pipes.

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

発明の背景
発明の分野
本発明は、軽相流体(または軽い相から成る流体)および重相流体(または重い相から成る流体)から成る2相流入ストリーム(例えば、気体と液体とから成るストリーム)を2またはそれよりも多い流出ストリームに分けるためのデバイスに関する。本デバイスでは、各々の流出ストリームの気体/液体比が所望なものとなる。各々の流出ストリームの流速は、必ずしも同じにする必要はない。限定するものではないが、本発明は、並列な熱交換器、炉管(または煙管)、空気冷却器、化学反応器または配管設備に供給されるようにパイプまたはチャンネル内を流れる2相プロセス・ストリームを分割するのに適している。
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a two-phase inflow stream (eg, a stream consisting of a gas and a liquid) consisting of a light phase fluid (or a fluid consisting of a light phase) and a heavy phase fluid (or a fluid consisting of a heavy phase). Relates to a device for dividing the stream into two or more effluent streams. In this device, the gas / liquid ratio of each effluent stream is as desired. The flow rate of each effluent stream need not be the same. Without limitation, the present invention provides a two-phase process that flows in pipes or channels to be supplied to parallel heat exchangers, furnace tubes (or smoke tubes), air coolers, chemical reactors or piping equipment. Suitable for splitting a stream.

関連技術
2相ストリームを分けるには多くの処理ユニットが必要とされ、シンプルな対称的なパイピング・スプリット(または配管スプリット、piping split)またはT字管を使用するレベルから、より高性能な2相ストリーム・スプリッターを使用するレベルまで種々の手段が従来から用いられている。
Related Art A large number of processing units are required to separate a two-phase stream, from a level that uses simple symmetric piping splits (or pipe splits) or T-tubes to higher performance two-phases. Various means are conventionally used up to the level of using a stream splitter.

2相プロセス・ストリームを分けるためのデバイスは、一般的には6種類に分けることができる。   Devices for separating two-phase process streams can generally be divided into six types.

タイプ1:標準的なT字管を使用した対称的なパイピング・スプリット
常套的に、2相ストリームを分けるに際しては、標準的なT字管を使用して対称的なパイプ・スプリットを構成したり、相に応じて各々の分岐管へと2相ストリームを均等に分配したりしている。2相ストリームを4つの流出ストリームへと分ける対称的なパイピング・スプリットの例を、図1の等角投影図で示す。2相流入ストリームは、流入パイプ1内を流れている。
Type 1: Symmetric Piping Split Using Standard T-Tube Conventionally, when splitting a two-phase stream, a symmetric pipe split can be constructed using a standard T-tube. The two-phase stream is evenly distributed to each branch pipe according to the phase. An example of a symmetrical piping split that splits a two-phase stream into four effluent streams is shown in the isometric view of FIG. The two-phase inflow stream flows through the inflow pipe 1.

2相ストリームは、パイプ1によって第1T字管へと送られており、第1T字管で2相ストリームが2つの流出ストリームへと分けられている。図示する例では、T字管3の上流側には90°エルボ2が配置されている。液体に作用する遠心力に起因して、液体はエルボの内壁の外側近傍を流れる傾向がある一方、気体はエルボの内壁の内側近傍を流れる傾向がある。従って、エルボによって相分離が引き起こされ、気体と液体とがパイプの断面にわたって不均一に分布することになる。なお、上流側エルボ2によってもたらされるT字管3の分離機能への悪影響を最小限にするには、図示するT字管3で規定される面に対して垂直にパイプ1を設ける必要がある。T字管3によって分けられた2つの流出ストリームは、それぞれ、T字管5aおよび5bで更に2つの流出ストリームに分けられる。T字管5aの上流側にエルボ4aが設けられており、T字管5bの上流側にエルボ4bが設けられている。上流側エルボ2の場合と同様に、上流側エルボ4aおよび4bによってもたらされるT字管5aおよび5bの分離性能への悪影響を最小限にするには、図示するT字管5aおよび5bで規定される2つの面に対して垂直にパイプ7を設ける必要がある。このように、対称的なパイピング・スプリットを用いることによって、パイプ1内の流入ストリームが、パイプ6a,6b,6cおよび6d内を流れる4つ生成物ストリームへと分割されることになる。   The two-phase stream is sent to the first T-tube by the pipe 1, and the two-phase stream is divided into two outflow streams by the first T-tube. In the illustrated example, a 90 ° elbow 2 is arranged upstream of the T-tube 3. Due to the centrifugal force acting on the liquid, the liquid tends to flow near the outside of the inner wall of the elbow, while the gas tends to flow near the inside of the inner wall of the elbow. Thus, the elbow causes phase separation, causing gas and liquid to be distributed unevenly across the pipe cross section. In order to minimize the adverse effect on the separation function of the T-shaped tube 3 caused by the upstream elbow 2, it is necessary to provide the pipe 1 perpendicular to the surface defined by the illustrated T-shaped tube 3. . The two outflow streams separated by the T-tube 3 are further divided into two outflow streams by T-tubes 5a and 5b, respectively. An elbow 4a is provided on the upstream side of the T-shaped tube 5a, and an elbow 4b is provided on the upstream side of the T-shaped tube 5b. As in the case of the upstream elbow 2, in order to minimize the adverse effect on the separation performance of the T-tubes 5a and 5b caused by the upstream elbows 4a and 4b, the T-tubes 5a and 5b shown in FIG. It is necessary to provide the pipe 7 perpendicular to the two surfaces. Thus, by using a symmetric piping split, the incoming stream in pipe 1 is split into four product streams flowing in pipes 6a, 6b, 6c and 6d.

対称的なパイピング・スプリットは、2相流入ストリームを2つ以上の流出ストリームに分割する方法として最も広く用いられているものと考えられる。しかしながら、これまでのところ、そのような対称的なパイピング・スプリットの原理は、各々の流出ストリームに対して液体および気体を等しく分配できておらず、多くの場合、流出ストリームの各々の気体/液体比は同じになっていなかった。標準的なT字管を有する対称的なパイピング・スプリットの主たる問題は、ストリームの分割性能は、上流パイプ内の流れ機構(flow regime)に依存していることであり、また、関連する全ての条件で所望の分散流機構が維持されるとは限らないことである。分散流機構とは、フロー・チャンネルまたはパイプ内に存在する流れ機構であって、気体の連続相に小さい液滴が均一に分布する流れ機構、または、液体の連続相に小さい気泡が分布する流れ機構(気泡流)である。また、対称的なパイピング・スプリットの性能は、スプリットの上流側に設けられた配管に依存し得る。対称的なパイピング・スプリットの主な制限は、流出ストリームの各々の気体/液体比が大きく異ならないように、流出ストリームの流速を相互に同じにしなければならないことである。その他の制限としては、2つ,4つ,8つ,16つ・・・の流出ストリームにしか分けることしかできず、対称的に2相ストリームが分けられるにすぎない。従って、かかる対称的なパイピング・スプリットでは、3つ,5つ,6つ,7つ,9つ・・・の流出ストリームへと分けることができない。   Symmetric piping splits are considered the most widely used method for splitting a two-phase inflow stream into two or more outflow streams. So far, however, the principle of such symmetrical piping splits has not been able to distribute liquid and gas equally to each effluent stream, and in many cases each gas / liquid of the effluent stream The ratio was not the same. The main problem with symmetrical piping splits with standard T-tubes is that the stream splitting performance depends on the flow regime in the upstream pipe, and all the related The desired dispersed flow mechanism is not always maintained under certain conditions. A dispersed flow mechanism is a flow mechanism that exists in a flow channel or pipe, in which small droplets are uniformly distributed in a continuous phase of gas, or a flow in which small bubbles are distributed in a continuous phase of liquid. Mechanism (bubble flow). Also, the performance of a symmetric piping split can depend on piping provided upstream of the split. The main limitation of the symmetric piping split is that the flow rates of the effluent streams must be the same so that the gas / liquid ratio of each of the effluent streams is not significantly different. As other restrictions, it can only be divided into two, four, eight, sixteen, etc. outflow streams, and only a two-phase stream can be divided symmetrically. Therefore, such a symmetrical piping split cannot be divided into three, five, six, seven, nine... Effluent streams.

標準的なT字管を有する対称的なパイピング・スプリットの性能は、そのスプリットの上流側にて液体の表面張力を減少させる化学物質を加えると、向上するものと考えられる。液体の表面張力が減少すると、分散流機構がより遅い流速で達成することになる。そのため、広範囲の気体流速および液体流速にわたって、対称的なパイピング・スプリットの許容される性能が達成される。その一例は米国特許第5190105号に記載されている。米国特許第5190105号では、飽和蒸気および水の2相ストリームを分割するスプリットの上流側にて、界面活性剤を複数の注入ウェルから注入しており、それによって、各々の注入ウェルにおける品質(蒸気の割合)を同一にし、オイル・リザーバーから回収されるオイルを向上させている。   The performance of a symmetrical piping split with a standard T-tube is thought to improve when chemicals are added that reduce the surface tension of the liquid upstream of the split. As the surface tension of the liquid is reduced, the dispersion flow mechanism will be achieved at a slower flow rate. Thus, acceptable performance of symmetrical piping splits is achieved over a wide range of gas and liquid flow rates. One example is described in US Pat. No. 5,190,105. In US Pat. No. 5,190,105, surfactant is injected from multiple injection wells upstream of the split that splits the two-phase stream of saturated vapor and water so that the quality (vapor The oil recovered from the oil reservoir is improved.

タイプ2:羽根、バッフルまたはスタティック・ミキサー等の特別なインターナルが用いられたT字管
羽根、バッフル(または邪魔板)およびスタティック・ミキサー等のパイプ・インターナル(または挿入物、insert)を使用することによって、標準的なT字管の分割性能を向上させる試みが為されている。
Type 2: Uses T-tube blades, baffles (or baffles) and pipe internals (or inserts) such as static mixers with special internals such as blades, baffles or static mixers By doing so, an attempt has been made to improve the division performance of a standard T-tube.

第1の例は、米国特許第4396063号に記載されている。米国特許第4396063号では、Y分岐管から成るT字管の上流にスタティック・ミキサーが配置されている。各々の流出ストリームでの気体/液体比が同一となる良好な分割性能を得るためには、分散流を用いることが好ましい。分散流機構では、2相混合物が多少なりとも単一相流体として機能する。小さい液滴は、ほぼ同じ速度で気体流れに追随することになるか、または、気体流れが小さい液滴に追随することになる。それゆえ、分散流機構では、しばしばT字管で良好な分割性能が達成されることになる。T字管の上流側にスタティック・ミキサーが用いられており、それによって、流れ方向と垂直な突出領域を流入パイプの表面に形成している。そのような表面に液体が作用すると、液体と気体とが分離される。それゆえ、スタティック・ミキサーが用いられると、所望の分散流機構(存在するならば・・)が乱されることになり、その結果、望ましくない液体と気体とが分離が生じてしまう。また、スタティック・ミキサーが用いられることによって、プロセス系に付加的な圧力降下が生じるので、ポンプおよび/またはコンプレッサーの消費電力が増加して付加的な操作コストが生じてしまう場合がある。また、スタティック・ミキサーは、スケールおよび腐食生成物などの汚染物質に起因した汚れの影響を受けやすい。   A first example is described in US Pat. No. 4,396,063. In U.S. Pat. No. 4,396,063, a static mixer is placed upstream of a T-tube consisting of a Y-branch tube. In order to obtain good splitting performance with the same gas / liquid ratio in each effluent stream, it is preferable to use a dispersed flow. In a distributed flow mechanism, the two-phase mixture functions more or less as a single phase fluid. Small droplets will follow a gas flow at approximately the same speed, or a gas flow will follow a small droplet. Therefore, in a distributed flow mechanism, good splitting performance is often achieved with a T-tube. A static mixer is used upstream of the T-tube, thereby forming a protruding area on the surface of the inflow pipe perpendicular to the flow direction. When a liquid acts on such a surface, the liquid and the gas are separated. Therefore, if a static mixer is used, the desired dispersion flow mechanism (if present) will be disturbed, resulting in separation of undesirable liquids and gases. In addition, the use of a static mixer causes an additional pressure drop in the process system, which may increase the power consumption of the pump and / or compressor, resulting in additional operating costs. Static mixers are also susceptible to contamination due to contaminants such as scale and corrosion products.

第2の例は、米国特許第4824614号に記載されている。米国特許第4824614号の流れスプリッターでは、T字管14の上流側の流入パイプにスタティック・ミキサー22が配置されている。T字管14で、流入ストリーム30が2つの流出ストリーム74および76へと分割される。スタティック・ミキサー22とT字管14との間には、水平なストラティファイアー(または層形成領域、stratifier)24が設けられている。ストラティファイアーでは、6つの異なるエレベーション(elevation)から得られる液体が相互に合わせられる。例えば、最も低い位置の第1エレベーションから得られる流体は流出ストリーム76へと送られ、第2エレベーションから得られる流体は流出ストリーム76へと送られることになる。第1の例のミキサーと同様に、第2の例のミキサーは、望ましくない液体と気体との分離が生じてしまう傾向がある。また、スタティック・ミキサーに起因して、操作コストが増加したり、汚れの影響を受けたりする場合がある。実際の用途ではあまりないが、パイプ断面にわたって気体と液体とが均一に分布している場合にのみ、このような流体が合わせられるストラティファイアーが機能することになる。米国特許第5810032号には、水蒸気/水フィールドを用いてミキサー/ストラティファイアー・アッセンブリについての試験を行っている。その試験結果では、ミキサー/ストラティファイアー・アッセンブリを用いた場合よりも標準的な緩衝T字管(impacting tee)を用いた場合の方が、蒸気と水とをより良好に分けることができることが分かった。   A second example is described in US Pat. No. 4,824,614. In the flow splitter of U.S. Pat. No. 4,824,614, the static mixer 22 is arranged in the inlet pipe upstream of the T-tube 14. At the T-tube 14, the incoming stream 30 is split into two outgoing streams 74 and 76. Between the static mixer 22 and the T-tube 14, a horizontal stratifier (or a stratification region) 24 is provided. In the stratifier, liquids from six different elevations are brought together. For example, fluid from the lowest first elevation will be sent to the effluent stream 76 and fluid from the second elevation will be sent to the effluent stream 76. Similar to the mixer of the first example, the mixer of the second example tends to cause undesirable separation of liquid and gas. Further, due to the static mixer, the operation cost may increase or it may be affected by dirt. Although not very practical, a stratifier to which such fluids are combined will only work if the gas and liquid are evenly distributed across the pipe cross section. U.S. Pat. No. 5,811,032 tests a mixer / stratifier assembly using a steam / water field. The test results show that steam and water can be better separated using a standard buffering tee than using a mixer / stratifier assembly. I understood.

第3の例は、米国特許第5810032号に記載されている。米国特許第5810032号では、実験室において空気および水を用いることによって、標準的なT字管に用いられる種々のインターナルについての試験が行われている。また、水蒸気/水混合物を分割して並列の注入ウェルへと導いてオイル・リザーバーでのオイル回収率を向上させる種々のインターナルについて現場にて試験が行われている。なお、標準的なT字管の上流側に設けられたスタティック・ミキサー、標準的なT字管の上流側に設けられた垂直フロー・バッフル、および、標準的なT字管の2つの流出分岐部に用いられたフロー制限部(flow restriction)またはノズルと3種類の一般的なパイプ・インサートに対して試験が行われた。また、かかる3種類のインターナルの組合せに対しても試験を行っている。その結果、スタティック・ミキサーおよび垂直バッフルの場合にだけ分割効率が僅かに向上することが分かった。2つの流出分岐部でフロー制限部またはノズルを使用した場合では、試験に用いられた流れ機構に対しては分割効率が幾分向上したものの、流入パイプの断面にて不均一に分布する液体および気体の場合において、ノズルおよび流出分岐に液体を均一に分布させる推進力が何なのかが明確になっていない。分散流機構または気泡流機構(気体の連続相中の液滴が存在するもの又は液体の連続中に気泡が存在するもの)に関しては、実験室で流れ実験を行っていない。評価された流れ機構は、層流、波状層流、スラグ流および環状流であり、それらは、オビット・ベイカー氏(Ovid Baker)によって2相流マップを用いることで予測されるものである(「ハウ・ツー・サイズ・プロセス・パイピング・フォー・ツー−フェース・フロー(How to size process piping for two−phase flow)」、ハイドロカーボン・プロセッシング(hydrocarbon processing)、1969年10月、第105頁〜第116頁)。このように、流速が低く液体の割合が少ない場合では、インターナルを備えた標準的なT字管またはインターナルを備えていない標準的なT字管の分割性能が向上することのみが見出されている。流速が大きい好ましい機構、即ち、分散流および気泡流では試験が行われていない。仮に分散流および気泡流で試験が行われた場合では、結果が異なることが考えられる。   A third example is described in US Pat. In U.S. Pat. No. 5,811,032, various internals used in standard tees are tested by using air and water in the laboratory. Also, various internal tests have been conducted in the field to divide the steam / water mixture and lead it to parallel injection wells to improve oil recovery in the oil reservoir. Note that a static mixer provided upstream of the standard T-tube, a vertical flow baffle provided upstream of the standard T-tube, and two outflow branches of the standard T-tube. Tests were conducted on a flow restriction or nozzle and three common pipe inserts used in the section. In addition, a test is also performed on such a combination of three types of internal. As a result, it was found that the splitting efficiency was slightly improved only in the case of the static mixer and the vertical baffle. When a flow restriction or nozzle is used at the two outflow branches, the splitting efficiency is somewhat improved for the flow mechanism used in the test, but the liquid distributed unevenly in the cross-section of the inflow pipe and In the case of gas, it is not clear what the driving force is to distribute the liquid uniformly in the nozzle and outflow branch. No flow experiments have been performed in the laboratory with respect to dispersed flow mechanisms or bubble flow mechanisms (where there are droplets in a continuous phase of gas or where bubbles exist in a continuous liquid). The flow mechanisms evaluated are laminar, wavy laminar, slag and annular flows, which are predicted by using a two-phase flow map by Ovid Baker (" "How to size process piping for two-phase flow", hydrocarbon processing, October 1969, pp. 105- 116). Thus, when the flow rate is low and the ratio of the liquid is small, it is only found that the division performance of the standard T-tube with the internal or the standard T-tube without the internal is improved. Has been. Tests have not been performed on the preferred mechanisms with high flow rates, i.e. dispersed and bubbly flows. If the test is performed with a dispersed flow and a bubbly flow, the results may be different.

標準的なT字管で特別なインターナルを用いる代わりに、T字管を大きく改良した例が示唆されている。改良したT字管の例は、日本国特許(JP−A2)第62059397号、米国特許第4528919号および米国特許第4512368号に記載されている。   Instead of using a special internal with a standard T-tube, an example of greatly improving the T-tube has been suggested. Examples of improved T-tubes are described in Japanese Patent (JP-A2) 62059397, US Pat. No. 4,528,919 and US Pat. No. 4,512,368.

タイプ3:スプリットの上流で形成される流れ機構に依存するデバイス
産業上利用される流れ機構を予測することは、流れ機構マップ(flow regime map)が正確さを欠くために困難である。ほとんどの流れ機構は、径が小さいパイプ(2インチ未満の径を有するパイプ)内に供された空気および水に対する2相流れ機構データに主に基づいている。それゆえ、例えばハイドロプロセッシング・ユニット(hydroprocessing unit)等の高温・高圧の炭化水素/水素系では、流れ機構マップが不正確となってしまう。
Type 3: Predicting the flow mechanism utilized in the device industry that relies on the flow mechanism formed upstream of the split is difficult due to the lack of accuracy of the flow regime map. Most flow mechanisms are primarily based on two-phase flow mechanism data for air and water provided in small diameter pipes (pipes having a diameter of less than 2 inches). Therefore, the flow mechanism map is inaccurate in a high temperature, high pressure hydrocarbon / hydrogen system such as a hydroprocessing unit.

流れ機構マップの不正確に加えて、液体および気体の量および性質を予測する熱力学モデルもまた不正確である。このことは、例えば、炭化水素が擬似成分(pseudo component)の使用によって特徴付けられる複雑な炭化水素系、および、蒸発程度および流体性質を予測するのに状態式が用いられる複雑な炭化水素系にとって重要な意味を成す。   In addition to the inaccuracy of the flow mechanism map, thermodynamic models that predict the quantity and nature of liquids and gases are also inaccurate. This is true, for example, for complex hydrocarbon systems where hydrocarbons are characterized by the use of pseudo components, and for complex hydrocarbon systems where equations of state are used to predict evaporation degree and fluid properties. Make an important sense.

また、処理プラントの配管系(piping system)は、エキスパンション、コントラクション、エルボ、チェックバルブ等のパイプ・フィッティングを有しており、しばしば複雑となっている。2相ストリームがかかるパイプ・フィッティングを通過すると、一般的な流れ機構が分配されるため、一般的な流れ機構を再度形成するには、長いまっすぐな配管が必要とされる。例えば、上述したように、密度の高い液体相がエルボの内壁の外側近傍を流れ、軽い液体相がエルボの内壁の内側近傍を流れるように、エルボでは相が分離する傾向がある。   Also, the piping system of a processing plant has pipe fittings such as expansion, contraction, elbow, check valve, and is often complicated. As the two-phase stream passes through such pipe fittings, the general flow mechanism is distributed, so long straight piping is required to re-form the general flow mechanism. For example, as described above, the elbow tends to separate phases such that a dense liquid phase flows near the outside of the inner wall of the elbow and a light liquid phase flows near the inside of the inner wall of the elbow.

かかる3つの理由から、パイプまたはフロー・チャンネルの実際の流れ機構を正確に予測するのは通常困難である。従って、温度、圧力、流速、流体の化学成分等の操作条件の変動に起因して、処理ユニットの関連する全ての操作条件で流れ機構を1つに維持するのは通常困難である。それにもかかわらず、多くの2相ストリーム・ストリッパーは、1つの流れ機構に対してのみ機能するように設計されている。   For these three reasons, it is usually difficult to accurately predict the actual flow mechanism of a pipe or flow channel. Thus, it is usually difficult to maintain a single flow mechanism for all relevant operating conditions of the processing unit due to variations in operating conditions such as temperature, pressure, flow rate, fluid chemical composition, and the like. Nevertheless, many two-phase stream strippers are designed to work for only one flow mechanism.

2相ストリーム・スプリッターの第1の例が、米国特許第4516986号に記載されている。かかるスプリッターは、主パイプに挿入された内部パイプ12を有して成る。内部パイプと主パイプとの間に設けられた環状領域には、バッフル13が配置されている。主パイプで意図される流れ機構は、パイプ壁付近の環状リング部を液体が流れ、かつ、パイプの中心部を気体が速い速度で流れるような環状流れ機構である。パイプ壁付近を流れる液体の一部は、閉鎖された端部空間14に集められることになる。閉鎖した端部空間14から流出する液体は、制御バルブ23を通るように外部ライン15を流れる。バッフル13の下流の環状気体空間30から得られた気体は、分岐パイプ11を通るように送られる。分岐パイプ11で、気体と制御バルブからの液体とが合わせられることになる。分岐パイプ11の2相ストリームに供される流量計20は、液体流れを制御するのに用いられる。しかしながら、流量計で気体/液体比をどのように正確に測定できるのかについては記載されていない。通常、気体/液体比を測定するには、気体流れと液体流れとを別個に測定しなければならない。環状流れ以外の他の流れ機構、例えば、スラグ流では、デバイスの分割性能が悪くなり得る。主パイプ10で支配的な流れ機構が環状流れである場合であっても、スプリッターの上流側のエルボ等のパイプ・フィッティングによって流れが乱されることになる。そのため、まっすぐな配管部が必要とされるが、かかる配管部は、処理ユニットで付加的なスペースを占めてしまう。また、流速範囲には限界がある。全流速が設計値を下回ると、バッフル13における圧力降下が急に減少し、制御バルブ23において供される圧力降下が減少することになる。あるポイントでは、制御バルブが充分に開いて、液体速度を制御できなくなる場合がある。機器や制御バルブが用いられると、システムは他の2相流スプリッターほどシンプルで丈夫なものでなくなり、スプリッターでの圧力降下が増加してしまう。圧力降下が大きくなると、処理ユニットの移送(またはポンピング)および/または圧縮に関するコストが通常増加してしまう。本願特許明細書では、2つの流出ストリームをどのように発生させるのかについて記載している。3つ以上の流出ストリームが必要とされる場合、直列に設けられた2つ以上の分割システムがおそらくは必要とされるであろう。多くの流出ストリームが必要とされる場合では、分割システムがやや複雑になり、必要とされる圧力降下が過大になり得る。   A first example of a two-phase stream splitter is described in US Pat. No. 4,516,986. Such a splitter comprises an internal pipe 12 inserted into the main pipe. A baffle 13 is disposed in an annular region provided between the internal pipe and the main pipe. The flow mechanism intended for the main pipe is an annular flow mechanism in which liquid flows through an annular ring near the pipe wall and gas flows at a high speed through the center of the pipe. A portion of the liquid flowing near the pipe wall will be collected in the closed end space 14. Liquid flowing out of the closed end space 14 flows through the external line 15 through the control valve 23. The gas obtained from the annular gas space 30 downstream of the baffle 13 is sent through the branch pipe 11. In the branch pipe 11, the gas and the liquid from the control valve are combined. A flow meter 20 provided to the two-phase stream of the branch pipe 11 is used to control the liquid flow. However, it is not described how the gas / liquid ratio can be accurately measured with a flow meter. Usually, to measure the gas / liquid ratio, the gas flow and the liquid flow must be measured separately. With other flow mechanisms other than the annular flow, such as slag flow, the splitting performance of the device may deteriorate. Even when the main flow mechanism in the main pipe 10 is an annular flow, the flow is disturbed by pipe fitting such as an elbow on the upstream side of the splitter. Therefore, although a straight piping part is required, this piping part will occupy an additional space with a processing unit. Moreover, there is a limit in the flow velocity range. If the total flow velocity is below the design value, the pressure drop across the baffle 13 will suddenly decrease and the pressure drop provided at the control valve 23 will decrease. At some point, the control valve may be fully open, making it impossible to control the fluid velocity. When equipment and control valves are used, the system is not as simple and robust as other two-phase splitters, increasing the pressure drop across the splitter. Larger pressure drops typically increase costs associated with processing unit transfer (or pumping) and / or compression. The patent specification describes how two effluent streams are generated. If more than two effluent streams are needed, more than one split system in series will probably be needed. In cases where many effluent streams are required, the split system can be somewhat complicated and the required pressure drop can be excessive.

2相ストリーム・スプリッターの第2の例が、米国特許第4800921号に記載されている。米国特許第4800921号では、水平ヘッダー16に流出枝管14a,14b,14c…が設けられている。上流側の流出枝管は、より高い位置に設けられており、下流側へと向かうにつれ流出枝管の高さが徐々に低くなるようになっている。ヘッダー内の流れ機構が環状流れである場合、種々の高さを有する各々の流出枝管ポイントで、環状液体リング部の厚さが略同じ厚さとなるようにしなければならず、そのため、各々の分岐ストリームでの気体/液体比が同じとなることが求められる。上述したように、関連する全ての操作条件において流れ機構が1つのある流れ機構に維持されるということは考えにくい。更に、主ライン内にて環状流れを維持することができた場合であっても、気体/液体比が各分岐ラインにおける流速が全体的に影響を受けることが予測される。分岐ラインでの流速が速くなればなるほど、より多くの気体がパイプに吸い込まれることになるので、気体と液体との比が高くなってしまう。ある操作モードの流れ機構が、例えば層流等の予測されるものと異なる場合では、相が著しく不均衡に流出分岐部に配分されることになる。   A second example of a two-phase stream splitter is described in US Pat. No. 4,800,911. In U.S. Pat. No. 4,800,911, the horizontal header 16 is provided with outflow branch pipes 14a, 14b, 14c. The outflow branch pipe on the upstream side is provided at a higher position, and the height of the outflow branch pipe gradually decreases toward the downstream side. If the flow mechanism in the header is an annular flow, the thickness of the annular liquid ring portion must be approximately the same at each outlet branch point having various heights, so that each The gas / liquid ratio in the branch stream is required to be the same. As mentioned above, it is unlikely that the flow mechanism is maintained in one certain flow mechanism in all relevant operating conditions. Furthermore, even if an annular flow can be maintained in the main line, it is expected that the gas / liquid ratio will affect the overall flow rate in each branch line. The higher the flow velocity in the branch line, the more gas will be drawn into the pipe and the higher the ratio of gas to liquid. If the flow mechanism of a certain mode of operation is different from what is expected, for example laminar flow, the phases will be distributed to the outflow bifurcations significantly unbalanced.

2相ストリーム・スプリッターの第3の例は、米国特許第4574837号に記載されている。米国特許第4574837号に記載されている水平な主パイプ10での或る相分離は既知であるものと考えられる。主パイプには種々の高さの開口部が設けられているので、流体は環状チャンバー12を流れた後に分岐パイプ13を流れることになる。パイプ10の上部および底部に設けられた開口部の適切な流れ領域を選択することによって、分岐パイプにおけるストリームの気体/液体比が設定される。パイプの底部の開口部の流れ領域よりも上部の開口部の流れ領域の方がより速い流れになると、分岐パイプでは、液体に対する気体の割合がより多くなる。かかるデバイスは、層流機構および波状層流機構に対してのみ機能する。また、かかるデバイスでは、主パイプ内の液体レベルが予め分かる場合にのみ、ストリームを所望の気体/液体比で分割することができる。結果的に、デバイスは、遅い流速に対してのみ機能し得、また、決められた気体/液体比および性質に対してのみ機能し得る。ほとんどの工業的用途は、流速が速く、気体/液体比および性質が大きく変動する特徴を有している。   A third example of a two-phase stream splitter is described in US Pat. No. 4,574,837. Certain phase separation in the horizontal main pipe 10 described in US Pat. No. 4,574,837 is believed to be known. Since the main pipe is provided with openings of various heights, the fluid flows through the branch pipe 13 after flowing through the annular chamber 12. By selecting the appropriate flow area of the openings in the top and bottom of the pipe 10, the gas / liquid ratio of the stream in the branch pipe is set. If the flow region in the upper opening is faster than the flow region in the opening at the bottom of the pipe, the ratio of gas to liquid is higher in the branch pipe. Such devices work only for laminar and waved laminar mechanisms. Also, with such a device, the stream can be split at the desired gas / liquid ratio only if the liquid level in the main pipe is known in advance. As a result, the device can only work for slow flow rates and can only work for defined gas / liquid ratios and properties. Most industrial applications are characterized by high flow rates and highly variable gas / liquid ratios and properties.

ストリーム・スプリッターの他の例は、米国特許第4574827号および米国特許第5437299号に記載されている。米国特許第4574827号および米国特許第5437299号に記載されているスプリッターは、スプリットの上流側に形成される或る流れ機構に依存している。   Other examples of stream splitters are described in US Pat. No. 4,574,827 and US Pat. No. 5,437,299. The splitter described in US Pat. No. 4,574,827 and US Pat. No. 5,437,299 relies on some flow mechanism formed upstream of the split.

タイプ4:遠心力を利用したデバイス
米国特許第5059226号には、遠心力を利用した2相流れスプリッターが記載されている。遠心力スプリッターは、渦流室23へとつながる流体入口28を接線方向に有している。渦流室の底部には、旋回する気体および液体を出口開口部36を介して出口チャンネル37へと導く中央ハブ38および羽根部(vane)39が設けられている。しかしながら、液体相を分配する推進力が何であるかは容易に理解することができない。また、デバイスの一方の側部に1つだけ入口28が設けられており、流体の入口が対称的にはなっていない。渦流室の内壁に沿って液体が旋回するものの、非対称な設計に起因して、流れおよび液体層/フィルムの厚さが一様になることを期待することはできない。結果的に、ある羽根部39が他の羽根部39よりも多くの液体を集めることになるので、液体が出口チャンバー37へと最適には分配されない。
Type 4: Device Utilizing Centrifugal Force US Pat. No. 5,059,226 describes a two-phase flow splitter utilizing centrifugal force. The centrifugal splitter has a fluid inlet 28 in the tangential direction leading to the vortex chamber 23. At the bottom of the vortex chamber there is a central hub 38 and vane 39 that guide the swirling gas and liquid through the outlet opening 36 to the outlet channel 37. However, it is not easy to understand what the driving force for distributing the liquid phase is. Also, only one inlet 28 is provided on one side of the device, and the fluid inlet is not symmetrical. Although the liquid swirls along the inner wall of the vortex chamber, it cannot be expected that the flow and liquid layer / film thickness will be uniform due to the asymmetric design. As a result, some vanes 39 collect more liquid than other vanes 39, so that liquid is not optimally distributed to the outlet chamber 37.

タイプ5:外部エネルギーを用いて流れを分散させるデバイス
外部エネルギーを用いて流れを分散させるデバイスの一例が、欧州特許(EP−B1)第0003202号に記載されている。流入ストリームを出口チャンネル4a,4bおよび4cへと分割するスプリットの上流には、シャフト28に設けられた回転攪拌機およびモーター32が用いられており、それらによって、液体と気体との混合物を分散させている。かかるデバイスでは、シャフト28に対して加えられた機構によって分散流れ機構を発生させているので、デバイスは、流速および流体性質の変動にかかわらず機能するものと考えられる。このようなタイプのデバイスに関連する主な問題は、水素化分解(300バールまで)等の高い圧力が用いられる場合では、シャフト28とパイプ/ベンド21との間での良好なシールを容易に達成できないことである(コスト的に安い設計ができない)。また、イニシャル・コスト、回転機のメンテナンス・コストおよびモーターの消費電力のコストも高い問題もある。
Type 5: Device that disperses a flow using external energy An example of a device that disperses a flow using external energy is described in European Patent (EP-B1) No. 0003202. A rotary stirrer and motor 32 provided on the shaft 28 are used upstream of the split that divides the inflow stream into the outlet channels 4a, 4b and 4c, thereby dispersing the liquid and gas mixture. Yes. In such a device, the device is considered to function regardless of variations in flow rate and fluid properties because the distributed flow mechanism is generated by a mechanism applied to the shaft 28. The main problem associated with this type of device is that it facilitates a good seal between the shaft 28 and the pipe / bend 21 when high pressures such as hydrocracking (up to 300 bar) are used. It cannot be achieved (it cannot be cheaply designed). There are also high initial costs, maintenance costs for rotating machines, and power consumption for the motor.

タイプ6:流入ストリームの気体と液体とを分けた後に気体相および液体相とをそれぞれ流出ストリームへと分配するデバイス
図2に、常套的な気体/液体セパレーターおよび常套的な計装機を用いて、2相流入ストリームを3つの流出ストリームへと分割する流れスプリッターの第1の例を示す。気体相は、気体流出ライン14を介して、並列に設けられた制御バルブ15a,15bおよび15cへと移送される。制御バルブの位置またはリフト(またはバルブの開き)をフロー・コントローラー16a,16bおよび16cによって制御することによって、各々の制御バルブを通る気体が所望の流速となるようにしている。ΔPトランスミッター(ΔP transmitter)とオリフィス板またはベンチュリ管等とを組み合わせたような常套の手法を用いて、流れが測定されている。フロー・コントローラーは、圧力コントローラー17とつながっている。セパレーター10で所望の圧力が維持されるように、圧力コントローラーはフロー・コントローラー16a,16bおよび16cについてのフロー設定値を変化させている。液体相13は、液体流出ライン18を介して、並列に設けられた制御バルブ19a,19bおよび19cへと移送される。制御バルブの位置またはリフト(またはバルブの開き)は、フロー・コントローラー20a,20bおよび20cによって制御され、各々の制御バルブを通る液体が所望の流速となるようにしている。ΔPトランスミッター(ΔP transmitter)と例えばオリフィス板とを組み合わせたような常套の手法を用いて、流れが測定されている。フロー・コントローラーは、圧力コントローラー21とつながっている。セパレーター10内で所望のレベルが維持されるように、レベル・コントローラーは、フロー・コントローラー19a,19b,19cについてのフロー設定値を変化させている。バルブ15a,15bおよび15cから移送される気体ストリームと、バルブ19a,19bおよび19cから移送される液体ストリームとが組み合わされることによって、3つの2相流出ストリーム22,23および24が得られることになる。
Type 6: A device that separates the gas and liquid phases into the effluent stream after separating the gas and liquid in the inflow stream , using a conventional gas / liquid separator and conventional instrumentation in FIG. Fig. 4 shows a first example of a flow splitter that splits a two-phase inflow stream into three outflow streams. The gas phase is transferred to the control valves 15a, 15b and 15c provided in parallel via the gas outflow line. Control valve position or lift (or valve opening) is controlled by flow controllers 16a, 16b and 16c so that the gas through each control valve has the desired flow rate. Flow is measured using conventional techniques such as a combination of a ΔP transmitter and an orifice plate or a venturi tube. The flow controller is connected to the pressure controller 17. The pressure controller changes the flow settings for the flow controllers 16a, 16b and 16c so that the desired pressure is maintained at the separator 10. The liquid phase 13 is transferred via a liquid outflow line 18 to control valves 19a, 19b and 19c provided in parallel. The position or lift (or valve opening) of the control valve is controlled by flow controllers 20a, 20b and 20c so that the liquid passing through each control valve has the desired flow rate. Flow is measured using conventional techniques, such as a combination of a ΔP transmitter and an orifice plate, for example. The flow controller is connected to the pressure controller 21. The level controller changes the flow setting values for the flow controllers 19a, 19b, and 19c so that a desired level is maintained in the separator 10. The combination of the gas stream transferred from valves 15a, 15b and 15c and the liquid stream transferred from valves 19a, 19b and 19c results in three two-phase effluent streams 22, 23 and 24. .

図2に示すような2相ストリーム・スプリッターに用いられる計装機は、やや複雑なものである。なぜなら、トランスミッター、制御バルブおよびコントローラー等の構成要素が複雑であり、それらの数が多いだけでなく、故障および不具合となる可能性があるからである。制御システムが故障または不具合を起こした場合、液体に対する気体の割合が高すぎたり又は低すぎたりすると、下流ストリーム・システムが損なわれてしまうことになる。例えば、配管内を流れるストリームにおける液体に対する気体の割合が急に増加すると、配管が過熱されるため、配管が裂けたり、炉管にてコークスが蓄積したりする可能性がある。また、例えば、液体に対する気体の割合が低い状態でリアクターが操作されると、並列に設けられた触媒水素処理リアクターでコークスが急に蓄積する可能性があり、その結果、たとえ短い時間であっても水素が足りなくなってしまう。更に、制御システムが複雑になって、セパレーター・ベッセル10のサイズが大きくなると、スプリッターのコストが高くなってしまうことになる。   The instrumentation used in the two-phase stream splitter as shown in FIG. 2 is somewhat complicated. This is because the components such as the transmitter, the control valve and the controller are complicated and not only have a large number of them, but also can be a failure and a malfunction. If the control system fails or fails, the downstream stream system will be compromised if the gas to liquid ratio is too high or too low. For example, when the ratio of the gas to the liquid in the stream flowing in the pipe suddenly increases, the pipe is overheated, so that the pipe may be torn or coke may accumulate in the furnace pipe. Also, for example, if the reactor is operated in a state where the ratio of gas to liquid is low, coke may accumulate suddenly in the catalytic hydrogen treatment reactor provided in parallel, and as a result, even in a short time. Will run out of hydrogen. Furthermore, if the control system becomes complicated and the size of the separator vessel 10 increases, the cost of the splitter will increase.

第2の例が、米国特許第4293025号に記載されている。米国特許第4293025号に記載されている2相流れスプリッターは、2相入口ノズル11を備えたセパレーター・ベッセル10を含んでいる。入口ノズルの下方に緩衝プレート14が配置されているので、速い速度で供給される流入ストリームが弱められる。セパレーターには2つ以上のチムニー(chimney)12が設けられている。チムニーの上端部は開口しており、気体がチムニーに流入できるようになっている。また、チムニーには、液体がチムニーに流入できるような開口部13が設けられている。チムニーの上端部の上方にはキャップ16が配置されており、チムニー上端部から液体が直接導かれないようになっている。各々のチムニーに供給される液体流れは、開口部よりも上方の液体ヘッドおよび開口部の流れ面(または流れ面積)によって決められる。ベッセル内の液体レベルが所定のレベルの場合では、各々のチムニーへと流れる液体流れは略一定となる。そのため、かかる2相ストリーム・スプリッターは、液体を並行な流出ストリームへと分配する推進力が液体ヘッドとなっており、そのようなスプリッターでは、気体/液体比が一定というよりもむしろ、各々の流出ストリームでは液体流れが一定となっている。分配する推進力が液体ヘッドであるストリーム・スプリッターに関連した別の問題としては、液体流れの範囲が制限されていることが挙げられる。開口部13の面積は、設計された液体流速で液体レベルが中間となる大きさにする必要がある。ある操作モードにて液体流速が例えば50%速くなると、液体レベルは、設計された液体レベルよりも約2.25倍高くなるので、液体がチムニーから流出して、流出ストリームへと液体が望ましく分配されないことになる。液体流れが設計された液体流れよりも例えば50%遅くなると、液体レベルは、予測された液体レベルのわずか約25%になってしまう。液体レベルが低いと、波に対する大きい感度、平らでない装置および他の製作公差に起因して、液体分配性能が低下してしまう。より高い位置に開口部を設けると、スプリッターの液体流れ範囲を広くすることができるものの、設計ポイントでの液体分配性能が、ある1つの高さにのみ開口部を備えたスプリッターと比べて減じられることになる。   A second example is described in US Pat. No. 4,293,025. The two-phase flow splitter described in US Pat. No. 4,293,025 includes a separator vessel 10 with a two-phase inlet nozzle 11. Since the buffer plate 14 is arranged below the inlet nozzle, the incoming stream supplied at a high speed is weakened. The separator is provided with two or more chimneys 12. The upper end of the chimney is open so that gas can flow into the chimney. The chimney is provided with an opening 13 through which liquid can flow into the chimney. A cap 16 is disposed above the upper end of the chimney so that liquid is not directly guided from the upper end of the chimney. The liquid flow supplied to each chimney is determined by the liquid head above the opening and the flow surface (or flow area) of the opening. When the liquid level in the vessel is a predetermined level, the liquid flow flowing to each chimney is substantially constant. Therefore, such a two-phase stream splitter is a liquid head whose driving force distributes the liquid into parallel effluent streams, and in such a splitter, each effluent rather than a constant gas / liquid ratio. In the stream, the liquid flow is constant. Another problem associated with stream splitters where the propelling force being dispensed is a liquid head is that the range of liquid flow is limited. The area of the opening 13 needs to be sized so that the liquid level is intermediate at the designed liquid flow rate. When the liquid flow rate is increased by, for example, 50% in one mode of operation, the liquid level will be approximately 2.25 times higher than the designed liquid level, so that the liquid will flow out of the chimney and the liquid will be desirably distributed into the effluent stream. Will not be. If the liquid flow is, for example, 50% slower than the designed liquid flow, the liquid level will be only about 25% of the expected liquid level. Low liquid levels result in poor liquid dispensing performance due to high sensitivity to waves, uneven equipment and other manufacturing tolerances. Providing an opening at a higher position can increase the liquid flow range of the splitter, but the liquid distribution performance at the design point is reduced compared to a splitter with an opening only at one height. It will be.

液体を均一に各々の流出ストリームへと分配する推進力が液体レベルとなっているスプリッターの他の例は、米国特許第4662391号、日本国特許(JP−A2)第03113251号および日本国特許(JP−A2)第02197768号に開示されている。   Other examples of splitters in which the propulsive force for uniformly distributing the liquid into each effluent stream is at the liquid level are US Pat. No. 4,662,391, Japanese Patent (JP-A2) 03113251 and Japanese Patent ( JP-A2) 02197768.

液体相と気体相とを分離するストリーム・スプリッターの第3の例が、米国特許第5250104号に開示されている。かかる例では、パイプ14内を流れる2相混合物が、セパレーター12で分離される。気体相は、T字管20で2つのストリームに分割される。2つの気体ストリームは、それぞれオリフィス22および24を通る。オリフィスを通過する際の気体流れの圧力降下ΔPは、気体の体積流速の2乗にほぼ比例する。液体ライン32および34を通過する際の液体流れの圧力降下ΔPは、サンプ(または水溜め部)30の液体レベルと液体チューブ端部40,42の液体レベルとの高さの違いに起因した静的な項ΔPSL、および、摩擦の項ΔPFLとから成るものである。ΔPFLは、液体の体積流速にほぼ比例する。スプリッター内に設けられた気体および液体の通路は平行な通路であるために、圧力降下は同一となる: A third example of a stream splitter that separates the liquid and gas phases is disclosed in US Pat. No. 5,250,104. In such an example, the two-phase mixture flowing in the pipe 14 is separated by the separator 12. The gas phase is divided into two streams by a T-tube 20. The two gas streams pass through orifices 22 and 24, respectively. The pressure drop ΔP V of the gas flow as it passes through the orifice is approximately proportional to the square of the volume flow rate of the gas. The pressure drop ΔP L of the liquid flow as it passes through the liquid lines 32 and 34 is due to the difference in height between the liquid level at the sump (or sump) 30 and the liquid level at the liquid tube ends 40, 42. It consists of a static term ΔP SL and a friction term ΔP FL . ΔP FL is approximately proportional to the volume flow rate of the liquid. Since the gas and liquid passages provided in the splitter are parallel passages, the pressure drop is the same:

Figure 0004722840
Figure 0004722840

気体オリフィスおよび液体チューブの流れ面は、或る気体流速Qおよび或る液体流速Qに対して大きさを有するものである。ある操作モードに際して例えば実際の気体流れが50%速くなると、ΔPは予想よりも多く125%となる。液体流れが変化しないので、ΔPFLもまた変化しない。式(1)を満たすために、1.25×ΔPの分だけΔPSLを増加させる必要がある。そのため、サンプ30の液体レベルをかなり減じる必要があり、ある時点ではサンプに液体レベルが存在しないことがあり、気体および液体の双方が液体ライン32および34に入ってしまうことになる。このような場合、並列なライン32および34への液体の分配が不充分となってしまう。その一方、気体流れが、ある操作モードに際して設計された気体流れよりも例えば50%低下すると、ΔPは予想よりも少なく75%となる。このような場合、サンプ30の液体レベルは相当に上昇するので、サンプからオーバーフローが生じて、液体がオリフィス22および24に流れ、不均一な分配となる。かかるスプリッターは、気体流速および液体流速が設計された(または意図された)流速の場合にのみ適切に機能することになる。大抵の工業用途は、液体流速および気体流速の変動が大きく、密度、粘度および表面張力などの液体特性ならびに気体特性の変動が大きいという特徴を通常有しているので、かかるスプリッターの液体流れおよび流速流れの範囲では不充分である。 Flow face of the air orifice and liquid tubes are those having a size for a certain gas flow rate Q V and a certain liquid flow rate Q L. For example, if the actual gas flow is 50% faster during certain operating modes, ΔP V will be 125% higher than expected. Since the liquid flow does not change, ΔP FL also does not change. In order to satisfy the equation (1), ΔP SL needs to be increased by 1.25 × ΔP V. Therefore, the liquid level in sump 30 needs to be significantly reduced, and at some point there may be no liquid level in the sump, causing both gas and liquid to enter liquid lines 32 and 34. In such a case, the liquid distribution to the parallel lines 32 and 34 is insufficient. On the other hand, if the gas flow is reduced by, for example, 50% from the gas flow designed for a certain mode of operation, the ΔP V will be 75% less than expected. In such a case, the liquid level in sump 30 rises considerably and overflows from the sump, causing liquid to flow to orifices 22 and 24, resulting in uneven distribution. Such a splitter will only work properly if the gas and liquid flow rates are at the designed (or intended) flow rates. Since most industrial applications usually have the characteristics of large variations in liquid and gas flow rates and large variations in liquid properties such as density, viscosity and surface tension, as well as gas properties, the liquid flow and flow rates of such splitters The flow range is insufficient.

発明の要旨
本発明は、2相流入ストリームを2つ以上の流出ストリームに分けるデバイスである。かかるデバイスは、流出流体の各々の気体/液体比(または液体に対する気体の割合)をほぼ一定とするように設計できる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a device that splits a two-phase inflow stream into two or more outflow streams. Such a device can be designed such that the gas / liquid ratio (or ratio of gas to liquid) of each effluent fluid is approximately constant.

ある態様の本発明のスプリッターを図3A、図3Bおよび図3Cに示す。流入ストリームは、流入パイプを介してセパレーター・ベッセルへと送られる。ベッセルの流入パイプの入口の下方には、緩衝プレート(または衝突プレート、impingement plate)が設けられている。緩衝プレートによって、ストリームの速い速度が弱められ、セパレーターの内壁へとストリームが導かれ、その結果、セパレーターの内壁に液体が衝突して、液体と気体相とが分離される。セパレーター・ベッセルでは、液体相と気体相とが分離されている。   One embodiment of the inventive splitter is shown in FIGS. 3A, 3B and 3C. The inflow stream is sent to the separator vessel via the inflow pipe. A buffer plate (or impingement plate) is provided below the inlet of the inflow pipe of the vessel. The buffer plate reduces the high speed of the stream and directs the stream to the inner wall of the separator, so that the liquid collides with the inner wall of the separator and the liquid and gas phase are separated. In the separator vessel, the liquid phase and the gas phase are separated.

セパレーターの内側には、垂直に設けられた2つの吸引チャンネルが配置されている。かかる吸引チャンネルは、2つの流出パイプと流体連通している。流出ストリームは、かかる流出パイプを介してセパレーターから排出されることになる。吸引チャンネルの下端部は、液体相に浸漬されている。吸引チャンネルの側壁には開口部が設けられている。気体は、セパレーター内の液体レベル(または液体の液面)よりも上方に位置する開口部を通るように流れる。気体がかかる開口部を通過すると、吸引チャンネル壁部に圧力降下が生じることになる。その結果、液体は、吸引チャンネル内へと吸い上げられ、吸引チャンネル内の気体と混合される。得られる2相混合物は、チャンネル内を上方へと流れ、流出パイプを介してセパレーターおよび2相ストリーム・スプリッターから排出される。   Two suction channels provided vertically are arranged inside the separator. Such a suction channel is in fluid communication with the two outlet pipes. The effluent stream will be discharged from the separator via such effluent pipe. The lower end of the suction channel is immersed in the liquid phase. An opening is provided in the side wall of the suction channel. The gas flows through an opening located above the liquid level (or liquid level) in the separator. When the gas passes through the opening, a pressure drop occurs in the suction channel wall. As a result, the liquid is sucked into the suction channel and mixed with the gas in the suction channel. The resulting two-phase mixture flows upward in the channel and is discharged from the separator and two-phase stream splitter via an outlet pipe.

セパレーター内の液体レベルは、ベッセルに入る気体の流速によって主に決められる。気体の流速が遅いと液体レベルが高くなり、気体の流速が速いと液体レベルが低くなる。液体の流速によっては、液体レベルはあまり影響を受けない。   The liquid level in the separator is mainly determined by the flow rate of the gas entering the vessel. If the gas flow rate is slow, the liquid level increases, and if the gas flow rate is fast, the liquid level decreases. Depending on the liquid flow rate, the liquid level is not significantly affected.

上述したような従来技術とは違って、本発明は以下のような有利な点を有している:
A)本発明のスプリッターでは、流出ストリームの各々の気体/液体比をほぼ一定に維持することができる。別法にて、本発明のスプリッターでは、流出ストリームの各々の気体/液体比が特定の異なる値となるように設計することができる。
B)本発明のスプリッターでは、意図する分割比がどのような分割比であっても設計することができる。また、本発明では、ある操作状態における現実の分割比が意図された分割比と異なる場合であっても、スプリッターは機能し得る。
C)本発明のスプリッターは、流入パイプ内の流れ機構がどのようなものであっても等しく好ましく機能する。
D)本願発明のスプリッターは、配管系の上流または下流のレイアウトに対してセンシティブ(または敏感)ではない。例えば、スプリッターの上流側のエルボまたはバルブ等のパイプ・フィッティングによって性能が影響を受けることはない。
E)本発明のスプリッターを使用すると、複数の流出ストリームを形成することができる。緩衝T字管(impact tee’s)を用いた対称的なパイピング・スプリットによって、2つの流出ストリーム,4つの流出ストリームまたは8つのストリーム,・・・等を形成することができるものの、本発明では、3つの流出ストリーム,6つの流出ストリーム,7つのストリームまたは9つのストリーム,・・・等を形成することができる。
F)本発明のスプリッターは、シンプルで丈夫な設計を有している。器具が使用されておらず、可動部を有していない。僅かなメンテナンスで済み、プラント作業者が注意を払う必要性もない。
G)本発明のスプリッターは、オープン・システム(open system)であり、汚れの影響はほとんど受けない。処理ユニットでスプリッターを使用しても、過圧保護する考え方が影響を受けるようなことはない。水素処理ユニットでは、スプリッターの下流側に配置されたリリーフバルブ(または安全弁)によって、スプリッターの上流側に配置された機器が過圧から保護されている。
H)下流側の圧力降下がどんなに大きくても、スプリッターの圧力降下は小さい(設計条件において〜0.05バールである)。
I)本発明のスプリッターは、コンパクトであり、コスト的に効率の良い設計となっている。
Unlike the prior art as described above, the present invention has the following advantages:
A) In the splitter of the present invention, the gas / liquid ratio of each of the effluent streams can be kept substantially constant. Alternatively, the splitter of the present invention can be designed such that the gas / liquid ratio of each of the effluent streams has a particular different value.
B) The splitter of the present invention can be designed regardless of the intended split ratio. Further, in the present invention, the splitter can function even when the actual division ratio in a certain operation state is different from the intended division ratio.
C) The splitter of the present invention works equally well whatever the flow mechanism in the inlet pipe.
D) The splitter of the present invention is not sensitive to (or sensitive to) the layout upstream or downstream of the piping system. For example, performance is not affected by pipe fittings such as elbows or valves upstream of the splitter.
E) Using the splitter of the present invention, multiple effluent streams can be formed. Although symmetric piping splits using impact tees can form two effluent streams, four effluent streams or eight streams,... Three effluent streams, six effluent streams, seven streams or nine streams, etc. can be formed.
F) The splitter of the present invention has a simple and robust design. The instrument is not used and has no moving parts. Little maintenance is required and there is no need for plant operators to pay attention.
G) The splitter of the present invention is an open system and is hardly affected by dirt. Using a splitter in the processing unit does not affect the concept of overpressure protection. In the hydrogen treatment unit, the relief valve (or safety valve) arranged on the downstream side of the splitter protects the equipment arranged on the upstream side of the splitter from overpressure.
H) No matter how large the downstream pressure drop, the splitter pressure drop is small (˜0.05 bar at design conditions).
I) The splitter of the present invention is compact and has a cost-effective design.

発明の背景
種々の工業プロセス機器の上流側では、流出流体の各々の気体/液体比が同じになるように2相ストリームを2つ以上の流出ストリームに分けることが求められている。例えば以下の事柄が挙げられる:
・プロセス用炉においては、炉管の直径が過度に大きくなるのを回避し、かつ、経済的な炉の設計ができるように、プロセス流体に対して、並列な炉管が最もよく用いられている。そのため、炉の上流側に設けられた並列な炉管に供給ストリームを分割して供給する必要がある。
・最近の処理プラントでは、組み合わされたシェル&チューブ式熱交換器などの並列に連結された熱交換器がしばしば用いられる。このように並列に連結された熱交換器を用いるのは、管束直径が過度に大きくなるのを回避するためであり、および/または、処理プラントでの熱統合(heat integration)を最適化するためである。
・束状のエアークーラーは並列に配置される場合が多い。これは、束サイズに制限があるからであり、また、流入ヘッダーの長さが過度に長い場合では、並列なエアークーラー管への流体の分配が不充分となるからである。
・トリクルベッド・リアクター(または散水ろ床リアクター、tricle bed reactor)等の化学リアクターは並列に構成され得る。高圧用途では、並列に構成すると、リアクター直径を減じることができ、全体的なリアクター・コストを下げることができる。より多くの触媒を既存のプラントに加える必要がある処理プラントを改造(または改良)する際には、経済的な観点から、既存の化学リアクターに新しい化学リアクターを直列に加えるよりも並列に加える方がしばしば非常に魅力的である。なぜなら、既存のリアクターに新しいリアクターを直列に加える場合では、全リアクターの圧力降下が相当に大きくなってしまい、ポンプおよび/またはコンプレッサーの取替え/アップグレードが必要となりコストが高くなってしまう。その一方、新しい化学リアクターを並列に加える場合では、圧力降下が実際には減少することになり、同じポンプおよびコンプレッサーであってもプラントの処理量を高くすることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Upstream of various industrial process equipment, it is required to split a two-phase stream into two or more effluent streams such that each effluent fluid has the same gas / liquid ratio. Examples include the following:
In process furnaces, parallel furnace tubes are most often used for process fluids to avoid excessively large furnace tube diameters and to allow economical furnace designs. Yes. Therefore, it is necessary to divide and supply the supply stream to parallel furnace tubes provided on the upstream side of the furnace.
• Modern processing plants often use heat exchangers connected in parallel, such as a combined shell and tube heat exchanger. The use of heat exchangers connected in parallel in this way is to avoid an excessively large tube bundle diameter and / or to optimize heat integration in the processing plant. It is.
・ Bundled air coolers are often arranged in parallel. This is because the bundle size is limited, and when the length of the inflow header is excessively long, the fluid distribution to the parallel air cooler pipes is insufficient.
• Chemical reactors such as trickle bed reactors (or trick bed reactors) can be configured in parallel. For high pressure applications, parallel configuration can reduce the reactor diameter and lower the overall reactor cost. When retrofitting (or upgrading) a processing plant that needs to add more catalyst to an existing plant, from an economic perspective, adding a new chemical reactor in parallel to an existing chemical reactor rather than in series Is often very attractive. This is because, when adding a new reactor in series to an existing reactor, the pressure drop across all reactors is considerably increased, necessitating replacement / upgrade of pumps and / or compressors, increasing costs. On the other hand, when a new chemical reactor is added in parallel, the pressure drop is actually reduced, and the plant throughput can be increased even with the same pump and compressor.

これまでのところ、2相ストリームを液体/気体比が相互に等しい複数の流出ストリームに分割することは殆どできていなかった。流出ストリームの液体/気体比が等しくならないと以下のような結果がもたらされる:   So far, it has hardly been possible to split a two-phase stream into a plurality of effluent streams with equal liquid / gas ratios. If the effluent liquid / gas ratios are not equal, the following results will be produced:


気体の熱容量が液体の熱容量よりも大きいので、液体に対して気体の割合が多いストリームを受け入れる炉管は、液体に対して気体の割合が少ないストリームを受け入れる炉管よりも熱くなる。そのため、最大許容管材料温度は、炉に対して見積もられている熱交換量さえ下回ることになり得る。この場合、炉によって、当初意図された熱を伝えることができなくなり、結果的に、処理ユニットの生産速度が低くなってしまう。炭化水素処理では、管金属温度がより高くなると、管の壁部におけるコークス生成速度が増加することになる。その結果、炉管のコークスを除去するユニットを早期に停止する必要がある。また、自動制御システム(流れ制御バルブ)で気体および液体を各々並列な炉管へと分配する場合では、制御システムが故障すると、1つ以上の炉管が液体流れを急に通さなくなってしまう可能性があり、結果的に、炉管が過熱状態となって破裂する場合がある。
Because the heat capacity of the furnace gas is greater than the heat capacity of the liquid, a furnace tube that accepts a stream with a high gas to liquid ratio will be hotter than a furnace tube that accepts a stream with a low gas to liquid ratio. As such, the maximum allowable tube material temperature can even fall below the estimated heat exchange for the furnace. In this case, the furnace cannot transfer the heat originally intended, and as a result, the production rate of the processing unit is lowered. In hydrocarbon treatment, the higher the tube metal temperature, the greater the coke generation rate at the wall of the tube. As a result, it is necessary to stop the unit for removing the coke from the furnace tube early. Also, when gas and liquid are distributed to parallel furnace tubes with an automatic control system (flow control valve), if the control system fails, one or more furnace tubes may not suddenly pass the liquid flow. As a result, the furnace tube may overheat and burst.

熱交換器およびエアークーラー
並列な熱交換器およびエアークーラーで気体/液体比が等しくないと、全伝熱能力が相当に減少してしまう。このことは、低温ストリームの温度と高温ストリームの温度とが非常に近いクリティカルな用途の場合に特に当てはまる。例えば、伝熱システムが2つの並列な熱交換器Aおよび熱交換器Bから構成されており、熱交換器Aが、液体に対する気体の割合が高いストリームを受容し、熱交換器Bが、液体に対する気体の割合が低いストリームを受容する場合を考えてみる。熱交換器Aの推進力ΔTは、ストリームのより低い熱容量に起因して、より低くなるので、熱交換器Aでの伝熱交換量はより少なくなる。熱交換器Bの推進力ΔTは、ストリームのより高い熱容量に起因して、より高くなるので、熱交換器Bでの伝熱交換量はより多くなる。この場合、熱交換器Bでのより多い伝熱は、熱交換器Aでのより低い伝熱を補うほどに充分に多いものではなく、全体的には、熱交換器で伝えられる全熱量が減ってしまうことになる。熱交換器で予測される伝熱よりも伝熱が少なくなると、プロセスの生産速度が遅くなり、経済的に厳しい結果となり得る。
If the gas / liquid ratio is not equal between the heat exchanger and the air cooler in parallel, the total heat transfer capacity is considerably reduced. This is especially true for critical applications where the temperature of the cold stream and the temperature of the hot stream are very close. For example, the heat transfer system is composed of two parallel heat exchangers A and B, where the heat exchanger A receives a stream with a high gas to liquid ratio and the heat exchanger B is a liquid Consider the case of accepting a stream with a low gas to gas ratio. Since the propulsive force ΔT of the heat exchanger A is lower due to the lower heat capacity of the stream, the amount of heat transfer in the heat exchanger A is smaller. Since the propulsive force ΔT of the heat exchanger B is higher due to the higher heat capacity of the stream, the amount of heat transfer exchange in the heat exchanger B is higher. In this case, more heat transfer in the heat exchanger B is not enough to compensate for the lower heat transfer in the heat exchanger A, and overall the total amount of heat transferred in the heat exchanger is Will be reduced. If the heat transfer is less than that expected in a heat exchanger, the production rate of the process will slow down and may result in severe economic consequences.

ある場合では、並列な熱交換器に液体が不均一に分配されると、汚れ、閉塞および/または腐食が生じることがある。例えば、1つの例としては、液体を気化させる並列な熱交換器を用いる場合が挙げられる。通常、気化が生じないプロセス・ストリームでは汚染が生じることがないので、熱交換器内で完全に気化(または蒸発)しないように処理プラントが設計されている。即ち、「乾点」に至らないようになっている。熱交換器のある箇所で「乾点」が生じると、液体中に元から溶解または分散していた汚染物は、液体が無くなってしまうために、伝熱面に蓄積されてしまう。並列な熱交換器の1つが、見込みを相当に下回る液体を受容している状態では、プラント設計の時点で予測されない場合でも、かかる熱交換器では乾点が生じてしまうことになる。その結果、熱交換器での汚れおよび/または閉塞の問題は悪化することになり、引き続いて、伝熱速度が低下し、熱交換器を洗浄するユニットを早期に停止しなければならなくなる。   In some cases, non-uniform distribution of liquids in parallel heat exchangers can cause fouling, blockage and / or corrosion. For example, one example is the case of using parallel heat exchangers that vaporize liquid. Process plants are designed to not completely vaporize (or evaporate) in heat exchangers, since process streams that do not typically vaporize are not contaminated. That is, the “dry spot” is not reached. When a “dry spot” occurs at a certain location of the heat exchanger, the contaminants that are originally dissolved or dispersed in the liquid are accumulated on the heat transfer surface because the liquid disappears. With one of the heat exchangers in parallel receiving a liquid that is well below expectations, such a heat exchanger will have a dry spot, even if not anticipated at the time of plant design. As a result, the problem of fouling and / or blockage in the heat exchanger will be exacerbated and subsequently the heat transfer rate will be reduced and the unit for cleaning the heat exchanger will have to be shut down early.

その他の例としては、水素処理ユニットで生成物用の束状エアークーラーを用いる場合が挙げられる。リアクター流出物が冷却されると、NHClおよびNHHS等のアンモニア塩が蓄積し、深刻な腐食の問題および閉塞の問題が生じてしまう場合がある。そのため、かかるアンモニア塩を溶かすべく洗浄水が加えられている。洗浄水を含んだプロセス・ストリームを並列な束状エアークーラーに分割して供給した場合では、洗浄水の分配が不充分となる場合があり、洗浄水が殆どまたは全く供給されないエアークーラーの束では腐食および閉塞の問題が生じてしまう。 As another example, a case where a bundled air cooler for a product is used in a hydrogen treatment unit can be mentioned. As the reactor effluent cools, ammonia salts such as NH 4 Cl and NH 4 HS accumulate, which can cause serious corrosion and plugging problems. Therefore, washing water is added to dissolve the ammonia salt. When a process stream containing cleaning water is divided and supplied to parallel bundled air coolers, the distribution of cleaning water may be inadequate, and in bundles of air coolers where little or no cleaning water is supplied. Corrosion and blockage problems arise.

化学リアクター
水素処理ユニットに設けられた並列な化学リアクター(例えば、トリクルベッド・リアクター)では、各々のリアクターの入口で同じ気体/液体比となることが極めて重要である。固体触媒存在下にて炭化水素成分と水素とが反応する水素処理リアクター(例えば、水素化分解リアクター)では、リアクターに供給されるフィードにおいて液体に対する気体の割合が少ないと、リアクター内での水素分圧が低くなる。その結果、反応速度が低くなったり、コークス蓄積速度が速くなったり、また、触媒が不活性化してしまうことになる。また、リアクターに供給されるフィードにおいて液体に対する気体の割合が少ないと、短い操作時間であっても、リアクターの触媒分子の高価な装填が損なわれる結果となる。
In parallel chemical reactors (eg, trickle bed reactors) provided in a chemical reactor hydroprocessing unit, it is very important that the same gas / liquid ratio be obtained at the inlet of each reactor. In a hydroprocessing reactor in which a hydrocarbon component and hydrogen react in the presence of a solid catalyst (for example, a hydrocracking reactor), if the ratio of gas to liquid in the feed supplied to the reactor is small, the hydrogen content in the reactor is reduced. Pressure is lowered. As a result, the reaction rate becomes low, the coke accumulation rate becomes high, and the catalyst is deactivated. Also, if the ratio of gas to liquid in the feed supplied to the reactor is small, the result is that the expensive loading of the catalyst molecules in the reactor is impaired, even with a short operating time.

詳細な説明
本発明のスプリッターは、必要とされる分割比(または配分割合)が得られるように設計することができる。分割比は、流出ストリームの全質量流を流入ストリームの全質量流で割ったものとして規定される。例えば、本発明では、分割比を50%/50%となるように設計できるだけでなく、分割比を5%/95%となるように設計することもできる。2相スプリッターは、制御バルブを用いておらず、全体の圧力降下が少ないオープン・システムである。そのため、分割比を決めるのは、2相スプリッター自体ではなく、下流の流れ系の水力性能(hydraulic capacity)である。分割比が2相スプリッターで意図された分割比からずれた場合であっても、スプリッターを適当に設計することによって、流出ストリームの各々において、ほぼ同じ気体/液体比を得ることができる。その理由は以下の通りである:
DETAILED DESCRIPTION The splitter of the present invention can be designed to obtain the required split ratio (or distribution ratio). The split ratio is defined as the total mass flow of the effluent stream divided by the total mass flow of the inflow stream. For example, in the present invention, not only can the division ratio be designed to be 50% / 50%, but the division ratio can also be designed to be 5% / 95%. A two-phase splitter is an open system that uses no control valves and has a low overall pressure drop. Therefore, it is not the two-phase splitter itself that determines the split ratio, but the hydraulic capacity of the downstream flow system. Even if the split ratio deviates from the split ratio intended by the two-phase splitter, approximately the same gas / liquid ratio can be obtained in each of the effluent streams by appropriate design of the splitter. The reason is as follows:

例えば、吸引チャンネルAおよび吸引チャンネルBに対して2相流入ストリームがそれぞれ30%/70%の分割比となるように2つの流出ストリームへと分割されるように、ストリーム・スプリッターが設計されている場合を例に挙げて説明する。一般的には、かかる設計では、2つの吸引チャンネルの開口部が異なるサイズを有しており、2つの吸引チャンネルの断面積は異なっている。ある操作モードでは、分割比は、2相スプリッターで意図された30%/70%とではなく40%/60%となる場合がある。この場合、当初の見込みを上回る量の気体が、側部に設けられた開口部から吸引チャンネルAに流入することになる。そのため、吸引チャンネルAの外側から内側までの圧力降下がより大きくなり、その結果、より多くの液体が吸引チャンネル内へと吸い込まれることになる。また、分割比がより低いことに起因して、当初の見込みを下回る量の気体が、吸引チャンネルBの側部の開口部を通って吸引チャンネルBに流入することになり、吸引チャンネルBの外側から内側までの圧力降下がより小さくなる。その結果、より少ない液体が吸引チャンネル内へと吸い込まれることになる。このようにして、異なる分割比を補うような設計が為されている。   For example, the stream splitter is designed so that for the suction channel A and the suction channel B, the two-phase inflow stream is split into two outflow streams with a split ratio of 30% / 70% respectively. A case will be described as an example. In general, in such a design, the openings of the two suction channels have different sizes, and the cross-sectional areas of the two suction channels are different. In some modes of operation, the split ratio may be 40% / 60% instead of the 30% / 70% intended for a two-phase splitter. In this case, an amount of gas exceeding the initial expectation flows into the suction channel A from the opening provided in the side portion. As a result, the pressure drop from the outside to the inside of the suction channel A becomes larger, and as a result, more liquid is sucked into the suction channel. Further, due to the lower split ratio, an amount of gas less than the initial expectation flows into the suction channel B through the opening on the side of the suction channel B, and the outside of the suction channel B. The pressure drop from the inside to the inside becomes smaller. As a result, less liquid will be drawn into the suction channel. In this way, a design is made to compensate for different division ratios.

ある操作モードにおける所定の吸引チャンネルに対する分割比が見込みを上回る場合では、気体がより多く流れることによって、液体がより多く流れることになる。同様に、所定の吸引チャンネルに対する分割比が見込みを下回る場合では、気体がより少なく流れることによって、液体がより少なく流れることになる。結果的に、出口パイプにおける液体に対する気体の割合は、分割比の変化によってはあまり影響を受けることはない。   If the split ratio for a given suction channel in an operating mode is higher than expected, more gas will flow and more liquid will flow. Similarly, if the split ratio for a given suction channel is less than expected, less gas will flow and less liquid will flow. As a result, the ratio of gas to liquid in the outlet pipe is not significantly affected by changes in the split ratio.

図4では、並列に設けられた熱交換器、計装機および炉管を備えた処理システムのプロセス・フロー図が示されているが、図4は、流出ストリームの各々で同一の気体/液体比が維持される性能について第1の例を示している。高温ストリーム58および65が流れ込む熱交換器、ならびに、炉61が用いられることによって、低温の2相供給ストリーム50が加熱されている。まず、本発明のスプリッター51によって、低温ストリーム50は3つのストリーム52,53および54へと分けられる。流出ストリーム52は、シェル&チューブ式熱交換器55a,55b,55cおよび55dのシェル側ならびに炉61の管路67から成るトレインAを流れる。流出ストリーム53は、シェル&チューブ式熱交換器56a,56b,56cおよび56dのシェル側ならびに炉61の管路68から成るトレインBを流れる。流出ストリーム54は、シェル&チューブ式熱交換器57a,57bおよび57cのチューブ側ならびに制御バルブ69から成るトレインCを通過する。流出ストリーム62、流出ストリーム63および流出ストリーム60は、それぞれ組み合わされて生成物ストリーム64となる。スプリッター51で設計されている気体および液体の流速および性質を表1に示す。   In FIG. 4, a process flow diagram of a processing system with heat exchangers, instrumentation and furnace tubes installed in parallel is shown, but FIG. 4 shows the same gas / liquid in each of the effluent streams. A first example is shown for the performance in which the ratio is maintained. The heat exchanger into which the hot streams 58 and 65 flow and the furnace 61 are used to heat the cold two-phase feed stream 50. First, the splitter 51 of the present invention splits the cold stream 50 into three streams 52, 53 and 54. The effluent stream 52 flows through the train A consisting of the shell side of shell and tube heat exchangers 55 a, 55 b, 55 c and 55 d and the conduit 67 of the furnace 61. The effluent stream 53 flows through the train B, which consists of the shell side of the shell and tube heat exchangers 56 a, 56 b, 56 c and 56 d and the line 68 of the furnace 61. The effluent stream 54 passes through the train C, which consists of the tube side of the shell and tube heat exchangers 57a, 57b and 57c and the control valve 69. Outflow stream 62, outflow stream 63, and outflow stream 60 are combined to form product stream 64. Table 1 shows the flow rates and properties of the gas and liquid designed in the splitter 51.

Figure 0004722840
Figure 0004722840

スプリッター51は、トレインA、トレインBおよびトレインCに対する分割比がそれぞれ40%/40%/20%となるように設計されている。流出ストリーム52,流出ストリーム53および流出ストリーム54の各々が同じ気体/液体比となることを目的としている。実際の分割比が40%/40%/20%という設計された分割比と同じになる場合では、3つの流出ストリーム52,53および54の気体/液体比がほぼ同じになる。しかしながら、トレインAでの所定の流速の圧力降下が、見込みよりも20%大きくなることが分かった。流れ抵抗の違いは、2つの並列なトレインAおよびBの異なる配管のレイアウトおよび僅かに異なる熱交換器および炉の設計に起因するものであった。また、トレインCでの所定の流速の圧力降下は、当初の見込みよりも30%大きくなることが分かった。トレイCに対するより少ない流れ抵抗は、制御バルブ69によって制御される流れ条件がより高いことに起因するものであった。並列な流れ系の異なる流れ抵抗によって、分割比は予測されるものと異なっていた。   The splitter 51 is designed so that the division ratio with respect to the train A, the train B, and the train C is 40% / 40% / 20%, respectively. The aim is that each of the effluent stream 52, effluent stream 53 and effluent stream 54 has the same gas / liquid ratio. If the actual split ratio is the same as the designed split ratio of 40% / 40% / 20%, the gas / liquid ratio of the three effluent streams 52, 53 and 54 will be approximately the same. However, it was found that the pressure drop at a given flow rate in train A was 20% greater than expected. The difference in flow resistance was attributed to the different piping layouts of the two parallel trains A and B and slightly different heat exchanger and furnace designs. It was also found that the pressure drop at a given flow rate in train C was 30% greater than originally expected. The lower flow resistance for tray C was attributed to the higher flow conditions controlled by control valve 69. Due to the different flow resistance of the parallel flow system, the split ratio was different from what was expected.

以下では、トレインAおよびトレインCの見込まれた流れ抵抗が異なることによってもたらされる並列のトレインの各々の気体/液体比の相違を、気体および液体の流速を9セット用いて評価している。評価された気体および液体の流速のセットおよびその結果を表2に示す。気体流れおよび液体流れは、それぞれ、設計された気体流速および液体流速の50%、100%および200%に相当する。評価から得られた結果、つまり、スプリッターにおけるΔP、3つのトレインにおけるΔP、ストリーム52,53および54についての気体/液体比および%DVLRについても表2に示す。なお、%DVLRは、以下の式で規定される:   In the following, the difference in the gas / liquid ratio of each of the parallel trains resulting from the different expected flow resistances of train A and train C is evaluated using nine sets of gas and liquid flow rates. The set of gas and liquid flow rates evaluated and the results are shown in Table 2. The gas flow and liquid flow represent 50%, 100% and 200% of the designed gas and liquid flow rates, respectively. Table 2 also shows the results obtained from the evaluation, ie, ΔP in the splitter, ΔP in the three trains, gas / liquid ratio and% DVLR for streams 52, 53 and 54. Note that% DVLR is defined by the following formula:

Figure 0004722840
ここで、VLおよびVLfeedは、それぞれ、流出ストリームiの気体/液体比(即ち液体に対する気体の体積割合)および流入供給ストリームの気体/液体比(即ち液体に対する気体の体積割合)であり、Nsplitは、スプリッターから得られる流出ストリームの数である。
Figure 0004722840
Where VL i and VL feed are the gas / liquid ratio of effluent stream i (ie, the volume ratio of gas to liquid) and the gas / liquid ratio of the incoming feed stream (ie, volume ratio of gas to liquid), respectively. Nsplit is the number of effluent streams obtained from the splitter.

表2から分かるように、所定のスプリッター設計では、下流系の流れ抵抗が当初の見込みとは異なる場合であっても、幅広い範囲の気体流速および液体流速にわたって優れた性能が示された。   As can be seen from Table 2, the given splitter design showed excellent performance over a wide range of gas and liquid flow rates, even when the downstream flow resistance was different from the original expectations.

気体/液体比は1.3から21.5までの間で変化し、トレインでの圧力降下は1.3バールから20.9バールまで変化する。トレインAの20%より多い流れ抵抗およびトレインBの30%より少ない流れ抵抗によってもたらされる%DVLRの平均は、2.97%と低いものである。   The gas / liquid ratio varies between 1.3 and 21.5, and the pressure drop in the train varies from 1.3 bar to 20.9 bar. The average% DVLR produced by more than 20% flow resistance of train A and less than 30% flow resistance of train B is as low as 2.97%.

Figure 0004722840
Figure 0004722840

スプリッターの性能は、スプリッターの製造および設置に際する機械的誤差によって影響を受ける場合がある。特に、スプリッターの性能は、吸引チャンネルの相対的な高さおよび吸引チャンネルの開口部の流れ面によって影響を受ける。   Splitter performance may be affected by mechanical errors in the manufacture and installation of the splitter. In particular, the performance of the splitter is affected by the relative height of the suction channel and the flow surface of the suction channel opening.

本発明のスプリッターの用途の第2の例を図5のプロセス・フロー図に示す。190mの触媒粒子が充填された既存のトリクルベッド75は、所望の速度で所望の生成物を得るには小さすぎる。そのため、付加的に90m触媒を加える必要がある。既存なリアクターに対して直列に新しい触媒を設ける代わりに、既存のリアクター75に対して並列に新しいリアクター74が設けられる。2相供給ストリーム70をリアクター75および74へとそれぞれ送られる2つの流出ストリーム72および73へと分けるために、本発明のスプリッター71が用いられている。リアクター74およびリアクター75へとそれぞれ分けられる分割比は、32%/68%である。リアクターの下流では、リアクター74からの流出ストリーム76とリアクター75からの流出ストリームとが組み合わされて、生成物ストリーム78が得られる。スプリッター71の吸引チャンネル同士は同じ高さになることが意図されているものの、かかる第2の例では、ストリーム72に対応する吸引チャンネルAは、ストリーム73に対応する吸引チャンネルBよりも10mm高くなっている。また、吸引チャンネルAの開口部の流れ面は、意図された面積よりも2%大きくなっており、また、吸引チャンネルBの開口部の流れ面は、意図された面積よりも2%小さくなっている。吸引チャンネルAおよび吸引チャンネルBの高さおよび開口部の流れ面積が異なることによって、液体に対する気体の割合は、ストリーム73よりもストリーム72の方が多くなる。 A second example of the application of the splitter of the present invention is shown in the process flow diagram of FIG. The existing trickle bed 75 packed with 190 m 3 catalyst particles is too small to obtain the desired product at the desired speed. Therefore, it is necessary to add 90 m 3 catalyst additionally. Instead of providing a new catalyst in series with the existing reactor, a new reactor 74 is provided in parallel with the existing reactor 75. The splitter 71 of the present invention is used to split the two-phase feed stream 70 into two effluent streams 72 and 73 that are sent to reactors 75 and 74, respectively. The division ratio divided into the reactor 74 and the reactor 75 is 32% / 68%. Downstream of the reactor, the effluent stream 76 from the reactor 74 and the effluent stream from the reactor 75 are combined to obtain a product stream 78. Although the suction channels of the splitter 71 are intended to be the same height, in this second example, the suction channel A corresponding to the stream 72 is 10 mm higher than the suction channel B corresponding to the stream 73. ing. Further, the flow surface of the opening of the suction channel A is 2% larger than the intended area, and the flow surface of the opening of the suction channel B is 2% smaller than the intended area. Yes. Due to the difference in the height of suction channel A and suction channel B and the flow area of the opening, the ratio of gas to liquid is higher in stream 72 than in stream 73.

スプリッター71は、表3に示すような気体流速および液体流速ならびに気体特性および液体特性に対して設計されている。   The splitter 71 is designed for gas and liquid flow rates as well as gas and liquid properties as shown in Table 3.

Figure 0004722840
Figure 0004722840

以下では、上述のような製造および設置に際する誤差によってもたらされる気体/液体比および%DVLR(式(2)によって規定される)の相違を、幅広い操作条件で評価している。評価される操作条件(表4に示す)は、それぞれ、気体および液体の意図された流速の50%、100%および200%に相当する。評価から得られる結果、つまり、スプリッターにおけるΔP、リアクターにおけるΔP、ストリーム72および73についての気体液体比(体積比)ならびに%DVLRを表4に示す。   In the following, the differences in gas / liquid ratio and% DVLR (defined by equation (2)) caused by errors in manufacturing and installation as described above are evaluated over a wide range of operating conditions. The operating conditions evaluated (shown in Table 4) correspond to 50%, 100% and 200% of the intended flow rates of gas and liquid, respectively. Table 4 shows the results obtained from the evaluation, ie, ΔP in the splitter, ΔP in the reactor, gas-liquid ratio (volume ratio) and% DVLR for streams 72 and 73.

Figure 0004722840
Figure 0004722840

表4から分かるように、製造および設置に際する誤差がある場合であっても、気体流速および液体流速の幅広い範囲にわたって優れた分割性能が示された。   As can be seen from Table 4, excellent splitting performance was shown over a wide range of gas and liquid flow rates, even when there were errors in manufacturing and installation.

図4および図5に示される2つの例では、各々が同じ気体/液体比を有する流出ストリームが形成されるようにスプリッターが設計されているが、気体/液体比が各々の異なる流出ストリームが形成されるようにストリーム・スプリッターを設計することもできる。例えば、分割比が20%/20%/60%となるように、また、気体/液体比(体積比)が10/12/20となるように、2相流入ストリームを3つの流出ストリームへと分割するスプリッターを設計することができる。なお、2相ストリーム・スプリッターが用いられる大抵の工業用途では、流出ストリームの各々の気体/液体比が同じとなることが望ましいとされている。   In the two examples shown in FIGS. 4 and 5, the splitter is designed such that each effluent stream has the same gas / liquid ratio, but different effluent streams with different gas / liquid ratios are formed. Stream splitters can also be designed to For example, a two-phase inflow stream is divided into three outflow streams so that the split ratio is 20% / 20% / 60% and the gas / liquid ratio (volume ratio) is 10/12/20. Splitting splitters can be designed. It should be noted that in most industrial applications where a two-phase stream splitter is used, it is desirable that the gas / liquid ratio of each effluent stream be the same.

本発明のセパレーターで行われる気体と液体との分離は、常套の相セパレーターと同様であることは必ずしも必要でない。気体から液体のバルク部分を分離することで充分である。気体が均等に分配されるので、気体に伴って送られるより小さい液体が吸引チャンネルへと分配されることになる。そのため、常套の相セパレーターよりも気体の線速度が速く、かつ、断面積が小さくなるように、2相スチーム・スプリッターのセパレーターを設計することができる。また、2相ストリーム・スプリッターのセパレーターで必要とされる液体の滞留時間は、図2に示すような計装機を備えた常套のセパレーターで必要とされる液体の滞留時間よりも相当に短くなっている。計装機を備えた常套のセパレーターは、5〜20分の液体滞留時間を有しているため、レベル制御システムに対する応答時間を許容しており、また、自動制御システムが故障した場合の作業員による手動操作を可能にしている。2相ストリーム・スプリッターでは、レベル(または液面)は、ある程度迅速に修正され、また、気体充填量によって主に設定されるものである。それゆえ、2相ストリーム・スプリッターのセパレーターにおける液体の滞留時間は、5秒と短くなっている。全体的には、2相ストリーム・スプリッターのセパレーターは、装置産業で用いられている常套の相セパレーターよりも非常にコンパクトとなる。例えば、表1に示す気体および液体の流速および特性に対して設計されている図4のスプリッター51の圧力ベッセルのサイズおよびコストを、図2に示すような常套の相セパレーターの圧力ベッセルの場合と比較した。なお、この常套の相セパレーターは、表1に示すような気体流れおよび液体流れおよびそれらの特性に対して設計されているものである。結果を表5に示す。   The separation of gas and liquid performed in the separator of the present invention is not necessarily the same as in a conventional phase separator. It is sufficient to separate the bulk portion of the liquid from the gas. Since the gas is evenly distributed, the smaller liquid delivered with the gas will be distributed to the suction channel. Therefore, the separator of the two-phase steam splitter can be designed so that the gas linear velocity is higher than that of the conventional phase separator and the cross-sectional area is reduced. Also, the liquid residence time required by the separator of the two-phase stream splitter is considerably shorter than the liquid residence time required by a conventional separator equipped with an instrument as shown in FIG. ing. Conventional separators with instrumentation have a liquid residence time of 5 to 20 minutes, thus allowing a response time to the level control system, and workers in the event of an automatic control system failure. Manual operation is possible. In a two-phase stream splitter, the level (or liquid level) is corrected to some degree quickly and is mainly set by the gas charge. Therefore, the liquid residence time in the separator of the two-phase stream splitter is as short as 5 seconds. Overall, the two-phase stream splitter separator is much more compact than the conventional phase separator used in the equipment industry. For example, the size and cost of the pressure vessel of the splitter 51 of FIG. 4 designed for the gas and liquid flow rates and characteristics shown in Table 1 can be compared to the pressure vessel of a conventional phase separator as shown in FIG. Compared. This conventional phase separator is designed for gas and liquid flows and their characteristics as shown in Table 1. The results are shown in Table 5.

Figure 0004722840
Figure 0004722840

表5に示すコストは、吸引チャンネルなどのインターナルが設けられたベッセルのコストである。基礎工事、据え付け、断熱作業、配管および計装等の設置コストは含まれていない。従って、一般的には、トータルの設置コストは、表5に示す設備コストの3〜4倍になる。表5から分かるように、本発明のスプリッターは、常套の相セパレーターを使用する場合と比べて、コンパクトであって、コストが低くなっている。   The cost shown in Table 5 is the cost of a vessel provided with an internal such as a suction channel. Installation costs for foundation work, installation, insulation work, piping and instrumentation are not included. Therefore, in general, the total installation cost is 3 to 4 times the equipment cost shown in Table 5. As can be seen from Table 5, the splitter of the present invention is more compact and less costly than using a conventional phase separator.

図3A,図3B,図3C,図6A,図6B,図7A,図7Bおよび図8は、本発明のスプリッターの別の構造を示している。かかる図面は、本発明およびその代替的な態様を単に示すのに用いているに過ぎないので、図面は、本明細書に開示する発明の概念を限定したり、施工図として用いられたりするものではない。つまり、図面は、本発明の範囲を制限しない。図面に示されている相対的な次元は、商業的または工業的な態様と等しいものでもなく、そのような商業的または工業的な態様に比例するものでもない。   3A, 3B, 3C, 6A, 6B, 7A, 7B, and 8 show another structure of the splitter of the present invention. Such drawings are merely used to illustrate the present invention and alternative embodiments thereof, and are therefore intended to limit the inventive concepts disclosed herein or to be used as construction drawings. is not. In other words, the drawings do not limit the scope of the present invention. The relative dimensions shown in the drawings are not equivalent to, nor are they proportional to, commercial or industrial aspects.

次に、本発明の態様が示された図面について言及する。図3A,図3Bおよび図3Cに示すスプリッター30は、流入ストリーム41を2つの流出ストリーム42,43へと分けるスプリッターである。スプリッター30は、流入パイプ32および2つの流出パイプ44,45を備えたベッセル31から成る。流入パイプ32は、ベッセル31の壁部に接続されており、流体のリークを防ぐシールが形成されている。パイプ32の下端部は開口しており、流入ストリーム42がベッセル31内に入ることができるようになっている。緩衝プレート33および側壁40は、フロー・チャンネルを構成するようになっている。かかるフロー・チャンネルでは、流入ストリーム41が2つのストリームに分けられるので、2つのストリームがベッセル31の円筒壁部に向かって導かれることになる。各々の吸引チャンネルは、開口した上端部および下端部を有する円管から成る。吸引チャンネルの下端部は、液体39に浸漬されている。吸引チャンネル34の上端部または出口は、流出パイプ44と接続され、また、吸引チャンネル35の上端部または出口は、流出パイプ45に接続されており、ベッセル31から排出される2つのフロー・チャンネルが形成されている。流体のリークを防ぐシールは、ベッセル31の壁部と流出パイプ44,45との間に形成されている。吸引チャンネル34にはパイプの側部に開口部37が設けられており、吸引チャンネル35にはパイプの側部に開口部36が設けられている。   Reference will now be made to the drawings in which aspects of the invention are shown. The splitter 30 shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C is a splitter that divides the incoming stream 41 into two outgoing streams 42 and 43. The splitter 30 includes a vessel 31 having an inflow pipe 32 and two outflow pipes 44 and 45. The inflow pipe 32 is connected to the wall portion of the vessel 31, and a seal is formed to prevent fluid leakage. The lower end of the pipe 32 is open so that the inflow stream 42 can enter the vessel 31. The buffer plate 33 and the side wall 40 constitute a flow channel. In such a flow channel, since the incoming stream 41 is divided into two streams, the two streams are guided toward the cylindrical wall portion of the vessel 31. Each suction channel consists of a circular tube having an open upper and lower end. The lower end of the suction channel is immersed in the liquid 39. The upper end or outlet of the suction channel 34 is connected to the outflow pipe 44, and the upper end or outlet of the suction channel 35 is connected to the outflow pipe 45, so that two flow channels discharged from the vessel 31 are connected. Is formed. A seal for preventing fluid leakage is formed between the wall portion of the vessel 31 and the outflow pipes 44 and 45. The suction channel 34 is provided with an opening 37 on the side of the pipe, and the suction channel 35 is provided with an opening 36 on the side of the pipe.

運転(または操作)中では、2相流入ストリーム41は、パイプ32を介してベッセル内に流入する。かかる2相噴流は、緩衝プレート33に衝突するので、それによって、ストリームの速い速度が弱められ、ストリームがベッセルの円筒形壁部の方向へと導かれ、ベッセル31内で液体相39と気体相38とが分離される。液体相はベッセルの底部の重相収集領域(heavy phase collection region)に集められる一方、気体相はベッセルの上部の軽相収集領域(light phase collection region)に集められる。そして、気体38は、液面よりも上方に位置する吸引チャンネルの側部の開口部36,37の一部を通って流れる。このように開口部を通って気体が流れるために、吸引チャンネルの外側から吸引チャンネルの内側に向かって圧力降下が生じ、液体が吸引チャンネル内へと吸い上げられることになる。液体39は、吸引チャンネル34,35の開口した下端部を通って流れたり、また、ベッセル31の液面よりも下方に位置する開口部36,37の一部を通って流れたりする。吸引チャンネルでは液体と気体とが混合される。得られる2相混合物は、吸引チャンネル内にてその出口の方向に上方へと流れるので、流出パイプ44,45を介してベッセル31から2相混合物が排出されることになる。   During operation (or operation), the two-phase inflow stream 41 flows into the vessel via the pipe 32. Such a two-phase jet impinges on the buffer plate 33, thereby reducing the high speed of the stream, leading the stream toward the cylindrical wall of the vessel, and the liquid phase 39 and the gas phase in the vessel 31. 38 is separated. The liquid phase is collected in the heavy phase collection region at the bottom of the vessel while the gas phase is collected in the light phase collection region at the top of the vessel. The gas 38 flows through a part of the openings 36 and 37 on the side of the suction channel located above the liquid level. Since the gas flows through the opening in this manner, a pressure drop occurs from the outside of the suction channel toward the inside of the suction channel, and the liquid is sucked into the suction channel. The liquid 39 flows through the opened lower ends of the suction channels 34 and 35, or flows through a part of the openings 36 and 37 located below the liquid surface of the vessel 31. In the suction channel, liquid and gas are mixed. The resulting two-phase mixture flows upward in the direction of its outlet in the suction channel, so that the two-phase mixture is discharged from the vessel 31 via the outflow pipes 44 and 45.

流入する入口は、図3Aに示すように、吸引チャンネルの間にて対称的に配置されていることが好ましい。そのように対称的に配置されていると、気体/液体分離に必要とされるベッセルの断面積が最小限となり、気体通路をより均等に占めるように小さい液滴が配給されることになる。供給される流入ストリームが図3Bおよび図3Cに示すようなプレートおよび壁部に衝突するように、スプリッターが設計されていることが好ましい。供給される流入ストリームがプレートおよび壁部に衝突すると、液体と気体相とが分離し易くなり、また、速度の速い流入噴流がベッセルの液面へと到達するので、液体が再度エントレイメントを伴ったり、波打ったりすることになる。   The inflow inlets are preferably arranged symmetrically between the suction channels as shown in FIG. 3A. Such a symmetrical arrangement minimizes the cross-sectional area of the vessel required for gas / liquid separation and delivers small droplets to more evenly occupy the gas passages. The splitter is preferably designed so that the incoming stream that is fed impinges on the plates and walls as shown in FIGS. 3B and 3C. When the supplied inflow stream collides with the plate and the wall, the liquid and the gas phase are easily separated, and the high-speed inflow jet reaches the liquid level of the vessel, so that the liquid again entrains. It will accompany or wave.

吸引チャンネルの開口部の全面積は、ベッセル内の液体レベルが所望のレベルとなるように選択される。開口部の面積が大きくなると、気体の圧力降下が低下する。その場合、その低下した圧力降下が、液体を吸引するのに必要な垂直方向高さと適合するように、液体レベルがより高くなる。それとは逆に、開口部の面積が小さくなると、液体レベルが低下する。吸引チャンネルから得られる流出ストリームの気体/液体比を設定するのに、各々の吸引チャンネルの開口部の面積を用いることができる。吸引チャンネルAの開口部の面積が、吸引チャンネルBの開口部の面積よりも大きい場合では、吸引チャンネルAから得られる流出ストリームの気体/液体比が、吸引チャンネルBから得られる流出ストリームの気体/液体比よりも大きくなる。各々の吸引チャンネルの断面積および形状は、ベッセル内の液体レベル、および、各流出ストリームの気体/液体比に影響を及ぼすことになる。   The total area of the suction channel opening is selected so that the liquid level in the vessel is at the desired level. As the area of the opening increases, the pressure drop of the gas decreases. In that case, the liquid level will be higher so that the reduced pressure drop matches the vertical height required to aspirate the liquid. Conversely, as the area of the opening decreases, the liquid level decreases. The area of each suction channel opening can be used to set the gas / liquid ratio of the effluent stream obtained from the suction channel. When the area of the opening of the suction channel A is larger than the area of the opening of the suction channel B, the gas / liquid ratio of the effluent stream obtained from the suction channel A is equal to the gas / liquid ratio of the effluent stream obtained from the suction channel B. It becomes larger than the liquid ratio. The cross-sectional area and shape of each suction channel will affect the liquid level in the vessel and the gas / liquid ratio of each effluent stream.

図3Aに示す吸引チャンネルの開口部は円形の穴である。しかしながら、この開口部は、垂直スロット(または垂直方向に延在したスロット、vertical slot)であってもよい。あるいは、開口部は、V形状、三角形状、矩形状、多角形状および楕円形状などの他の形状を有していてもよい。開口部領域は、吸引チャンネルの高さ方向に均等に延在していなくてもよい。例えば、底部付近の開口部をより小さい面積とし、上端部付近の開口部をより大きい面積とするように吸引チャンネルを設けてもよい。   The opening of the suction channel shown in FIG. 3A is a circular hole. However, the opening may be a vertical slot (or a vertical slot). Alternatively, the opening may have other shapes such as a V shape, a triangular shape, a rectangular shape, a polygonal shape, and an elliptical shape. The opening region may not extend evenly in the height direction of the suction channel. For example, the suction channel may be provided so that the opening near the bottom has a smaller area and the opening near the upper end has a larger area.

図3Aおよび図3Bに示す吸引チャンネルは、円形断面を有するものの、三角形、矩形、楕円形および多角形などの他の種々の断面形状を有するものであってもよい。また、吸引チャンネルの断面は、吸引チャンネルの長さに沿って変化するものであってもよい。   The suction channel shown in FIGS. 3A and 3B has a circular cross section, but may have various other cross sectional shapes such as a triangle, a rectangle, an ellipse, and a polygon. Also, the cross section of the suction channel may vary along the length of the suction channel.

図3Aに示す吸引チャンネルの底部は、液体が流れるように開口している。しかしながら、大抵の場合、吸引チャンネルの底部を閉鎖し、液面の下方に位置する吸引チャンネルの側部の開口部から全ての液体を流入させると、分割性能を向上させることができる。   The bottom of the suction channel shown in FIG. 3A is open to allow liquid to flow. However, in most cases, the dividing performance can be improved by closing the bottom of the suction channel and allowing all of the liquid to flow from the side opening of the suction channel located below the liquid level.

図3Aおよび図3Bに示すスプリッターの吸引チャンネルは垂直に設けられている。しかしながら、吸引チャンネルは全体的に垂直でなくてもよい。吸引チャンネルは、垂直要素を有していれば充分である。即ち、液体が、気体が流入する開口部領域を上方に向かって通りすぎ、その後に、液体が、流出パイプ44および45の一方につながる吸引チャンネルの出口へと流れれば充分である。   The suction channel of the splitter shown in FIGS. 3A and 3B is provided vertically. However, the suction channel may not be entirely vertical. It is sufficient for the suction channel to have a vertical element. That is, it is sufficient that the liquid passes upwardly through the opening area into which the gas flows, and then the liquid flows to the outlet of the suction channel leading to one of the outlet pipes 44 and 45.

図3A,図3Bおよび図3Cのスプリッターのベッセル31は、楕円形に近い上端部を備えた円筒形ベッセルであり、水平に設けられている。しかしながら、本発明のセパレーターまたはベッセルは、どのような形状および幾何学的配置を有していてよい。ベッセルの形状および幾何学的配置の例としては、垂直な円筒形ベッセル、球形状ベッセル、矩形断面を有したボックス型ベッセルなどである。   The splitter vessel 31 of FIGS. 3A, 3B, and 3C is a cylindrical vessel having an upper end close to an ellipse, and is provided horizontally. However, the separator or vessel of the present invention may have any shape and geometry. Examples of vessel shape and geometry include a vertical cylindrical vessel, a spherical vessel, a box vessel with a rectangular cross-section, and the like.

図3に示すように、流入ストリームおよび流出ストリームは、ベッセル31の上壁部を介して流入および流出する。しかしながら、流入ストリームおよび流出ストリームが、底壁部または側壁部などの他の壁部を介して流入および流出するようにしてもよい。   As shown in FIG. 3, the inflow stream and the outflow stream flow in and out through the upper wall portion of the vessel 31. However, the inflow stream and the outflow stream may flow in and out through other wall portions such as a bottom wall portion or a side wall portion.

本発明の改良例としてのスプリッターを、図6A、図6Bおよび図6Cに示す。スプリッター80は、垂直な円筒形ベッセルから成る。かかるスプリッターでは、ベッセル81の側壁部からパイプ87を介して流入ストリーム88が流入する。垂直なスプラッシュ・プレート(splash plate)86は、流入ストリーム88が流入する入口の下流側に設けられている。スプリッターは、3つの流出ストリーム91,92および85を有している。流出ストリーム91は、流出パイプ99を介してベッセル31の上部から流出する。流出パイプ99は、リークが生じないように吸引チャンネル82に接続されている。吸引チャンネル82は、円形の断面を有し、チャンネルの断面が下方向に向かって減少するようにテーパーが付けられている。吸引チャンネル82には、4つのスロット94が垂直に設けられている。吸引チャンネル82の底部は、液体が流れるように開口している。流出ストリーム92は、流出パイプ98を介してベッセル31の側部から流出する。90°ベンド97が用いられており、リークが生じないように流出パイプ98が吸引チャンネル83に接続されている。吸引チャンネル83は、正方形状の断面を有している。吸引チャンネル83には、V形状スロット93が設けられている。吸引チャンネル83の底部は、液体が流れるように開口している。流出ストリーム85は、流出パイプ100を介してベッセル31の底部から流出する。180°ベンド96が用いられており、リークが生じないように流出パイプ100が吸引チャンネル84に接続されている。吸引チャンネル84は、円形断面を有し、また、正方形の開口部95を備えている。吸引チャンネル84の底部は液体が流れないように閉鎖されているので、全ての液体は、正方形の開口部95を通って流入することになる。   An improved splitter of the present invention is shown in FIGS. 6A, 6B and 6C. The splitter 80 consists of a vertical cylindrical vessel. In such a splitter, the inflow stream 88 flows from the side wall of the vessel 81 through the pipe 87. A vertical splash plate 86 is provided downstream of the inlet into which the incoming stream 88 flows. The splitter has three effluent streams 91, 92 and 85. The outflow stream 91 flows out from the upper part of the vessel 31 through the outflow pipe 99. The outflow pipe 99 is connected to the suction channel 82 so that leakage does not occur. The suction channel 82 has a circular cross section and is tapered such that the cross section of the channel decreases downward. The suction channel 82 is provided with four slots 94 vertically. The bottom of the suction channel 82 is opened to allow liquid to flow. Outflow stream 92 flows out of the side of vessel 31 through outflow pipe 98. A 90 ° bend 97 is used, and an outflow pipe 98 is connected to the suction channel 83 so that leakage does not occur. The suction channel 83 has a square cross section. The suction channel 83 is provided with a V-shaped slot 93. The bottom of the suction channel 83 is open to allow liquid to flow. Outflow stream 85 flows out from the bottom of vessel 31 via outflow pipe 100. A 180 ° bend 96 is used, and the outflow pipe 100 is connected to the suction channel 84 so that leakage does not occur. The suction channel 84 has a circular cross section and is provided with a square opening 95. Since the bottom of the suction channel 84 is closed to prevent liquid flow, all liquid will flow through the square opening 95.

運転(または操作)中では、2相流入ストリーム88は、パイプ87を介してベッセル81内に流入する。かかる2相噴流は、スプラッシュ・プレート86に衝突し、それによって、ストリームの速い速度が弱められ、相分離が幾分生じることになる。ベッセル81の内では液体相90と気体相89とが分離している。液体相はベッセルの底部に集められる一方、気体相はベッセルの上部へと集められる。気体は、吸引チャンネル82,83および84の側部にそれぞれ設けられた開口部94,93および95を通って流入する。このように開口部を通って気体が流れるために、吸引チャンネルの外側から吸引チャンネルの内側に向かって圧力降下が生じ、液体が吸引チャンネル内に吸い込まれることになる。液体90は、吸引チャンネル82および83の開口した下端部から流入したり、ベッセル81内の液面よりも下方に位置する開口部94,93および95の一部から流入したりする。吸引チャンネルでは、液体と気体とが混合され、2相混合物が得られる。そして、吸引チャンネル内を流れる2相混合物は、流出パイプ98,99および100を通ってベッセル81から排出される。   During operation (or operation), the two-phase inflow stream 88 flows into the vessel 81 via the pipe 87. Such a two-phase jet impinges on the splash plate 86, thereby reducing the high velocity of the stream and causing some phase separation. In the vessel 81, the liquid phase 90 and the gas phase 89 are separated. The liquid phase is collected at the bottom of the vessel while the gas phase is collected at the top of the vessel. The gas flows in through openings 94, 93 and 95 provided on the sides of the suction channels 82, 83 and 84, respectively. Since the gas flows through the opening in this manner, a pressure drop occurs from the outside of the suction channel toward the inside of the suction channel, and the liquid is sucked into the suction channel. The liquid 90 flows in from the opened lower ends of the suction channels 82 and 83, or flows in from the openings 94, 93, and 95 located below the liquid level in the vessel 81. In the suction channel, the liquid and the gas are mixed to obtain a two-phase mixture. Then, the two-phase mixture flowing in the suction channel is discharged from the vessel 81 through the outflow pipes 98, 99 and 100.

%DVLR(式(2)で規定される)として定量化された本発明の分割性能は、液体に対する気体の割合が高い用途では減少することになる。液体に対する気体の割合が高い用途では、吸引チャンネル内にインターナルを設けて、吸引チャンネル内の2相流れの圧力降下を増加させることによって、本発明の分割性能を相当に改善することができる。インターナルによって圧力降下を増加させて分割性能を向上させる例としては、吸引チャンネルにオリフィスを1つ以上用いることが挙げられる。なお、吸引チャンネル内にインターナルを用いると、吸引チャンネルの2相流れパターンが影響を受けることになる。例えば、オリフィスを使用すると、望ましくないスラグ流が回避することができる。ちなみに、スラグ流が発生すると、液体スラグおよび気体ポケット(vapor pocket)が周期的に吸引チャンネル内を流れることになる。吸引チャンネルにインターナルを設けると、液体に対する気体の割合が高い用途に対して分割性能が改善されるだけでなく、液体に対する気体の割合がより低い用途に対しても、分割性能が幾分改善されることになる。ちなみに、例えば、図4および図5にそれぞれ示すスプリッター51および71は、分割性能を向上させるインターナルが吸引チャンネルに含まれていないスプリッターである。   The splitting performance of the present invention quantified as% DVLR (defined by equation (2)) will be reduced in applications where the ratio of gas to liquid is high. In applications where the ratio of gas to liquid is high, the splitting performance of the present invention can be significantly improved by providing an internal in the suction channel to increase the pressure drop of the two-phase flow in the suction channel. An example of improving the splitting performance by increasing the pressure drop by internal is to use one or more orifices in the suction channel. Note that the use of internals in the suction channel will affect the two-phase flow pattern of the suction channel. For example, using an orifice can avoid undesirable slag flow. Incidentally, when a slag flow occurs, liquid slag and gas pockets periodically flow in the suction channel. The internal suction channel not only improves splitting performance for applications with a high gas to liquid ratio, but also somewhat improves splitting performance for applications with a lower gas to liquid ratio. Will be. Incidentally, for example, the splitters 51 and 71 shown in FIGS. 4 and 5, respectively, are splitters in which an internal for improving the division performance is not included in the suction channel.

図3A、図3B、図3C、図4、図5、図6A、図6Bおよび図6Cに示すスプリッター30,51,71および80は、全て、別個にセパレーターまたはベッセルを有している。しかしながら、本発明は、例えばシェル&チューブ式熱交換器および化学リアクター等の他のプロセス機器と一体的に用いてもよい。   The splitters 30, 51, 71 and 80 shown in FIGS. 3A, 3B, 3C, 4, 5, 6, 6A, 6B and 6C all have separate separators or vessels. However, the present invention may be used integrally with other process equipment such as shell and tube heat exchangers and chemical reactors.

図7Aおよび図7Bは、化学的なトリクルベッド110と一体化された本発明のスプリッターの例を示している。図7Aは、トリクルベッドの底部を示している。半球ヘッド102を備えた円筒形の圧力シェル101内には触媒粒子103が充填されており、触媒支持グリッドまたはスクリーン104によって触媒粒子103が支持されている。触媒粒子がスクリーンを通過しないようにしつつも、気体および液体がスクリーンを通過するように、触媒支持グリッド/スクリーンが設計されている。触媒支持グリッド/スクリーンの下方には、2つの垂直な吸引チャンネル107が配置されている。各々の吸引チャンネルには、スロット108が8つ設けられている。また、吸引チャンネルにはインターナルが設けられており、吸引チャンネルの圧力降下を増加させている。かかるインターナルは、吸引チャンネルに各々設けられた4つのオリフィス109,110,111および112から構成されている。各々の吸引チャンネル107は、リークが生じないように、ベンドを備えたチャンネル106によって流出ノズル105と接続されている。   7A and 7B show an example of the splitter of the present invention integrated with a chemical trickle bed 110. FIG. 7A shows the bottom of the trickle bed. A cylindrical pressure shell 101 having a hemispherical head 102 is filled with catalyst particles 103, and the catalyst particles 103 are supported by a catalyst support grid or screen 104. The catalyst support grid / screen is designed so that gases and liquids pass through the screen while preventing catalyst particles from passing through the screen. Below the catalyst support grid / screen, two vertical suction channels 107 are arranged. Each suction channel is provided with eight slots 108. The suction channel is also provided with an internal to increase the pressure drop in the suction channel. Such an internal is composed of four orifices 109, 110, 111 and 112 respectively provided in the suction channel. Each suction channel 107 is connected to the outflow nozzle 105 by a channel 106 provided with a bend so that no leakage occurs.

運転(または操作)中では、気体および液体は、触媒粒子103から成る床および触媒支持グリッド/スクリーン104を通るように下方に同時に流れる。触媒支持グリッド/スクリーン104の下方には、液体相113と気体相114とが分離されるスペースが設けられている。液体相113は、リアクターの底部に集められる。気体は、液面の上方のスロット108の一部から流入する。気体がスロットから流入することによって、吸引チャンネルの外側から吸引チャンネルの内側に向かって圧力降下が生じ、液体が吸引チャンネル内へと吸い上げられることになる。液体113は、下方のオリフィス112の開口部から流入したり、液面よりも下方のスロット108の一部から流入したりする。吸引チャンネル内にて液体と気体とが混合される。得られた混合物は、吸引チャンネルおよびオリフィスを通って流れた後、ノズル105を介してリアクター110から排出されることになる。   During operation (or operation), gas and liquid simultaneously flow downward through the bed of catalyst particles 103 and the catalyst support grid / screen 104. Below the catalyst support grid / screen 104, a space for separating the liquid phase 113 and the gas phase 114 is provided. The liquid phase 113 is collected at the bottom of the reactor. The gas flows from a part of the slot 108 above the liquid level. As the gas flows in from the slot, a pressure drop occurs from the outside of the suction channel toward the inside of the suction channel, and the liquid is sucked into the suction channel. The liquid 113 flows from the opening of the lower orifice 112 or flows from a part of the slot 108 below the liquid level. Liquid and gas are mixed in the suction channel. The resulting mixture will flow through the suction channel and orifice and then be discharged from the reactor 110 via the nozzle 105.

図8は、シェル&チューブ式熱交換器120と一体化された本発明のスプリッターの例を示している。シェル&チューブ式熱交換器は、次のような要素から構成されている:
・カバー・プレート128、チューブ側の入口ノズル129およびチューブ側の出口ノズル130が設けられたヘッド122
・入口ノズル131および2つの流出ノズル125が設けられたシェル121
・U字管124、チューブ・シート135および13個のフロー・バッフル132から成るU字管束。
FIG. 8 shows an example of a splitter of the present invention integrated with a shell and tube heat exchanger 120. A shell and tube heat exchanger consists of the following elements:
A head 122 provided with a cover plate 128, a tube-side inlet nozzle 129 and a tube-side outlet nozzle 130;
A shell 121 provided with an inlet nozzle 131 and two outlet nozzles 125
A U-tube bundle consisting of a U-tube 124, a tube sheet 135 and 13 flow baffles 132.

本発明の2相スプリッターのためのスペース(最後のフロー・バッフルよりも下流側に設けられたシェルの側部のスペースであって、U字管124の180°ベントよりも下流側に設けられたスペース)を設けるために、通常の熱交換器の設計の場合よりもシェル121の長さが僅かに長くなっている。スプリッターは、壁部に穴127が備えた実質的に垂直な2つの吸引チャンネル126から構成されている。吸引チャンネル127の底部は開口しており、液体が流れることができるようになっている。   Space for the two-phase splitter of the present invention (space on the side of the shell downstream of the last flow baffle, downstream of the 180 ° vent of the U-tube 124) In order to provide space, the length of the shell 121 is slightly longer than in the case of a normal heat exchanger design. The splitter consists of two substantially vertical suction channels 126 with holes 127 in the wall. The bottom of the suction channel 127 is open so that liquid can flow.

運転(または操作)中では、チューブ側に供された流体は、ノズル129から熱交換器に流入し、U字管内を通るように流れた後、ノズル130を介して熱交換器から排出される。シェルの側に供された流体は、ノズル131から熱交換器に流入する。このシェルの側に供された流体は、単一相ストリームであってもよく、または、2相ストリームであってもよい。シェルの側に供された流体は、U字管の外側を流れる。フロー・バッフル132によって、直交流れセクションが幾つか形成されているので、シェルの側に供された流体は、フロー・バッフル132では、チューブに対して直交な方向に流れることになる。最後に設けられているフロー・バッフルを通過した後、2相ストリームは、分離スペースに流入し、そこで、液体133と気体134とが分離されることになる。液体相133は、シェル121の底部に集められる。気体134は、液面より上方に位置する穴127の一部を介して吸引チャンネルに流入する。そのような穴から気体が流入するので、吸引チャンネルの外側から吸引チャンネルの内側に向かって圧力降下が生じ、液体が吸引チャンネル内へと吸い上げられることになる。液体133は、吸引チャンネル126の開口した底端部から流入したり、また、液面よりも下方に位置する穴127の一部から流入したりする。吸引チャンネルでは、液体と気体とが混合される。得られた混合物は、吸引チャンネルおよびオリフィスを通って流れた後、ノズル125を介して熱交換器120から排出されることになる。   During operation (or operation), the fluid supplied to the tube side flows into the heat exchanger from the nozzle 129, flows so as to pass through the U-shaped tube, and is then discharged from the heat exchanger through the nozzle 130. . The fluid supplied to the shell side flows from the nozzle 131 into the heat exchanger. The fluid provided on the side of this shell may be a single phase stream or a two phase stream. The fluid provided to the shell side flows outside the U-tube. Since the flow baffle 132 forms several orthogonal flow sections, the fluid provided to the shell side will flow in the flow baffle 132 in a direction orthogonal to the tube. After passing through the last provided flow baffle, the two-phase stream flows into the separation space where the liquid 133 and the gas 134 are separated. The liquid phase 133 is collected at the bottom of the shell 121. The gas 134 flows into the suction channel through a part of the hole 127 located above the liquid level. As gas flows from such holes, a pressure drop occurs from the outside of the suction channel toward the inside of the suction channel, and liquid is sucked into the suction channel. The liquid 133 flows from the open bottom end of the suction channel 126, or flows from a part of the hole 127 located below the liquid level. In the suction channel, the liquid and the gas are mixed. The resulting mixture will flow through the suction channel and orifice and then be exhausted from the heat exchanger 120 via the nozzle 125.

図4および図5に示す例では、並列に設けられた下流側の配管システムおよびプロセス機器へと2相流入ストリームが分割されることになる。しかしながら、プロセス機器内で本発明を用いてもよく、その場合には、機器に設けられた並列な通路に対して気体および液体を均等に分配することができる。例えば、熱交換器またはエアークーラーの流入ヘッダー(または入口ヘッダー)内にて本発明を用いることができ、その場合には、熱交換器に設けられた並列な管へと気体および液体を均等に分配することができる。   In the example shown in FIGS. 4 and 5, the two-phase inflow stream is divided into the downstream piping system and the process equipment provided in parallel. However, the present invention may be used in process equipment, in which case gas and liquid can be evenly distributed to parallel passages provided in the equipment. For example, the invention can be used in the inflow header (or inlet header) of a heat exchanger or air cooler, in which case gas and liquid are evenly distributed to parallel tubes provided in the heat exchanger. Can be distributed.

本明細書で説明した本発明の全ての例では、1つの流出パイプに対して吸引チャンネルが1つだけ接続されている。しかしながら、1つの流出ストリームに対して1つ以上の吸引チャンネルを設けてもよい。1つの流出ストリームに対して吸引チャンネルを1つ以上設ける場合、流出ストリームに設けられる吸引チャンネルは、必ずしも同じである必要はない。例えば、2相流入ストリームを2つの流出ストリームに分けるように設計されたスプリッターでは、3つの吸引チャンネルが全て第1流出ストリームに接続され、別の2つの吸引チャンネルが第2流出ストリームに接続されるように、全部で5つの異なるサイズの吸引チャンネルを用いてもよい。場合によっては、同じ流出ストリームに対して異なる吸引チャンネルを用いることによって、分割性能が向上し得る。   In all examples of the invention described herein, only one suction channel is connected to one outflow pipe. However, one or more suction channels may be provided for one effluent stream. When one or more suction channels are provided for one effluent stream, the suction channels provided in the effluent stream are not necessarily the same. For example, in a splitter designed to split a two-phase inlet stream into two outlet streams, all three suction channels are connected to the first outlet stream and another two suction channels are connected to the second outlet stream. Thus, a total of five different sized suction channels may be used. In some cases, splitting performance may be improved by using different suction channels for the same effluent stream.

本明細書で説明した本発明の用途についての全ての例では、スプリッターに供される流入ストリームは1つだけとなっている。しかしながら、スプリッターの分離ベッセルに供される流入ストリームが1つ以上であってもかまわない。また、かかる流入ストリームは、気体のみをもたらす単一相流入物または液体のみをもたらす単一相流入物を用いてもかまわない。   In all examples of the application of the invention described herein, only one incoming stream is provided to the splitter. However, there may be one or more inflow streams provided to the separation vessel of the splitter. Such an inflow stream may also use a single phase inflow that provides only gas or a single phase inflow that provides only liquid.

本発明のスプリッターは、2相気体−液体混合物を分ける性能を有しているものの、それ以外の用途にも用いてよい。例えば、不混和性液体の2相混合物(例えば、炭化水素液体相と水性液体相との2相混合物)を、オイル/水比が各々所望となった2つ以上の流出ストリームへと分けるために本発明のスプリッターを用いることができる。   Although the splitter of the present invention has the ability to separate a two-phase gas-liquid mixture, it may also be used for other applications. For example, to separate a two-phase mixture of immiscible liquids (eg, a two-phase mixture of a hydrocarbon liquid phase and an aqueous liquid phase) into two or more effluent streams, each with an oil / water ratio as desired. The splitter of the present invention can be used.

一般的に、本発明に関しては以下の事項が挙げられる:   In general, the following are relevant to the present invention:

本発明は、軽相および重相から成る2相流入ストリームを、各々が所望の軽相/重相比を有する2つ以上の流出ストリームへと分ける分割デバイスに関している。分割デバイスは、1つ以上の分離ベッセルまたは分離コンテナーから構成されている。ベッセルでは、軽相および重相が部分的または完全に分離する。ベッセルには、下端部および開口した上端部を備えた中空の吸引チャンネルが少なくとも2つ設けられている。   The present invention relates to a splitting device that splits a two-phase inflow stream consisting of a light phase and a heavy phase into two or more effluent streams each having a desired light phase / heavy phase ratio. The dividing device is composed of one or more separation vessels or separation containers. In the vessel, the light and heavy phases are partially or completely separated. The vessel is provided with at least two hollow suction channels having a lower end and an open upper end.

各々の吸引チャンネルの側部に設けられている複数の開口部は、下端部と上端部との間にて少なくとも異なる高さで設けられている。かかるチャンネルの下端部は重相に浸漬される一方、吸引チャンネルの開口した上端部は軽相に浸漬されることになる。吸引チャンネルの開口した上端部は、フロー・チャンネルによって、リークが生じないように下流のシステムと接続されている。   The plurality of openings provided in the side portions of the respective suction channels are provided at at least different heights between the lower end portion and the upper end portion. The lower end of such a channel is immersed in the heavy phase while the open upper end of the suction channel is immersed in the light phase. The opened upper end of the suction channel is connected to the downstream system by the flow channel so that no leakage occurs.

操作に際して開口部領域の少なくとも一部が界面レベルよりも上方に位置するように、吸引チャンネルが垂直な要素を有していなければならない。操作に際して、界面レベルよりも上方に位置する開口部領域の一部から軽相が吸引チャンネルに流入するので、吸引チャンネルの外側から吸引チャンネルの内側に向かって圧力降下が生じることになる。従って、かかる圧力降下に起因して、開口した下端部および界面レベルよりも下方に位置する開口部を介して重相が吸引チャンネル内に吸い上げられることになる。吸引チャンネルでは、重相と軽相とが混合されることになる。2相ストリームは吸引チャンネルおよび上記フロー・チャンネルを通って下流システムへと流れることになる。   In operation, the suction channel must have a vertical element so that at least part of the opening area is located above the interface level. In operation, since the light phase flows into the suction channel from a part of the opening region located above the interface level, a pressure drop occurs from the outside of the suction channel toward the inside of the suction channel. Therefore, due to this pressure drop, the heavy phase will be sucked into the suction channel through the open lower end and the opening located below the interface level. In the suction channel, the heavy phase and the light phase are mixed. The two-phase stream will flow through the suction channel and the flow channel to the downstream system.

圧力降下を増加させ、吸引チャンネル内の2相流れ機構を変えるために、吸引チャンネルの内部に、インターナルまたは流れ制限部を設けてもよい。   An internal or flow restriction may be provided inside the suction channel to increase the pressure drop and change the two-phase flow mechanism in the suction channel.

インターナルは、円形状の流れ開口部を備えたオリフィスであってもよい。   The internal may be an orifice with a circular flow opening.

吸引チャンネルの底部は閉鎖されていてよく、その場合には、界面レベルよりも下方に位置する吸引レベル側部の開口部から全ての重相が流入することになる。   The bottom of the suction channel may be closed, in which case all the heavy phases will flow from the suction level side openings located below the interface level.

ベッセルまたはコンテナーは、ストリームを分割する目的に加えて、化学反応または熱交換を行うなどの他の目的のために使用される他のプロセス機器に対して用いられてもよい。   The vessel or container may be used for other process equipment used for other purposes such as performing chemical reactions or heat exchange in addition to the purpose of splitting the stream.

上記の下流システムは、スプリッターが一体化して設けられている機器の並列な流れ管であってもよい。   The downstream system may be a parallel flow tube of equipment in which a splitter is integrated.

また、上記の下流システムは、配管、計装機および機器から成る処理設備であってもよい。   Further, the downstream system may be a processing facility including piping, an instrumentation device, and equipment.

吸引チャンネルは、円形断面を有するものであってもよい。   The suction channel may have a circular cross section.

吸引チャンネルの側部に設けられた開口部は、円形穴または矩形スロットであってよい。   The opening provided in the side of the suction channel may be a circular hole or a rectangular slot.

吸引チャンネルの底部から、最も高い位置にある開口部までの垂直方向の距離は100mm〜1500mmであることが好ましい。   The vertical distance from the bottom of the suction channel to the highest opening is preferably 100 mm to 1500 mm.

吸引チャンネルの上端部におけるノースリップ2相流速は、少なくとも1つの操作モードにて、0.5m/s〜15m/sであることが好ましい。   The no-slip two-phase flow velocity at the upper end of the suction channel is preferably 0.5 m / s to 15 m / s in at least one operation mode.

1つ以上の吸引チャンネルが各下流システムと接続されていてもよい。   One or more suction channels may be connected to each downstream system.

本発明のデバイスは、2相気体/液体混合物を分割して、並列熱交換器に供給するのに有利に用いることができる。   The device of the present invention can be advantageously used to split a two-phase gas / liquid mixture and supply it to a parallel heat exchanger.

本発明のデバイスは、2相気体/液体混合物を分割して、並列炉管に供給するのに有利に用いることができる。   The device of the present invention can be advantageously used to split a two-phase gas / liquid mixture and supply it to a parallel furnace tube.

本発明のデバイスは、2相気体/液体混合物を分割して、並列化学リアクターに供給するのに有利に用いることができる。   The device of the present invention can be advantageously used to split a two-phase gas / liquid mixture and supply it to a parallel chemical reactor.

本発明のデバイスは、2相気体/液体混合物を分割して、並列エアークーラーに供給するために有利に用いることができる。   The device of the present invention can be advantageously used to split a two-phase gas / liquid mixture and feed it to a parallel air cooler.

本発明のデバイスは、2相熱交換器またはエアークーラーに設けられた並列な熱交換チューブまたは熱交換チャンネルへと気体および液体を分配するのに有利に用いることができる。   The device of the present invention can be advantageously used to distribute gases and liquids to parallel heat exchange tubes or heat exchange channels provided in a two-phase heat exchanger or air cooler.

図1は、従来技術を表している。図1は、対称的なパイピング・スプリットが用いられた配管系の等角図であり、3つの標準的なT字管を用いることによって、流入ストリームが4つの流出ストリームに分けられている。FIG. 1 represents the prior art. FIG. 1 is an isometric view of a piping system using a symmetric piping split, where the incoming stream is divided into four outgoing streams by using three standard tees. 図2は、従来技術を表している。図2は、流入ストリームを3つの流出ストリームへと分けるために用いられる計装機を備えた気体/液体スプリッターのプロセス・フロー図である。FIG. 2 represents the prior art. FIG. 2 is a process flow diagram of a gas / liquid splitter with instrumentation used to split the incoming stream into three outgoing streams. 図3Aは、本発明の1つ態様を表しており、線A−Aで切り取られた態様の側面図である。FIG. 3A represents one embodiment of the present invention and is a side view of the embodiment taken along line AA. 図3Bは、本発明の1つ態様を表しており、線B−Bで切り取られた態様の側面図である。FIG. 3B represents one embodiment of the present invention and is a side view of the embodiment taken along line BB. 図3Cは、本発明の1つ態様を表しており、線C−Cで切り取られた態様の側面図である。FIG. 3C represents one embodiment of the present invention and is a side view of the embodiment taken along line CC. 図4は、本発明のスプリッターの用途の一例を示すプロセス・フロー図である。スプリッターは、2相ストリームを3つに分割し、熱交換器、計装機および炉管から成る3つの並列に設けられたシステムへと送るために用いられている。FIG. 4 is a process flow diagram illustrating an example of the application of the splitter of the present invention. The splitter is used to split the two-phase stream into three and send it to three parallel systems consisting of a heat exchanger, instrumentation and furnace tube. 図5は、本発明のスプリッターの用途の一例を示すプロセス・フロー図である。スプリッターによって、2相ストリームが2つに分割され、2つのトリクルベッド・リアクターへと送られる。FIG. 5 is a process flow diagram illustrating an example of the application of the splitter of the present invention. The splitter splits the two-phase stream into two and sends them to the two trickle bed reactors. 図6Aは、本発明の更なる態様および代替的な吸引チャンネル設計を表している(線A−Aで切り取った断面図)。FIG. 6A represents a further aspect of the present invention and an alternative suction channel design (cross-sectional view taken along line AA). 図6Bは、本発明の更なる態様および代替的な吸引チャンネル設計を表している(線B−Bで切り取った側面図)。FIG. 6B represents a further embodiment of the present invention and an alternative suction channel design (side view taken along line BB). 図6Cは、本発明の更なる態様および代替的な吸引チャンネル設計を表している(線C−Cで切り取った側面図)。FIG. 6C represents a further aspect of the present invention and an alternative suction channel design (side view taken along line CC). 図7Aは、本発明の更なる態様を表しており、化学リアクターと一体化したスプリッターを示している(化学リアクターの底部の側面図)。FIG. 7A represents a further embodiment of the invention, showing a splitter integrated with the chemical reactor (side view of the bottom of the chemical reactor). 図7Bは、本発明の更なる態様を表しており、化学リアクターと一体化したスプリッターを示している(図7Aの吸引チャンネルを線A−Aで切り取った断面図)。FIG. 7B represents a further embodiment of the present invention, showing a splitter integrated with a chemical reactor (cross-sectional view of the suction channel of FIG. 7A taken along line AA). 図8は、本発明の更なる態様を表しており、シェル&チューブ式熱交換器と一体化したスプリッターを示している(熱交換器およびスプリッターの側面図)。FIG. 8 represents a further embodiment of the present invention, showing a splitter integrated with a shell and tube heat exchanger (side view of heat exchanger and splitter).

Claims (18)

気体である軽相流体および液体である重相流体から成る1またはそれよりも多い2相流入ストリームを所望の軽相/重相比を各々有する2またはそれよりも多い2相流出ストリームに分けるためのストリーム分割デバイスであって、
相分離ベッセルまたは相分離コンテナー、および
該流出ストリームの各々に対して少なくとも1つ設けられる、2またはそれよりも多い吸引チャンネルまたは吸引導管
を有して成り、
該相分離ベッセルまたは相分離コンテナーは、
−該流入ストリームのための1またはそれよりも多い流入ストリーム入口、
−重相収集領域、および
−該重相収集領域よりも高いレベルに位置する軽相収集領域
を有して成り、また
該吸引チャンネルまたは吸引導管は、
−該重相収集領域と連通する少なくとも1つの重相入口、
−該軽相収集領域と連通し、該少なくとも1つの重相入口よりも高いレベルに位置する少なくとも1つの軽相入口、および
−デバイスの下流側の流出ストリーム流れ導管と連通する少なくとも1つの流出ストリーム出口
を有して成り、
該少なくとも1つの軽相入口が、該少なくとも1つの重相入口と該少なくとも1つの流出ストリーム出口との間に配置されている、ストリーム分割デバイス。
To divide one or more two-phase inflow streams consisting of a gas light phase fluid and a liquid heavy phase fluid into two or more two-phase outflow streams each having a desired light phase / heavy phase ratio. Stream splitting device of
A phase separation vessel or phase separation container, and comprising two or more suction channels or conduits provided at least one for each of the effluent streams;
The phase separation vessel or phase separation container is
One or more inlet stream inlets for the inlet stream,
A heavy phase collection region, and a light phase collection region located at a higher level than the heavy phase collection region, and the suction channel or suction conduit comprises:
-At least one heavy phase inlet in communication with the heavy phase collection area;
At least one light phase inlet in communication with the light phase collection area and at a higher level than the at least one heavy phase inlet; and at least one effluent stream in communication with an effluent stream flow conduit downstream of the device Having an exit
A stream splitting device, wherein the at least one light phase inlet is disposed between the at least one heavy phase inlet and the at least one effluent stream outlet.
吸引導管は、1またはそれよりも多い開口部が設けられた壁部によって規定されている長尺管状要素から成り、該管状要素が例えば円形断面または矩形断面を有するパイプまたはダクトである、請求項1に記載のデバイス。  The suction conduit consists of an elongate tubular element defined by a wall provided with one or more openings, said tubular element being for example a pipe or duct having a circular or rectangular cross section. The device according to 1. 前記管状要素の下方端部は開口している、請求項2に記載のデバイス。  The device of claim 2, wherein the lower end of the tubular element is open. 前記1またはそれよりも多い開口部の形状は、円形、楕円形、オーバル形、矩形および三角形から成る群から選択される形状である、請求項2または3に記載のデバイス。  The device according to claim 2 or 3, wherein the shape of the one or more openings is a shape selected from the group consisting of a circle, an ellipse, an oval, a rectangle and a triangle. 軽相入口および重相入口は、単一の開口部から構成されている、請求項1〜4のいずれかに記載のデバイス。  The device according to claim 1, wherein the light phase inlet and the heavy phase inlet are composed of a single opening. 前記スロットの幅は前記流出ストリーム出口に向かう方向に増加している、請求項5に記載のデバイス。  The device of claim 5, wherein the width of the slot increases in a direction toward the outlet stream outlet. 軽相入口で前記軽相の圧力降下が増加するように、流れ制限手段が前記吸引導管内に設けられている、請求項1〜6のいずれかに記載のデバイス。  7. A device according to any one of the preceding claims, wherein a flow restricting means is provided in the suction conduit so that the light phase pressure drop increases at the light phase inlet. 前記流れ制限手段は、1またはそれよりも多いオリフィスが設けられた横断プレートを有して成り、該1またはそれよりも多いオリフィスに対して吸引導管内の流れが導かれるようになっている、請求項7に記載のデバイス。  The flow restricting means comprises a transverse plate provided with one or more orifices such that the flow in the suction conduit is directed to the one or more orifices; The device according to claim 7. 流れ緩衝手段が前記流入ストリーム入口の近くに設けられており、前記流入ストリームが該流れ緩衝手段に衝突するようになっている、請求項1〜8のいずれかに記載のデバイス。  9. A device according to any one of the preceding claims, wherein a flow buffering means is provided near the inlet stream inlet such that the incoming stream impinges on the flow buffering means. 前記1またはそれよりも多い重相入口の最下部と前記1またはそれよりも多い軽相入口の最上部との間の垂直距離は、100mm〜1500mmである、請求項1〜9のいずれかに記載のデバイス。  The vertical distance between the bottom of the one or more heavy phase inlets and the top of the one or more light phase inlets is between 100 mm and 1500 mm. The device described. 2相ストリームを用いる物理的処理または化学的処理が実施される装置、および、請求項1〜9のいずれかに記載のストリーム分割デバイスを有して成り、該ストリーム分割デバイスと該装置の入口または出口とが相互に接続されている、処理設備。  An apparatus in which physical processing or chemical processing using a two-phase stream is performed, and a stream dividing device according to any one of claims 1 to 9, wherein the stream dividing device and an inlet of the apparatus or A processing facility that is connected to the outlet. 前記装置が、前記流出ストリーム出口に接続された一組の炉管を有して成る炉を有して成る、請求項11に記載の処理設備。  12. A treatment facility according to claim 11, wherein the apparatus comprises a furnace comprising a set of furnace tubes connected to the effluent stream outlet. 前記装置が、前記流出ストリーム出口に接続された並列熱交換器を有して成る、請求項11に記載の処理設備。  The processing equipment of claim 11, wherein the apparatus comprises a parallel heat exchanger connected to the effluent stream outlet. 前記装置が、前記流出ストリーム出口に接続された並列化学リアクターを有して成る、請求項11に記載の処理設備。  The processing facility of claim 11, wherein the apparatus comprises a parallel chemical reactor connected to the effluent stream outlet. 前記装置が、前記流出ストリーム出口に接続された並列エアークーラーを有して成る、請求項11に記載の処理設備。  12. A treatment facility according to claim 11, wherein the apparatus comprises a parallel air cooler connected to the effluent stream outlet. 請求項1〜9のいずれかに記載のストリーム分割デバイスを有して成るリアクターであって、
外側シェルを有して成り、前記相分離ベッセルが該外側シェル内に配置されているリアクター。
A reactor comprising the stream splitting device according to claim 1,
A reactor comprising an outer shell, wherein the phase separation vessel is disposed within the outer shell.
請求項1〜9のいずれかに記載のストリーム分割デバイスを有して成る熱交換器であって、外側シェルを有して成り、相分離ベッセルが該外側シェル内に配置されている熱交換器。  A heat exchanger comprising the stream splitting device according to any one of claims 1 to 9, comprising an outer shell, wherein a phase separation vessel is disposed in the outer shell. . 気体である軽相流体および液体である重相流体から成る1またはそれよりも多い2相流入ストリームを所望の軽相/重相比を各々有する2またはそれよりも多い2相流出ストリームに分けるための方法であって、
−流入ストリームを、相境界面よりも下方の重相領域に位置する重相部と、その相境界面よりも上方の軽相領域に位置する軽相部とに少なくとも部分的に分ける工程、および
−該軽相領域の2またはそれよりも多い箇所にて、該重相部からの重相流体と該軽相部からの軽相流体とを混合することによって、該2またはそれよりも多い2相流出ストリームを形成する工程
を含んで成る、方法。
To divide one or more two-phase inflow streams consisting of a gas light phase fluid and a liquid heavy phase fluid into two or more two-phase outflow streams each having a desired light phase / heavy phase ratio. The method of
-At least partially dividing the incoming stream into a heavy phase portion located in the heavy phase region below the phase boundary surface and a light phase portion located in the light phase region above the phase boundary surface; and By mixing the heavy phase fluid from the heavy phase portion with the light phase fluid from the light phase portion at two or more points in the light phase region, Forming a phase effluent stream.
JP2006515729A 2003-06-24 2004-06-24 Device for splitting a two-phase stream into two or more streams having a desired gas / liquid ratio Expired - Lifetime JP4722840B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200300946 2003-06-24
DKPA200300946 2003-06-24
PCT/DK2004/000446 WO2004113788A1 (en) 2003-06-24 2004-06-24 Device for splitting a two-phase stream into two or more streams with the desired vapor/liquid ratios

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007533419A JP2007533419A (en) 2007-11-22
JP4722840B2 true JP4722840B2 (en) 2011-07-13

Family

ID=33522197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006515729A Expired - Lifetime JP4722840B2 (en) 2003-06-24 2004-06-24 Device for splitting a two-phase stream into two or more streams having a desired gas / liquid ratio

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1651904B1 (en)
JP (1) JP4722840B2 (en)
CN (1) CN100561036C (en)
AT (1) ATE405790T1 (en)
DE (1) DE602004015999D1 (en)
EA (1) EA007546B1 (en)
ES (1) ES2315667T3 (en)
WO (1) WO2004113788A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0912427A2 (en) * 2008-05-06 2016-02-10 Fluor Tech Corp process and apparatus for dividing a multiphase flow
US8500884B2 (en) * 2010-09-27 2013-08-06 Uop Llc Vessel and process pertaining to an impermeable impingement plate
NO333218B1 (en) * 2011-01-27 2013-04-15 Fmc Kongsberg Subsea As Manifold for use in a flow system
NL2011856C2 (en) * 2013-11-28 2014-09-25 Avantium Technologies B V Reactor system for high throughput applications.
CN105546347A (en) * 2015-12-11 2016-05-04 大连交通大学 Liquid vaporizing and conveying device
JP7328486B2 (en) * 2019-02-21 2023-08-17 株式会社トリケミカル研究所 Dissolved gas removal method and dissolved gas removal device
CN110711546A (en) * 2019-11-15 2020-01-21 南通好唯智能制造科技有限公司 Flow dividing system for microchannel reactor, flow divider and manufacturing method of flow divider

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293025A (en) * 1973-09-20 1981-10-06 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for the distribution of liquid-vapor mixture
US5254292A (en) * 1989-02-02 1993-10-19 Institut Francais Du Petrole Device for regulating and reducing the fluctuations in a polyphasic flow, and its use

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5331825B1 (en) * 1969-07-22 1978-09-05
US4396063A (en) 1981-11-16 1983-08-02 Mobil Oil Corporation Process and system for providing multiple streams of wet steam having substantially equal quality for recovering heavy oil
JPS58142483U (en) 1982-03-20 1983-09-26 住友金属工業株式会社 flow divider
US4528919A (en) 1982-12-30 1985-07-16 Union Oil Company Of California Multi-phase fluid flow divider
US4574837A (en) 1983-09-29 1986-03-11 Exxon Production Research Co. Method and apparatus for splitting two-phase gas-liquid flows having a known flow profile
US4516986A (en) 1984-03-29 1985-05-14 Shell Oil Company Two-phase flow splitter
EP0172336A1 (en) * 1984-08-24 1986-02-26 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Apparatus for evenly distributing a two-phase mixture
JPH0612165B2 (en) * 1985-09-06 1994-02-16 三菱重工業株式会社 Gas-liquid two-phase fluid distributor
US4800921A (en) 1986-06-20 1989-01-31 Exxon Production Research Company Method and apparatus for dividing a single stream of liquid and vapor into multiple streams having similar vapor to liquid rations
US4824614A (en) 1987-04-09 1989-04-25 Santa Fe Energy Company Device for uniformly distributing a two-phase fluid
JPH03129271A (en) * 1989-10-13 1991-06-03 Mitsubishi Electric Corp Multi-phase fluid distributor
US5810032A (en) 1995-03-22 1998-09-22 Chevron U.S.A. Inc. Method and apparatus for controlling the distribution of two-phase fluids flowing through impacting pipe tees

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293025A (en) * 1973-09-20 1981-10-06 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for the distribution of liquid-vapor mixture
US5254292A (en) * 1989-02-02 1993-10-19 Institut Francais Du Petrole Device for regulating and reducing the fluctuations in a polyphasic flow, and its use

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004113788A1 (en) 2004-12-29
JP2007533419A (en) 2007-11-22
ES2315667T3 (en) 2009-04-01
EA007546B1 (en) 2006-10-27
DE602004015999D1 (en) 2008-10-02
EP1651904A1 (en) 2006-05-03
ATE405790T1 (en) 2008-09-15
EP1651904B1 (en) 2008-08-20
CN1813155A (en) 2006-08-02
EA200600090A1 (en) 2006-06-30
CN100561036C (en) 2009-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7261120B2 (en) Device for splitting a two-phase stream into two or more streams with the desired vapor/liquid ratios
JP6342177B2 (en) Mixing device for two-phase co-current vessel with tangential inlet
RU2542248C2 (en) Device of fluid medium flow distribution for catalytic reactors with descending flow
US9410750B1 (en) Gas distributor for heat exchange and/or mass transfer column
US5484578A (en) Two-phase distributor system for downflow reactors
ES2349234T3 (en) DISTRIBUTION DEVICE FOR DOWN FLOW CONTAINERS IN TWO SIMULTANEOUS PHASES AND DISTRIBUTION PROCEDURE.
CA2546359A1 (en) Improved distributor system for downflow reactors
US7276215B2 (en) Mixing device for two-phase concurrent vessels
JP4722840B2 (en) Device for splitting a two-phase stream into two or more streams having a desired gas / liquid ratio
CN102791346A (en) Liquid distribution trough for use in towers in sulphuric acid and carbon capture plants
EP2859940A1 (en) Micro reactor
EA007052B1 (en) Mixing device for two-phase concurrent vessel in a catalytic reactor
KR102012629B1 (en) Distributor device for a multiple-bed downflow reactor
WO2013087865A1 (en) Contact and separation column and tray
KR101430272B1 (en) Three phase vapor distributor
JPH07269800A (en) Piping device
TW201628710A (en) Compact fluid mixing device
WO2011057783A1 (en) Process for the separation of a multiphase stream which flows along a pipe by means of a t-junction
JP2004058059A (en) Jet mixing of process fluid in fixed bed reactor
CA2792277C (en) Apparatus and methods for conveying a flow of oil-containing liquid into an oil separation skim tank, and skim tanks including the same
WO2020035263A1 (en) Catalytic chemical reactor with a liquid distribution tray and –units
Trambouze Petroleum Refining. Vol. 4 Materials and Equipment: Materials and Equipment
Madyshev et al. Determining Hydraulic Resistance and Volumetric Heat and Mass Transfer Coefficients during Cooling of Circulating Water in a Multistage Vortex Chamber
CN214261424U (en) Mixing tank for limiting Wobbe index change rate of fuel gas
Drumm et al. Optimization of the Liquid Distributor in a Falling Film Evaporator by Means of Air‐Water Experiments

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090407

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090706

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090713

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090805

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090812

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090904

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100824

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110406

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4722840

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250