MX2013005201A - Bandeja de contacto y metodo para utilizar la misma. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una bandeja de contacto con una cubierta de bandeja y dividiendo las paredes las cuales forman agrupaciones de uno o más depósitos y una o más entradas de tubo descendente distribuidas a través de la cubierta de bandeja. Los depósitos tienen paredes que rodean las aberturas de vapor en la cubierta de bandeja que permite el paso hacia arriba de una corriente de vapor en los depósitos. Los tubos descendentes se extienden hacia abajo desde la entrada de tubo descendente y se posicionan para entregar una corriente de líquido en el centro de los depósitos posicionados en una cubierta de bandeja de una bandeja de contacto subyacente. Se proporcionan las aberturas de descarga en las paredes de los depósitos para permitir que la corriente de líquido salga de los depósitos. Las paredes divisorias dirigen la salida de la corriente de líquido en las entradas de tubo descendente en la misma agrupación y previenen o impiden que la corriente de líquido fluya a un lado bajo de la cubierta de bandeja.

Description

BANDEJA DE CONTACTO Y METODO PARA UTILIZAR LA MISMA Campo de la Invención La presente invención se relaciona generalmente a columnas de procesamiento químico en las cuales ocurre la transferencia de masa y/o intercambio de calor entre corrientes de fluido y, más particularmente, a las bandejas de contacto usadas en tales columnas para facilitar el contacto entre las corrientes de fluido que fluyen dentro de la columna y los métodos de contacto de las corrientes de fluido usando las bandejas de contacto.

Antecedentes de la Invención Las bandejas de contacto se usan dentro de columnas de transferencia de masa e intercambio de calor para facilitar el contacto entre corrientes de fluido que fluyen en relación contracorriente dentro de la columna. Las corrientes de fluido están típicamente en una corriente de vapor ascendente y una corriente de líquido descendiente, en cuyo caso las bandejas de contacto se conocen comúnmente como bandejas de contacto vapor- líquido . En algunas aplicaciones, ambas corrientes de fluido son corrientes de líquido y las bandejas de contacto se conocen comúnmente como bandejas de contacto líquido- líquido . Aún en otras aplicaciones, la corriente de fluido ascendente es una corriente de gas y la corriente de fluido descendiente es una corriente de líquido, en cuyo caso Ref. 240811 las bandejas de contacto se conocen como bandejas de contacto gas- líquido .

Las bandejas de contacto cada una tiene una cubierta plana de bandeja encima cuya interacción de la corriente de fluido ascendente y de la corriente de fluido descendente ocurre, una pluralidad de aperturas para permitir el paso hacia arriba de la corriente de fluido ascendente a través de la cubierta de la bandeja y en la corriente de fluido descendente para crear una espuma o mezcla en la cual corre la transferencia de masa deseada y/o intercambio de calor, y al menos un tubo descendente que dirige la corriente de fluido descendiente de la cubierta de bandeja asociada a una cubierta de bandeja sobre una bandeja de contacto subyacente. Las bandejas de contacto se posicionan dentro de la columna en relación verticalmente separada con cada una de las cubiertas de bandeja extendiéndose horizontalmente para llenar la sección de cruce interna entera de la columna.

Un tipo de bandeja de contacto vapor- líquido desarrollada para capacidad alta de flujo de fluido y aplicaciones de eficiencia alta usa una pluralidad de depósitos cilindricos en la cubierta de la bandeja para potenciar la mezcla de corrientes de vapor y líquido. Los depósitos cilindricos se extienden hacia arriba desde la cubierta de la bandeja y rodean las aberturas de vapor formadas en la cubierta de la bandeja. Los deflectores ciclónicos posicionados dentro de cada depósito cilindrico imparten un movimiento de centrifugación para el vapor ascendente dentro del depósito cilindrico. Un tubo descendente dirige liquido desde una bandeja suprayacente en el centro de cada depósito cilindrico donde es levantado por el vapor de centrifugación vigorosa para causar interacción vapor-liquido que conduce a eficiencia alta de separación y liberación subsecuente de la fase líquida de la fase de vapor .

La fuerza centrífuga impartida al líquido por el vapor de centrifugación dentro del depósito cilindrico causa que el líquido salpique contra y se levante junto con la superficie de pared interna del depósito cilindrico. Las aberturas de la superficie interna permiten que el líquido pase a la superficie de pared interna y entonces desciendan a la cubierta de bandeja. El líquido viaja junto con la cubierta de bandeja y entra a una abertura en la cubierta de bandeja que forma una entrada para un tubo descendente que dirige el líquido en un depósito cilindrico sobre una bandeja de contacto subyacente. El vapor de centrifugación sale del depósito cilindrico a través de una parte superior abierta del depósito y entonces asciende en y pasa a través de una abertura rodeada por un depósito cilindrico en la cubierta de la bandeja de una bandeja de contacto suprayacente. De esta manera, la corriente de vapor asciende y la corriente de líquido desciende de depósito a depósito en bandejas de contacto sucesivas.

En las columnas de transferencia de masa e intercambio de calor, la eficiencia de la interacción vapor- líquido o líquido- líquido sufre significativamente de que las corrientes de fluido no se distribuyen uniformemente a través de la sección de cruce interno de la columna. Tal mala distribución puede ocurrir cuando. las bandejas de contacto no están horizontalmente alineadas, causando que la corriente de líquido se canalice hacia el lado bajo de las bandejas y la corriente de vapor se canalice hacia el lado alto de las bandejas. Como resultado de esta canalización, el entremezclado deseado de las corrientes de vapor y de líquido no se logra y la eficiencia de la interacción sufre. Este problema puede resultar de la instalación impropia de las bandejas de contacto, cuando las columnas de origen terrestre se mueven bajo cargas de viento pesadas, o cuando las columnas costa afuera se posicionan en plataformas flotantes, las barcazas o embarcaciones están sujetas a un movimiento de balanceo como resultado de la acción de olas y del viento.

De este modo existe una necesidad de un aparato y métodos para reducir la mala distribución y canalización de corrientes de fluido que puedan ocurrir cuando las columnas son sometidas a movimiento de balance o inclinación o cuando las bandejas de contacto posicionadas dentro de las columnas se inclinan de otro modo hacia afuera de una orientación horizontal, tal como a través de una instalación impropia.

Breve Descripción de la Invención En una modalidad, la presente invención está dirigida a una bandeja de contacto para su uso en una columna para facilitar la transferencia de masa y/o intercambio de calor entre corrientes de fluido en relación contracorriente dentro de la columna. La columna puede posicionarse en tierra o puede posicionarse costa afuera, tal como sobre una plataforma flotante, barcaza o embarcación. La bandeja de contacto comprende una cubierta de bandeja generalmente plana, una pluralidad de depósitos posicionados y extendiéndose hacia arriba de la cubierta de la bandeja, y aberturas de vapor posicionadas en la cubierta de la bandeja dentro de las paredes de los depósitos para permitir el paso hacia arriba de una corriente de vapor a través de la cubierta de la bandeja y en el volumen interior del depósito. Cada bandeja de contacto también tiene una pluralidad de tubos descendentes extendiéndose hacia abajo que se extienden en los depósitos en la bandeja de contacto subyacente. Cada tubo descendente incluye una abertura de entrada superior formada en la cubierta de bandeja para permitir que una porción de la corriente de líquido en la cubierta de la bandeja entre y descienda dentro del tubo descendente. Cada tubo descendente también tiene una salida inferior posicionada dentro del depósito en la bandeja de contacto subyacente para entregar la porción de la corriente de líquido de la bandeja suprayacente en el depósito para mezclar con la corriente de vapor en el depósito. Un distribuidor líquido puede posicionarse en la salida inferior del tubo descendente para alimentar más uniformemente el líquido a la corriente de vapor mientras el líquido sale de un tubo descendente verticalmente mal alineado.

Los depósitos están formados por paredes que son de forma cilindrica, poligonal u otra forma deseada e incluyen aberturas de descarga para permitir que la porción de corriente de líquido dentro del depósito salga del depósito después de interactuar con la corriente de vapor dentro del depósito. El depósito está abierto en la parte superior para permitir que la corriente de vapor salga del depósito después de la interacción con la corriente de líquido dentro del depósito .

Cada bandeja de contacto incluye paredes divisorias que se extienden hacia arriba de la cubierta de bandeja y se posicionan entre los depósitos y las entradas del tubo descendente en la cubierta de bandeja. Las paredes divisorias se ajustan en la cubierta de la bandeja de manera que se forman conjuntos de uno o más depósitos y una o más entradas de tubos descendentes, con uno o más depósitos dentro de cada conjunto estando en comunicación líquido-flujo con una o más entradas de tubos descendentes dentro de cada conjunto. Las paredes divisorias también aislan cada conjunto de uno o más depósitos y una o más entradas de tubos descendentes de los depósitos y entradas' de tubos descendentes en los otros conjuntos para prevenir la comunicación líquido-fluido entre los conjuntos. Las paredes divisorias de este modo fuerzan toda, o sustancialmente toda, la corriente de líquido que sale de uno o más depósitos en cada conjunto para fluir sólo en una o más de las entradas de tubos descendentes dentro de ese mismo conjunto. De esta manera, las paredes divisorias previenen la mala distribución y canalización de la corriente de líquido que de otro modo resultaría si la bandeja de contacto debe instalarse o subsecuentemente posicionarse en una orientación no horizontal, tal como el que resulta de una descompostura de una columna o por carga de viento o acción de ola en la columna.

En otro aspecto, la invención está dirigida a una columna para facilitar la transferencia de masa e/o intercambio de calor entre corrientes de fluido fluyendo dentro de la columna. La columna comprende una carcasa recta definiendo una región interior abierta y una pluralidad de bandejas de contacto del tipo descrito anteriormente posicionado en una relación extendiéndose horizontalmente y separada verticalmente en la región interior abierta de la carcasa.

En un aspecto adicional, la presente invención está dirigida a un método de uso de bandejas de contacto descrito anteriormente para facilitar la transferencia de masa y/o intercambio de calor entre corrientes de fluido fluyendo en relación contracorriente dentro de la columna. El método comprende las etapas de introducir una corriente de líquido en tubos descendentes extendiéndose hacia debajo de una bandeja de contacto, entregar la corriente de líquido en depósitos posicionados sobre una bandeja de contacto subyacente, mezclar la corriente de líquido con una corriente de vapor de centrifugación levantándose dentro de los depósitos para causar la transferencia de masa y/o intercambio de calor entre las corrientes de líquido y vapor. El método incluye las etapas adicionales de descargar las corrientes de líquido de los depósitos a través de aberturas de descarga en las paredes de los depósitos y usan las paredes divisorias para dirigir toda, o sustancialmente toda, la corriente de líquido descargada de uno o más de los depósitos en cada conjunto para una o más de las entradas de tubos descendentes en el mismo conjunto.

Breve Descripción de las Figuras La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una columna en la cual la transferencia de masa y/o calor se pretende que ocurra y en cuyas porciones de la carcasa de columna se rompe para mostrar las bandejas de contacto de la presente invención posicionadas dentro de una región interna abierta dentro de la columna; La Fig. 2 es una vista del plano superior agrandada de la columna tomada en la sección horizontal a lo largo de la línea 2-2 de la Fig. 1 en la dirección de las flechas y mostrando una de las bandejas de contacto de la presente invención,- La Fig. 3 es una vista elevada lateral, fragmentariamenté , alargada de la columna mostrada en la Fig. 1 y tomada en la sección vertical para mostrar detalles de las bandejas de contacto dentro de la columna; La Fig. 4 es una vista en perspectiva alargada de una de las bandejas de contacto mostrada en la Fig. 1; La Fig. 5 es una vista en perspectiva además alargada de una porción fragmentada de una de los depósitos formando parte de las bandejas de contacto; La Fig. 6 es una vista elevada lateral f agmentaria, de una de las bandejas de contacto mostrando una modalidad de un distribuidor líquido posicionado en la entrada del tubo descendente de una de los depósitos; La Fig. 7 es una vista alargada del plano de fondo del distribuidor líquido mostrado en la Fig. 6, tomado en la sección horizontal a lo largo de la línea 7-7 en la dirección de las flechas; La Fig. 8 es una vista elevada lateral fragmentada, de una de las bandejas de contacto mostrando una modalidad alternativa del distribuidor líquido posicionado en la salida del tubo descendente de una de los depósitos; y La Fig. 9 es una vista de plano de fondo del distribuidor líquido mostrada en Fig. 8, tomada en la sección horizontal a lo largo de la línea 9-9 en la dirección de las flechas .

Descripción Detallada de la Invención Volviendo ahora a las figuras en mayor detalle e inicialmente a la Fig. 1, una columna idónea para su uso en procesos en los cuales la transferencia de masa y/o intercambio de calor se pretende ocurran entre corrientes de fluido de flujo contracorriente es representada generalmente por el número 10. La columna 10 incluye una carcasa externa recta 12 que es generalmente cilindrica en configuración, aunque otras configuraciones, incluyendo poligonal, son posibles y están dentro del enfoque de la presente invención. La carcasa 12 es de cualquier diámetro y altura idónea y se construye de uno o más materiales rígidos que son deseablemente inertes para, o de otro modo son compatibles con los fluidos y condiciones presentes durante la operación de la columna 10.

La columna 10 es de un tipo usado para procesar corrientes de fluido, típicamente corrientes de vapor y líquido, para obtener productos de f accionamiento y/o de otro modo causar transferencia de masa e/o intercambio de calor entre las corrientes de fluido. Por ejemplo, la columna 10 puede ser una en la cual atmosférico vacío, lubricante vacío, vacío crudo, o fraccionamiento de craqueo térmico o de fluido, fraccionamiento de viscoreductor o coquificadora, lavado coque, reactor de lavado de gas de salida, enfriamiento de gas, desorodización de aceites comestibles, lavado de control de polución, y otros procesos ocurren. La columna 10 puede posicionarse en tierra o puede posicionarse costa afuera sobre una plataforma flotante, barcaza o embarcación.

La carcasa 12 de la columna 10 define una región interna abierta 14 en la cual la transferencia de masa deseada y/o intercambio de calor entre las corrientes de fluido ocurre. Normalmente, las corrientes de fluido comprenden una o más corrientes de vapor ascendente y una o más corrientes de líquido descendente. Alternativamente, las corrientes de fluido pueden comprender tanto corriente de líquido descendente o ascendente o una corriente de gas ascendente y una corriente de líquido descendente.

Las corrientes de fluido están dirigidas a la columna 10 mediante cualquier número de líneas de alimentación 16 posicionadas en ubicaciones apropiadas a lo largo de la altura de la columna 10. Una o más corrientes de vapor también pueden generarse dentro de la columna 10 más que ser introducidas en la columna 10 a través de las líneas de alimentación 16. La columna 10 también típicamente incluirá línea aérea 18 para remover un producto o subproducto de vapor y una línea de despegue de corriente de fondo 20 para remover un producto o subproducto líquido de la columna 10. Otros componentes de la columna que están típicamente presentes, tal como líneas de corriente de reflujo, recalentadores, condensadores, bocinas de vapor, y similares, no se ilustran en las figuras ya que son convencionales en naturaleza y una ilustración de estos componentes no se considera que sea necesaria para un entendimiento de la presente invención.

Una pluralidad de bandejas de contacto extendiéndose horizontalmente 22 se posicionan en una relación verticalmente espaciada dentro de la región interna abierta 14 de la columna 10. Las bandejas 22 incluyen una cubierta de bandeja 24 que está normalmente construida de un número de paneles individuales que están unidos en varias de las tendencias conocidas. La cubierta de la bandeja 24 se pretende se extienda horizontalmente y llene toda, o sustancialmente toda, la sección de cruce interna de la columna 10.

Volviendo adicionalmente a las Figs . 2-5, cada una de las bandejas de contacto 22 incluye una pluralidad de depósitos rectos 26 que se trazan en un patrón preseleccionado y se respaldan en la cubierta de la bandeja 24. Cada depósito 26 está formado por una pared 28 de una altura preseleccionada que es normalmente de una configuración generalmente cilindrica, aunque podrían usarse otras configuraciones como poligonal. Cada pared 28 tiene un borde de fondo que se asegura a la cubierta de la bandeja 24 de la bandeja de contacto 22 en cualquier tendencia idónea, tal como por soldadura o por lengüetas (no mostradas) que se extienden hacia abajo desde el borde de fondo de la pared 28 y se insertan a través de ranuras (no mostradas) formadas en la cubierta de la bandeja 24. Las lengüetas entonces pueden doblarse contra un envés de la cubierta de la bandeja 24 para asegurar el depósito 26 a la cubierta de la bandeja 24.

La altura de la pared 28 de cada depósito 26 es menor que el espaciado vertical entre las bandejas de contacto adyacentes 22 de manera que el borde superior de cada pared 28 se espacia a una distancia preseleccionada debajo de la bandeja de contacto suprayacente 22 para permitir que la corriente de vapor salga a través de una abertura superior de los depósitos 26. Normalmente, la altura de las paredes 28 es al menos de una mitad, o más preferiblemente al menos dos tercios, del espaciado vertical entre las bandejas de contacto adyacentes 22. Cada pared 28 es normalmente de la misma altura como las otras paredes 28 de los depósitos 26 en la misma bandeja de contacto 22, pero las paredes 28 pueden ser de altura variable si se desea para aplicaciones particulares. La altura de las paredes 28 de los depósitos 26 en la bandeja de contacto 22 puede ser la misma como o diferente a la altura de las paredes 28 de los depósitos 26 en otras bandejas de contacto 22.

La bandeja de contacto 22 también incluye aberturas de vapor 30 formadas en la cubierta de la bandeja 24 para permitir que la corriente de vapor ascendente pase hacia arriba a través de la cubierta de la bandeja 24. Normalmente, todas, o sustancialmente todas, las aberturas de vapor 30 están posicionadas dentro del área delimitada por las paredes 28 de los depósitos 26 de manera que toda, o sustancialmente toda, la corriente de vapor que pasa hacia arriba a través de la cubierta de la bandeja 24 se alimenta a los depósitos 26. Una abertura de vapor grande sencilla 30 puede estar delimitada por la pared 28 de cada depósito 26, o aberturas múltiples de vapor más pequeñas 30 que pueden estar delimitadas por la. pared 28 de cada depósito 26. El número y diámetro de los depósitos 26 y el tamaño de las aberturas de vapor 30 se seleccionan para proporcionar la capacidad deseada de flujo de vapor y el volumen deseado para la interacción vapor-líquido pretendida dentro de esa porción de la columna 10 en la cual las bandejas de contacto 22 se posicionan .

Uno o más grupos de formadores de remolinos 32 se posicionan para causar remolino centrífugo de vapor dentro de cada depósito 40. Un conjunto de formadores de remolinos 32a está normalmente posicionado en cada abertura de vapor 30 en o cerca del plano de la cubierta de la bandeja 24 e manera que un movimiento de centrifugación es inducido en la corriente de vapor mientras pasa hacia arriba de la cubierta de la bandeja 24 y entra a los depósitos 26. Otro grupo de formadores de remolinos 32b puede estar localizado dentro de cada depósito 26 en una posición espaciada a una distancia seleccionada arriba de los formadores de remolinos inferiores 32a.

Cada grupo de formadores de remolinos 32 comprende una pluralidad de paletas curveadas o planas extendiéndose radialmente 34. Las paletas 34 en los formadores de remolinos inferiores 32a pueden estar conformados y/o angulados igual como o diferentemente de las paletas 34 en los formadores de remolinos superiores 32b. Como un ejemplo, las paletas 34 en los formadores de remolinos inferiores 32a pueden estar curveados para proporcionar una transición gradual para la corriente de vapor desde una dirección de flujo vertical a una con un vector de flujo radial sustancial. Debido a que las paletas 34 en los formadores de remolinos superiores 32b están presentes con la corriente de vapor fluyendo con el vector de flujo radial, las paletas 34 en los formadores de remolinos superiores 32b pueden ser planos o formados con menos de una curva en comparación a las paletas 34 en los formadores de remolinos inferiores 32a.

Los formadores de remolinos 32 pueden orientarse de manera que el vapor gire en la misma dirección rotacional en cada depósito 26 en cada cubierta de la bandeja 24. Alternativamente, la dirección de la rotación del vapor en algunos depósitos 26 puede ser diferente a la de los otros depósitos. Por ejemplo, la rotación del vapor puede ser en el sentido de las agujas del reloj en cada depósito 26 en una cubierta de bandeja 24 y en contra de las agujas del reloj en cada depósito 26 sobre una cubierta de bandeja adyacente 24. Como otro ejemplo, la dirección de la rotación de vapor puede ser en el sentido de las agujas del reloj en algunos depósitos 26 sobre una cubierta de bandeja 24 y en contra de las agujas del reloj en otros depósitos 26 sobre la misma cubierta de bandeja 24.

Los depósitos 26 cada una incluye una pluralidad de aberturas de descarga 38 en las paredes 28 de los depósitos 26 para permitir que la corriente de líquido dentro de los depósitos 26 para salir de los depósitos 26 seguido de la interacción con la corriente de vapor de centrifugación en los depósitos 26. Las aberturas de descarga 38 puede ser de varias formas, tal como agujeros sencillos, persianas direccionales que se extienden en los depósitos 26 como se ilustra en las figuras, y hacia afuera de las lengüetas dobladas (no mostradas) que están anguladas hacia abajo para desviar el líquido de salida en una dirección hacia abajo hacia la cubierta de la bandeja 24. Otras modalidades de las aberturas de descarga 38 se contemplan y están dentro del enfoque de la presente invención.

Un anillo de labio volteado hacia abajo 40 se posiciona en la parte superior de cada depósito 26 para capturar cualquier porción de la corriente de líquido que sale a lo largo del borde superior de la pared 28 del depósito 26 y redirige el líquido capturado afuera del depósito 26 y hacia debajo de la cubierta de la bandeja 24. El anillo de labio 40 tiene un segmento interno 42 que se posiciona interiormente de la pared 28 del depósito asociado 26, un segmento superior curveado 44 espaciado ligeramente arriba del borde de la parte superior de la pared 28, y un segmento externo 46 que está posicionado afuera de la pared 28 del depósito 26. El anillo de labio 40 es mantenido en su lugar por lengüetas 48 que se extienden hacia arriba del borde superior de la pared 28 y se reciben dentro de ranuras 50 en el segmento superior 44 del anillo de labio 40.

Las bandejas de contacto 22 también incluyen una pluralidad de tubos descendentes 52 que se extienden hacia debajo de cada cubierta de bandeja 24 para entregar la corriente de líquido descendiente de cada bandeja de contacto 22 a una bandeja de contacto subyacente 22. Cada tubo descendente 52 se extiende hacia abajo en una de los depósitos 26 en la cubierta de bandeja 24 de la bandeja de contacto subyacente 22. Los tubos descendentes 52 pueden alinearse con los depósitos 26 en las cuales entregan la corriente de líquido en la bandeja de contacto subyacente 22. Alternativamente, los tubos descendentes 52 pueden compensarse desde los depósitos 26 en los cuales entregan la corriente de líquido para permitir mayor flexibilidad en la disposición de los tubos descendentes 52 y los depósitos 26 en las cubiertas de bandeja 24.

En una modalidad, sólo un tubo descendente 52 se extiende en cada depósito 26 y se posiciona centralmente dentro del depósito asociado 26. En otras modalidades, más de un tubo descendente 52 se extiende en cada depósito 26. Cada tubo descendente 52 tiene una entrada de tubo descendente superior 54 formada como una abertura de la cubierta de bandeja 24 y una salida de descarga inferior 56 posicionada dentro del depósito subyacente asociado 26. Un vertedero opcional (no mostrado) puede rodear cada entrada de tubo descendente 54 para causar que la corriente de líquido se acumule para pre seleccionar el nivel en la cubierta de bandeja 24 antes de derramarse sobre el vertedero y entrar al tubo descendente 52. La salida de descarga inferior 56 puede incluir estructura para interrumpir la tendencia a la baja de la corriente de líquido mientras sale de la salida de descarga 44. Alternativamente o adicionalmente , un platillo de sello que no se puede perforar 58 puede posicionarse debajo de la salida de descarga 44 para impedir que la corriente de líquido descargado supure hacia abajo a través de las aberturas de vapor 30.

De acuerdo con la presente invención, las paredes divisorias 60 se extienden hacia arriba de la cubierta de bandeja 24 en cada bandeja de contacto 22 y se posicionan para formar zonas múltiples o agrupaciones que contienen uno o más de los depósitos 26 y una o más de las entradas de tubo descendente 54. Las paredes divisorias 60 están formadas como segmentos múltiples que se juntan para formar una red interconectada que circunscribe y aisla los depósitos 26 y las entradas de tubo descendente 54 en cada agrupación de aquellas en otras agrupaciones . Los segmentos individuales de las paredes divisorias 60 pueden ser planos como se ilustra en las figuras, o pueden ser curveados o cualquier otra configuración deseada. Las paredes divisorias 60 pueden posicionarse para formar agrupaciones en las cuales sólo un depósito sencillo 26 y una entrada de tubo descendente sencillo 54 están presentes dentro de cada agrupación, o dos o más depósitos 26 y dos o más entradas de tubo descendente 54 pueden incluirse dentro de cada agrupación. En una modalidad, los números iguales de depósitos 26 se incluyen dentro de cada agrupación y números iguales de entradas de tubo descendente 54 se incluyen dentro de cada agrupación. En otra modalidad, algunas agrupaciones pueden incluir más depósitos 26 y entradas de tubo descendente 54 que otras agrupaciones .

Cada agrupación de uno o más depósitos 26 y una o más de las entradas de tubo descendente 54 es aislada por las paredes divisorias 60 de las otras agrupaciones de depósitos 26 y entradas de tubo descendente 54 de manera que la corriente de líquido es incapaz de fluir, o está sustancialmente impedida del flujo, entre las agrupaciones. Las paredes divisorias 60 de este modo fuerzan toda, o sustancialmente toda, la corriente de líquido que sale de uno o más de los depósitos 26 en cada agrupación para fluir sólo en una o más de las entradas del tubo descendente 54 dentro de esa misma agrupación.

Como puede verse mejor en la Fig. 2, las paredes divisorias 60 están preferiblemente ajustadas para incluir más o menos áreas de superficie iguales a la cubierta de bandeja 24 dentro de cada agrupación de depósitos 26 y entradas de tubo descendente 54. Las paredes divisorias 60 también se extienden hacia arriba a una distancia suficiente arriba de la cubierta de bandeja 24 para bloquear toda, o sustancialmente toda, la corriente de líquido saliendo de cada agrupación de depósitos 26 de fluir a cualquiera de las otras agrupaciones de depósitos 26 en la misma bandeja de contacto 22. El borde superior de las paredes divisorias 60 de este modo debe normalmente posicionarse arriba de las aberturas de descarga más arriba 38 formadas en las paredes 28 de los depósitos 26. Las paredes divisorias 60 pueden extenderse hacia arriba a una distancia suficiente para poner el borde superior de las paredes divisorias 60 en contacto con la cubierta de bandeja suprayacente 24 para proporcionar apoyo adicional para la cubierta de bandeja 24 y para asegurar el espaciado propio entre cubiertas de bandeja adyacentes 24. Si las paredes divisorias 60 se ponen en contacto con la cubierta de bandeja suprayacente 24, las aberturas de vapor (no mostradas) pueden proporcionarse cerca del borde superior de las paredes divisorias 60 para permitir que la corriente de vapor para pasar a través de las paredes divisorias 60 para igualar la presión a través de la sección de cruce de la columna 10. Las columnas de descarga de líquido 38 en las paredes 28 de los depósitos 26 pueden verse en torno a la circunferencia de los depósitos 26, como se ilustra en las figuras, o pueden concentrarse en una o más ubicaciones, tal como en la porción de las paredes 28 más cerca a la entrada del tubo descendente asociado 54.

Bloqueando o sustancialmente impidiendo que el flujo de la corriente de líquido entre las diferentes agrupaciones de depósitos 26 y entradas de tubo descendente 54, las paredes divisorias 60 fuerzan que la corriente de líquido salga de uno o más de los depósitos 26 en cada agrupación para fluir en una o más de las entradas de tubo descendente 54 en la misma agrupación. Si la cubierta de bandeja 24 de la bandeja de contacto 22 debiera estar mal alineada desde una orientación horizontal, la corriente de líquido normalmente fluiría hacia el lado bajo de la cubierta de bandeja 24 y se concentraría en aquellas entradas de tubo descendente 54 posicionadas en el lado bajo de la cubierta de bandeja 24. La canalización de la corriente de líquido hacia el lado bajo de la cubierta de bandeja 24 reduce la capacidad de flujo de líquido de la bandeja de contacto 22 y disminuye la interacción entre las corrientes de líquido y vapor, así reduciendo la transferencia de masa y eficiencia de intercambio de calor de la bandeja de contacto 22. Las paredes divisorias 60 previenen que la corriente de líquido fluya a través de la cubierta de bandeja 24 y fuerzan a partes más o menos iguales de la corriente de líquido a que entren a cada entrada de tubo descendente 54 incluso si la cubierta de bandeja 24 debiera estar mal alineada desde una orientación horizontal. De este modo puede verse que las paredes divisorias 60 previenen la mala distribución y canalización indeseable de la corriente de líquido que de otro modo resultaría si la bandeja de contacto 22 debiera instalarse o subsecuentemente posicionarse en una orientación no horizontal tal como un resultado de una molestia de columna o por una carga de viento o acción de ola en la columna 10.

Volviendo a las Figs . 6-7, la presente invención también está dirigida a un distribuidor líquido 70 posicionado en la salida 56 de algunos o todos los tubos descendentes 52 para distribuir más uniformemente el líquido mientras sale de los tubos descendentes 52 entro de los depósitos 26 cuando la bandeja de contacto 22 se posiciona en una orientación no horizontal. El distribuidor de líquido 70 comprende una placa generalmente de piso plano 72 que se extiende transversalmente a través y cerca de la salida de tubo descendente 56. La placa de piso 72 puede soldarse o de otro modo asegurarse a la pared formando tubo descendente 52. La palca de piso 72 incluye una pluralidad de aberturas 74 ubicadas dentro de una región central 76, dejando una región anular 78 rodeando la región central 76 completamente o en gran medida libre de tales aperturas 7 . Las aberturas 74 pueden ser triangulares como se ilustra en la Fig. 7, o pueden ser redondas, cuadradas, ovaladas u otras configuraciones. El número, tamaño, y espaciado de las aberturas 74 se seleccionan para acomodar el flujo volumétrico designado del líquido descendente del tubo descendente 52 mientras causa algo de refuerzo de líquido en el tubo descendente 52. El refuerzo de líquido y el posicionamiento central de las aberturas 74 asegura que el líquido sea alimentado a cada una de las aberturas 74 aunque el tubo descendente 52 se incline en un ángulo al vertical como, resultado de la mala alineación del tubo descendente 52 y/o o la bandeja de contacto asociada 22. Alimentando el líquido a cada una de las aberturas 74 de esta manera, el líquido es descargado más uniformemente y centralmente incluso cuando el tubo descendente 52 está inclinado.

El distribuidor de líquido 70 también incluye una pluralidad de paredes deflectoras 80 que se extienden hacia abajo desde la placa de piso 72 al platillo de sello 58 o cubierta de bandeja 24 para además reducir la oportunidad para la mala distribución del líquido saliendo de los tubos descendentes 52. Las paredes deflectoras 80 se extienden radialmente hacia afuera desde un eje de centro nocional, longitudinal, del tubo descendente 52 una distancia radial preseleccionada en intervalos iguales de arco para formar más o menos los mismos volúmenes entre cada par de paredes deflectoras adyacentes 80. En una modalidad, la longitud radial de las paredes deflectoras 80 se selecciona de manera que un borde exterior de cada pared deflectora 80 se posicione en un plano vertical más allá de la región central 76 y dentro de la región anular externa 78 de la placa de piso suprayacente 72. En otra modalidad, la longitud radial de las paredes deflectoras 80 se selecciona de manera que el borde externo de cada pared deflectora 80 colinda con un vertedero de entrada en forma de aro 82 extendiéndose hacia arriba desde un perímetro exterior del platillo de sello 58.

Una o más de las aberturas 74 alimenta líquido en cada uno de los volúmenes definidos por las paredes deflectoras 80. En la modalidad ilustrada, una abertura de forma triangular sencilla 74 alimenta líquido en cada uno de los volúmenes definidos por las paredes deflectoras 80. En otras modalidades, una pluralidad de aberturas. 74 alimenta líquido en cada volumen. El líquido entonces fluye hacia afuera de cada volumen entre las paredes deflectoras 80 y es levantado por el vapor de centrifugación saliendo del centrifugador 28. Las paredes deflectoras 80 impiden que el líquido fluya a un lado bajo del platillo de sello 58 y aseguran una distribución circunferencial más uniforme del líquido al vapor que sale del centrifugador 28.

El distribuidor de líquido 70 también puede incluir una pluralidad de picos circunferencialmente espaciados 84 que se extienden hacia arriba de o adyacentes al vertedero de entrada 82 y se adjuntan a la placa de piso suprayacente 72, como se muestra en las Figs . 8-9.

Durante el uso de la columna 10, una corriente de líquido fluye en las entradas de tubo descendente 54 y desciende a través de los tubos descendentes 52 antes de salir a través de las salidas de descarga 56 en los depósitos 26 en la cubierta de bandeja suprayacente 24. El líquido que entra a los depósitos 26 es levantado por la corriente de vapor que entra a los depósitos 26 a través de las aberturas de vapor 30 en la cubierta de bandeja 24. Los formadores de remolinos 32 imparten un movimiento de centrifugación centrífugo para las corrientes de líquido y vapor para causar mezcla íntima de las corrientes de vapor y líquido dentro de los depósitos 26. Ya que las fuerzas centrífugas actúan en el líquido causando que el líquido sea lanzado contra las superficies internas de las paredes 28 de los depósitos 26 donde se alza hasta que encuentra las aberturas de descarga 38 en las paredes 28. La corriente de líquido entonces es transportada por una porción de corriente de vapor a través de las aberturas de descarga 38. La corriente de líquido que sale a través de las aberturas de descarga 38 desciende en la cubierta de bandeja 24 en el área circunscrita por los segmentos adyacentes de las paredes divisorias 60. El resto de la corriente de vapor sale . a través de la parte superior de la abertura de los depósitos 26 y se mueve lateralmente antes de ascender a través de las aberturas de vapor 30 en la cubierta de bandeja 24 de la bandeja de contacto suprayacente 22. Cualquier porción de la corriente de líquido que se desvía de las aberturas de descarga 38 mientras viaja por las paredes 28 de los depósitos 26 es capturada por los anillos de labio 40 en el borde superior de las paredes 28 y es re direccionado hacia abajo en la cubierta de bandeja 24.

La corriente de líquido que sale de los depósitos 26 después de intermezclarse con la corriente de vapor cae en la cubierta de bandeja 24 y es encaminada en porciones aproximadamente iguales por las paredes divisorias 60 en una o más entradas de tubo descendente 54 asociadas con uno o más depósitos 26 de los cuales sale la corriente de líquido. Entonces la corriente de líquido es direccionada hacia abajo por los tubos descendentes 52 a los depósitos 26 posicionados en la bandeja de contacto subyacente 22. De esta manera, la corriente de vapor y la corriente de líquido interactúan dentro de los depósitos 26 en cada cubierta de bandeja 24 antes de ser entregadas, respectivamente, a las siguientes bandejas de contacto suprayacente y subyacente 22 en la región interna abierta 14 de la columna 10.

La presente invención de este modo incluye un método de operar la columna 10 entregando una primer corriente de fluido hacia abajo a través de cada de una pluralidad de tubos descendentes 52 extendiéndose hacia debajo de una de las bandejas de contacto 22 y descargando la primera corriente de fluido de los tubos descendentes 52 en depósitos 26 posicionados en una cubierta de bandeja 24 en una bandeja de contacto subyacente 22. La primera corriente de fluido dentro de los depósitos 26 interactúa con un movimiento de centrifugación con una segunda corriente de fluido que asciende a través la cubierta de bandeja 24 de la bandeja de contacto subyacente 22 y entra a los depósitos 26. La primera corriente de fluido entonces es removida de los depósitos 26 después de la interacción con la segunda corriente de fluido y es dirigida desde uno o más depósitos 26 en cada agrupación y entregada a una o más de las entradas de tubo descendente 54 en la misma agrupación. La una o más paredes divisorias 60 sirven para impedir la entrega de la primera corriente de fluido removida a las entradas de tubo descendente 54 en otras de las agrupaciones. Las paredes divisorias 60 de este modo previenen la mala distribución y canalización indeseable de la corriente de líquido que de otro modo resultaría si la bandeja de contacto 22 debiera instalarse o subsecuentemente posicionarse en una orientación no horizontal.

De lo anterior, será visto que esta invención es una bien adaptada para alcanzar todos los fines y objetivos establecidos anteriormente en este documento junto con otras ventajas que sean inertes a la estructura.

Se entenderá que ciertas características y sub-combinaciones son de utilidad y pueden emplearse sin referencia a otras características y sub-combinaciones . Esto está contemplado por y está dentro del enfoque de la invención.

Ya que pueden hacerse muchas modalidades posibles de la invención sin apartarse del enfoque de la misma, debe de entenderse que toda la materia en la presente establecida o mostrada en las figuras acompañantes va a interpretarse como ilustrativa y no en un sentido limitante.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (23)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una bandeja de contacto para facilitar el contacto entre los fluidos ascendente y descendente dentro de una columna en la cual los procesos de transferencia de masa y/o intercambio de calor ocurren, caracterizada porque comprende: una cubierta de bandeja generalmente plana; una pluralidad de depósitos posicionados en y extendiéndose hacia arriba de la cubierta de bandeja, cada uno de los depósitos teniendo una parte superior generalmente abierta y siendo formado por una pared de una altura pre seleccionada, la pared teniendo una pluralidad de aberturas de descarga extendiéndose a través de la pared para permitir que el fluido pase a través de la pared desde adentro del depósito; aberturas que se extienden a través de la cubierta de bandeja dentro de las áreas circunscritas por cada uno de los depósitos para permitir que el fluido pase hacia arriba a través de la cubierta de bandeja y en los depósitos; formadores de remolinos posicionados para causar centrifugación de forma centrífuga del fluido que ha pasado hacia arriba a través de la cubierta de bandeja y en los depósitos; tubos descendentes extendiéndose hacia abajo desde la cubierta de bandeja, cada tubo descendente comprendiendo una entrada de tubo descendente superior formada en la cubierta de bandeja y una salida de descarga inferior; una o más paredes divisorias extendiéndose hacia arriba desde la cubierta de bandeja y posicionadas para formar agrupaciones múltiples de una o más de los depósitos y una o más de las entradas de tubo descendente, la una o más paredes divisorias aislando el uno o más depósitos y la una o más entradas de tubo descendente en cada agrupación desde los depósitos y entradas de tubo descendente en otras agrupaciones de manera que el fluido que pasa a través de la pared desde dentro del depósito en cada agrupación sea impedido de fluir en las entradas de tubo descendente en otras agrupaciones por medio de la una o más paredes divisorias .

2. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la una o más paredes divisorias incluyen áreas de la superficie aproximadamente iguales de la cubierta de bandeja dentro de cada agrupación de los depósitos y las entradas de tubo descendente.

3. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque la una o más paredes divisorias se extienden hacia arriba a un nivel arriba en el cual las aberturas de descarga se posicionan en las paredes de los depósitos .

4. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque las paredes de los depósitos son generalmente cilindricas en configuración.

5. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque las agrupaciones de uno o más de los depósitos y la una o más de las entradas de tubo descendente cada una tiene un número similar de los depósitos .

6. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque las agrupaciones de uno o más depósitos y de una o más de las entradas de tubo descendente cada una tiene un número similar de las entradas de tubo descendente.

7. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque sólo uno de los depósitos y una de las entradas de tubo descendente está en cada una de las agrupaciones de uno o más depósitos y la una o más entradas de tubo descendente .

8. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque más de uno de los depósitos y más de una de las entradas de tubo descendente están en cada agrupación del uno o más depósitos y la una o más entradas de tubo descendente .

9. La bandeja de contacto de conformidad con la reivindicación 1, incluyendo un distribuidor de líquido posicionado en la salida de descarga inferior de cada uno de los tubos descendentes, el distribuidor de liquido caracterizado porque comprende una placa de piso extendiéndose a través de la salida de descarga inferior y teniendo aberturas posicionadas en una región central y estando en gran medida ausentes desde una región anular exterior que rodea la región central y paredes deflectoras que se extienden hacia abajo desde la placa de piso y hacia afuera desde un eje de centro longitudinal nocional, de el tubo descendente .

10. Una columna en la cual los proceso de transferencia de masa y/o intercambio de calor ocurre, caracterizada porque comprende : una carcasa externa recta que define una región interna abierta; una pluralidad de bandejas de contacto extendiéndose horizontalmente posicionadas en relación verticalmente espaciada dentro de la región interna abierta, cada una de las bandejas de contacto caracterizadas porque comprenden: una cubierta de bandeja generalmente plana; una pluralidad de depósitos posicionados en un patrón preseleccionado y extendiéndose hacia arriba desde la cubierta de bandeja, cada uno de los depósitos tenido una parte superior generalmente abierta y siendo formados por una pared de una altura preseleccionada que es menos que un espaciado vertical entre los adyacentes y las bandejas de contacto, la pared teniendo una pluralidad de aberturas de descarga extendiéndose a través de la pared para permitir que el fluido pase hacia afuera a través de la pared desde adentro del depósito; las aberturas extendiéndose a través de la cubierta de bandeja dentro de cada uno de los depósitos para permitir que el fluido pase hacia arriba a través de la cubierta de bandeja y en los depósitos; los formadores de remolinos posicionados para causar centrifugación de forma centrífuga del fluido que ha pasado hacia arriba a través de la cubierta de bandeja y en los depósitos ; los tubo descendentes extendiéndose hacia abajo desde la cubierta de bandeja y que comprenden una entrada de tubo descendente superior formada en la cubierta de bandeja y una salida de descarga inferior posicionada dentro de un depósito en una bandeja de contacto subyacente; una o más paredes divisorias extendiéndose hacia arriba desde la cubierta de bandeja y posicionándose para formar agrupaciones múltiples de los depósitos y entradas de tubo descendente que son circunscritas por la una o más paredes divisorias, la una o más paredes divisorias aislando los depósitos y entradas de tubo descendente en cada agrupación de los depósitos y entradas de tubo descendente en las otras agrupaciones de este modo el fluido pasando hacia afuera a través de la pared desde adentro del depósito en cada agrupación es impedido de fluir en las entradas de tubo descendente en otras agrupaciones por la una o más paredes divisorias .

11. La columna de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porgue la una o más paredes divisorias incluyen más o menos áreas iguales de superficie de la cubierta de bandeja dentro de cada agrupación de los depósitos y las entradas de tubo descendente.

12. La columna de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la una o más paredes divisorias se extienden hacia arriba a un nivel arriba en el cual las aberturas de descarga se posicionan en las paredes de los depósitos .

13. La columna de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque las paredes de los depósitos son generalmente cilindricas en configuración.

14. La columna de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque los números iguales de depósitos están en cada una de las agrupaciones de los depósitos y las entradas de tubo descendente.

15. La columna de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque los números iguales de entradas de tubo descendente están en cada una de las agrupaciones de los depósitos y las entradas de tubo descendente.

16. La columna de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque sólo uno de los depósitos y una de las entradas de tubo descendente está en cada una de las agrupaciones de los depósitos y las entradas del tubo descendente .

17. La columna de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque más de uno de los depósitos y más de una de las entradas de tubo descendente están en cada una de las agrupaciones de los depósitos y las entradas de tubo descendente .

18. La columna de conformidad con la reivindicación 12, incluyendo un distribuidor de líquido posicionado en una salida de descarga inferior de cada uno de los tubo descendentes, el distribuidor de líquido caracterizado porque comprende una placa de piso extendiéndose a través de la salida de descarga inferior y teniendo aberturas posicionadas en una región central y estando en gran medida ausentes desde una región anular exterior que rodea la región central y paredes defleetoras que se extienden hacia abajo desde la placa de piso a la cubierta de bandeja de una bandeja de contacto subyacente, las paredes deflectoras extendiéndose hacia abajo desde un eje de centro longitudinal nocional de el tubo descendente.

19. Un método de operación de una columna caracterizado porque comprende una carcasa externa recta que define una región interna abierta y una pluralidad de bandejas de contacto extendiéndose horizontalmente posicionadas en relación verticalmente espaciada dentro de la región interna abierta, cada una de las bandejas de contacto comprendiendo una cubierta de bandeja, una pluralidad de depósitos extendiéndose hacia arriba desde la cubierta de bandeja, una pluralidad de tubos descendentes extendiéndose hacia abajo desde la cubierta de bandeja y teniendo una entrada de tubo descendente en la cubierta de bandeja, y una o más paredes divisorias extendiéndose hacia arriba desde la cubierta de bandeja y posicionadas para formar agrupaciones múltiples de uno o más de los depósitos y una o más de las entradas de tubo descendente, cada uno de los agrupamientos siendo circunscrito por la una o más paredes divisorias, el método que comprende las siguientes etapas : entregar una primera corriente de fluido hacia abajo a través de cada uno de una pluralidad de tubos descendentes extendiéndose hacia abajo desde una de las bandejas de contacto y descargando la primera corriente de fluido desde los tubos descendentes en depósitos posicionados en una cubierta de bandeja en una bandeja de contacto subyacente; interactuar con un movimiento de centrifugación la primera corriente de fluido dentro de los depósitos con una segunda corriente de fluido que asciende a través de la cubierta- de bandeja de la bande a de contacto subyacente y entra a los depósitos; remover la primera corriente de fluido de los depósitos después de la interacción con la segunda corriente de fluido; y dirigir la primera corriente de fluido removida desde uno o más depósitos en cada agrupación y entregarla a la una o más de las entradas de tubo descendente en la misma agrupación, la una o más paredes divisorias impidiendo la entrega de la primera corriente de fluido removida a las entradas de tubo descendente en otras de las agrupaciones.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la primera corriente de fluido es una corriente de líquido y la segunda corriente de fluido es una corriente de vapor.

21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la primera corriente de fluido es una corriente de líquido y la segunda corriente de fluido es una corriente de gas.

22. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la primera corriente de fluido es una corriente de líquido y la segunda corriente de fluido es otra corriente de líquido.

23. Una bandeja de contacto para facilitar el contacto entre los fluidos ascendente y descendente dentro de una columna en la cual los proceso de transferencia de masa y/o intercambio de calor ocurren, caracterizada porque comprende: una cubierta de bandeja generalmente plana; una pluralidad de depósitos posicionados en y extendiéndose hacia arriba desde la cubierta de la bandeja, cada uno de los depósitos teniendo una parte superior generalmente abierta y estando formado por una pared de una altura preseleccionada, la pared teniendo una pluralidad de aberturas de descarga extendiéndose a través de la pared para permitir que el fluido pase a través de la pared desde adentro del depósito; aberturas extendiéndose a través de la cubierta de bandeja a través de áreas circunscritas por cada uno de los depósitos para permitir que el fluido pase hacia arriba a través de la cubierta de bandeja y en los depósitos; formadores de remolinos posicionados para causar centrifugación de forma centrífuga del fluido que ha pasado hacia arriba a través de la cubierta de bandeja y en los depósitos; tubos descendentes extendiéndose hacia abajo desde la cubierta de bandeja, cada tubo descendente comprendiendo una entrada de tubo descendente formado en la cubierta de bandeja y una salida de descarga inferior; un distribuidor de líquido posicionado en la salida de descarga inferior de cada uno de los tubos descendentes, el distribuidor de líquido comprendiendo una placa de piso extendiéndose a través de la salida de descarga inferior y teniendo aberturas posicionadas en una región central y estando en gran medida ausentes desde una región anular exterior que rodea la región central y paredes deflectoras que se extienden hacia abajo desde la placa de piso y hacia afuera desde un eje de centro longitudinal nocional de el tubo descendente .