RU2118906C1 - Спускное устройство (варианты) - Google Patents
Спускное устройство (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118906C1 RU2118906C1 RU93045025A RU93045025A RU2118906C1 RU 2118906 C1 RU2118906 C1 RU 2118906C1 RU 93045025 A RU93045025 A RU 93045025A RU 93045025 A RU93045025 A RU 93045025A RU 2118906 C1 RU2118906 C1 RU 2118906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- protrusion
- closed tray
- tray
- column
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/18—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates
- B01D3/20—Bubble caps; Risers for vapour; Discharge pipes for liquid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованию участка спускного устройства перегонной колонны. Спускное устройство имеет закрытый лоток, расположенный над примыкающей нижней тарелкой и под фартуком спускного устройства, первую перфорированную плиту, проходящую вниз от днища спускного устройства к нижней примыкающей тарелке. При этом на фартуке спускного устройства имеется выступ вдоль радиуса с центром в спускном устройстве под углом, большим 0 и меньшим, чем 180o, с образованием выступа, проходящего в спускное устройство для предотвращения входа паров в спускное устройство из-за рассогласования в процессе установки, уменьшения выходной щели из спускного устройства и обеспечения дополнительных перфораций для пара. Преимуществом изобретения является то, что исключается поток пара вверх от спускного устройства даже в случае нарушения режима работы колонны. 2 с. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к усовершенствованной перегонной колонне, в частности к усовершенствованной сборке тарелки спускного устройства.
В процессе обычной работы тарелки в перегонной колонне поток жидкости опускается вниз, тогда как поток газа поднимается вверх. В перегонной колонне обычно имеется множество плит или тарелок. Тарелки имеют средства, позволяющие пару подниматься вверх, например, множество отверстий, в которых текущая жидкость контактирует с поднимающимся вверх на тарелку паром. Когда жидкость контактирует с паром, на каждой тарелке происходит массообмен, более легкий компонент(ы) концентрируется в верхней части колонны и более тяжелый компонент(ы) концентрируется в нижней части колонны.
Ранее известные спускные устройства описаны в пат. США N 2565355; 2582657; 2582826; 2699929; 2704504 и 3573172, в которых каждое спускное устройство имеет одинаковое поперечное сечение. Погруженный в воду пар поступает в спускное устройство, и выделение пара из жидкости происходит в определенной ограниченной зоне спускного устройства, необходимой для достижения этого, чтобы предотвратить преждевременное захлебывание колонны. Аналогично погруженные в пар капли жидкости поднимаются от тарелки. Если скорость подъема пара достаточно низкая, эти капли падают обратно и присоединяются к жидкости на тарелке, откуда они пришли. Так как скорость подъема пара растет, все больше и больше капель попадает наверх на тарелку. Эта жидкость должна затем стечь обратно через спускное устройство. Когда скорость пара достигает точки, в которой наверх попадает больше жидкости, чем может выгрузить спускное устройство, происходит захлебывание. Таким образом, при конструировании колонны следует учитывать существенный фактор, а именно активную площадь тарелки. Активная площадь тарелки определяется математически как площадь поперечного сечения, через которое проходит текущий вверх пар. Скорость подъема пара равна объему пара, отделенному на рабочую активную площадь колонны.
Пропускная способность колонны по пару обычно пропорциональна активной площади тарелки(ок). Установлено, что в спускном устройстве такое разделение паров и жидкости может совершаться за счет увеличения площади верхнего участка спускного устройства и уменьшения площади нижнего участка спускного устройства. Это фактически увеличивает площадь тарелки(ок) и проиллюстрировано, например, в пат. США NN 2420075; 2491726; 2591343; 2596249 и 4174363. Следовательно, усовершенствование убеждает поддерживать требуемую для выделения пара площадь спускного устройства при увеличении рабочей активной площади тарелки(ок).
В пат. США NN 5047179 и 5049319 Ная раскрыто усовершенствование спускного устройства перегонной колонны, в которой закрытый лоток спускного устройства расположен над примыкающей нижней тарелкой и присоединен к тарелке посредством перфорированной плиты, вследствие чего увеличивается рабочая активная площадь тарелки (за счет того, что часть тарелки, обычно занятая закрытым лотком спускного устройства, возвращается к использованию как часть тарелки, сквозь которую может проходить пар для контактирования с жидкостью на тарелке - контакт может осуществляться паром, проходящим через перфорированную плиту, соединенную с закрытым лотком и тарелкой), что увеличивает пропускную способность перегонной колонны. Вторая перфорированная плита обычно используется для замены прежнего закрытого лотка.
Тарелки Ная увеличивают рабочую активную площадь тарелки в колонне. Это достигается без потери любого полезного объема спускного устройства. Реальные испытания показали, что увеличение количества пропускаемого материала через колонну прямо пропорционально увеличению рабочей активной площади. Эта простая зависимость проявилась в 20% увеличении количества пропускаемого материала в сравнении с колонной, использующей известный тип спускных устройств.
Двигающиеся в основном вверх пары проходят вторую перфорированную плиту или любую другую, и затем первую перфорированную плиту, так же, как через тарелку, следовательно, первая перфорированная плита, проходящая между тарелкой и закрытым лотком, по существу, служит и, по крайней мере, функционирует как поверхность дополнительной тарелки. Аналогично вторая перфорированная плита, которая может быть установлена там, где раньше был установлен закрытый лоток, может также рассматриваться как дополнение к поверхности тарелки. Если это нужно, эта перфорированная тарелка наклонена, по крайней мере ее часть, и проходит в сторону от днища спускного устройства. Это дает небольшое увеличение поверхности и также облегчает проход пара и контактирование с жидкостью. Тарелки Ная и сборки спускных устройств получили широкий коммерческий успех.
Установлено, что перегонные колонны не относятся к числу тех, где искажается необходимая взаимосвязь перфорированной плиты и фартука в спускном устройстве, позволяющая некоторый рост паров в колонне для входа в спускное устройство.
Преимуществом настоящего изобретения является то, что исключается поток пара вверх от спускного устройства даже в случае нарушения режима работы колонны. Еще одним преимуществом является то, что может быть получен более высокий загиб и дополнительная рабочая площадь тарелки.
Эти и другие преимущества и свойства видны из последующего описания.
Первоначальным решением для предрешения этой проблемы был одиночный изгиб, больший чем 0-150o, предпочтительно до 135o, как, например, 45o для образования выступа на нижнем крае фартука спускного устройства в спускное устройство. Выступ обеспечивает поверхность прогиба для подъема паров колонны.
Особенностью настоящего изобретения является усовершенствование участка перегонной колонны с закрытым лотком спускного устройства, расположенным выше примыкающей нижней тарелки и ниже фартука спускного устройства и имеющего первую перфорированную тарелку, проходящую вниз от закрытого лотка к нижней примыкающей тарелке, в котором содержится выступ фартука, расположенный вдоль радиуса с центром в спускном устройстве под углом, большим чем 0o и меньшим чем 180o, предпочтительно около 60-120oC. Радиус предпочтительно равен 10-20% ширины днища спускного устройства. Аркообразный выступ настоящего изобретения обеспечивает более низкое давление капли через зазор между фартуком спускного устройства и закрытым лотком, чем через эквивалентный угловой изгиб. Это позволяет использовать меньший зазор между фартуком спускного устройства и закрытым лотком и улучшить "загибающую пропускную способность" колонны. Термин "загибающая пропускная способность", используемый здесь, означает процентное содержание ниже проектной пропускной способности, при которой колонна еще может работать. Более высокая загибающая пропускная способность дает более высокую гибкость в работе колонны.
Фартук данной конфигурации проходит в спускное устройство.
Кроме того, усовершенствование в виде выступа фартука спускного устройства допускает дополнение закрытого лотка перфорациями под выступом фартука. Таким образом, большая часть поверхности тарелки, утраченной из-за лотка, возвращается.
Фиг. 1 - схематическое изображение частичного вида в разрезе с собранным сбоку спускным устройством и закрытым лотком, имеющим на фартуке спускного устройства выступ под углом 45o.
Фиг. 2 - схематическое изображение частичного вида в разрезе с собранным сбоку спускным устройством и закрытым лотком, имеющим аркообразный выступ на фартуке спускного устройства.
Фиг. 3 - схематическое изображение частичного вида в разрезе с собранным сбоку спускным устройством и закрытым лотком, имеющим аркообразный выступ на фартуке спускного устройства и перфорации на закрытом лотке.
На чертежах одни и те же элементы имеют одинаковое обозначение.
На фиг. 1 схематично изображено частичное поперечное сечение перегонной колонны, показывающее одну тарелку 24 со стенкой 12. Каждый фартук 14 спускного устройства образован плитой, предпочтительно наклонной плитой.
Площадь днища спускного устройства обычно составляет 50-70% площади верха спускного устройства.
Перфорированная плита 18, зависящая непосредственно от закрытого лотка и, кроме того, уплотненная, проходит вниз и вдоль лотка. Предпочтительно, перфорированная плита наклонена или хотя бы часть ее наклонена.
Нижний или донный элемент 26 частично перфорирован и действует как выступ тарелки 24.
В этом схематичном изображении тарелка и днище представлены как единый элемент.
Подробное описание вспомогательных конструкций, связанных с настоящим спускным устройством, дано в пат. США NN 5047179 и 5049319.
Пар проходит вверх через отверстия 28 в камеру 30, затем выходит через отверстия 20 перфорированной плиты 18. Закрытый лоток установлен против стенки 12 и образует герметичное уплотнение. Жидкость проходит в спускном устройстве через зазор 22 между выступом 8 фартука 14 и закрытым лотком над перфорированной плитой 18 на тарелку 24. Зазор 22 определяется скоростями потоков в колонне также, как и в известных устройствах. Т.к. спускные устройства, как правило, наклонены, реальная ширина днища спускного устройства будет уменьшаться с уменьшением зазора. На фиг. 1 зазор 22 имеет ширину Z. Нижняя часть 4 фартука 14 загнута вовнутрь в спускное устройство под углом α, равным 45o, для образования выступа. Это допускает некоторое перекашивание сборки спускного устройства из-за характера колонны, которое выражается в несоосности выступа и перфораций 20 и пропускании пара в спускное устройство.
На фиг. 2 выступ 6 фартука 14 загнут вовнутрь по радиусу r (хотя реальный изгиб 4 может быть образован постепенно нарастающими сегментами, приближающимися к форме арки) вдоль дуги угла β. Длина радиуса и угол кривой определяют зазор 22, оставшийся после выступа. Предпочтительно зазор настолько мал, насколько это возможно, чтобы не вызывать захлебывания колонны при заданных условиях потока. Зазор 22А имеет высоту Z2, меньшую чем Z, из-за того, что аркообразная форма выступа 6 имеет то же или более низкое давление капли, чем угловой изгиб на фиг. 1. Меньший зазор 22А допускает больший загиб и, следовательно, большую гибкость установки.
На фиг. 3 изображено то же, что и на фиг. 2, за исключением того, что на лотке 16 выполнены перфорации 20 А на площади, примыкающей к выступу 6, но за пределами выступа 8. В зависимости от количества дополнительных перфораций, это может увеличить пропускную способность колонны на несколько процентов сверх выгоды, получаемой на основных новых спускных устройствах.
Claims (15)
1. Спускное устройство для перегонной колонны, содержащее закрытый лоток и обычно направленную вниз наклонную плиту, имеющую по крайней мере одну поверхность, ограничивающую пространство, имеющее уменьшающийся книзу объем, отличающееся тем, что наклонная плита расположена вдоль закрытого лотка и несколько выше его и имеет выступ, прилегающий к закрытому лотку вдоль радиуса с центром в спускном устройстве под углом, большим 0o и меньшим 180o, а лоток имеет обычно направленную вниз перфорированную плиту, вытянутую вдоль и ниже закрытого лотка.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что перфорированная плита по крайней мере частично наклонена от закрытого лотка.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол наклона составляет около 60 - 120o.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что наклонная плита заканчивается в или проходит до точки, имеющей минимальное расстояние от закрытого лотка по радиусу, определяемое из условия отсутствия захлебывания колонны.
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что наклонная плита заканчивается в точке, имеющей минимальное расстояние от закрытого лотка по радиусу, определяемое из условия отсутствия захлебывания колонны.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закрытый лоток имеет перфорации, примыкающие к выступу.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиус выступа предпочтительно равен 10 - 20% ширины днища спускного устройства.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступ выполнен аркообразным.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступ выполнен в виде одного изгиба.
10. Спускное устройство для перегонной колонны, содержащее направленную вниз плиту и закрытый лоток, расположенный над примыкающей нижней тарелкой и под плитой, отличающееся тем, что плита имеет аркообразный выступ, расположенный вдоль радиуса с центром в спускном устройстве под углом более 0o и менее 180o и первую перфорированную плиту, проходящую вниз от закрытого лотка к нижней примыкающей тарелке.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что упомянутый угол составляет около 60 - 120o.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что плита заканчивается в или перед точкой, имеющей минимальное расстояние от закрытого лотка по радиусу, определяемое из условия отсутствия захлебывания колонны.
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что плита заканчивается почти в точке, имеющей минимальное расстояние от закрытого лотка по радиусу, определяемое из условия отсутствия захлебывания колонны.
14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что закрытый лоток имеет перфорации, примыкающие к выступу.
15. Устройство по п.10, отличающееся тем, что радиус выступа предпочтительно равен 10 - 20% ширины днища спускного устройства.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/968,578 | 1992-10-29 | ||
US07/968.578 | 1992-10-29 | ||
US07/968,578 US5242628A (en) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Distillation tray/downcomer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93045025A RU93045025A (ru) | 1995-10-27 |
RU2118906C1 true RU2118906C1 (ru) | 1998-09-20 |
Family
ID=25514443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93045025A RU2118906C1 (ru) | 1992-10-29 | 1993-09-10 | Спускное устройство (варианты) |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5242628A (ru) |
JP (1) | JPH06134202A (ru) |
CN (1) | CN1032623C (ru) |
MX (1) | MX9302247A (ru) |
RU (1) | RU2118906C1 (ru) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5478507A (en) * | 1994-02-16 | 1995-12-26 | Carbonair, Inc. | Gas-liquid contacting apparatus with valved downcomer |
US5632935A (en) * | 1994-04-28 | 1997-05-27 | Koch Engineering Company, Inc. | Vapor-liquid contact tray and downcomer assembly and method employing same |
US5480595A (en) * | 1994-04-28 | 1996-01-02 | Koch Engineering Chemical, Inc. | Vapor-liquid contact tray and downcomer assembly and method employing same |
US5618473A (en) * | 1995-05-09 | 1997-04-08 | Norton Chemical Process Products Corporation | Fractionation trays |
US5641436A (en) * | 1995-07-28 | 1997-06-24 | The Boc Group, Inc. | Liquid-vapor contact column |
US6189872B1 (en) * | 1998-10-23 | 2001-02-20 | Amt International, Inc. | Froth activator apparatus and method |
US6250611B1 (en) | 1999-10-07 | 2001-06-26 | Sulzer Chemtech Usa, Inc. | Vapor-liquid contact apparatus |
US7270316B2 (en) * | 2004-06-09 | 2007-09-18 | Joseph Michael Burch | Distillation column tray configuration |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2681219A (en) * | 1952-09-05 | 1954-06-15 | Koch Eng Co Inc | Gas-liquid contact apparatus |
BE674013A (ru) * | 1965-01-22 | |||
US4374000A (en) * | 1981-02-02 | 1983-02-15 | Cosden Technology, Inc. | Method for controlling the formation of polymer accumulations during distillation of a vinylaromatic monomer |
JPS60147234A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-03 | Kobe Steel Ltd | 棚段式気液接触装置 |
US5047179A (en) * | 1988-08-19 | 1991-09-10 | Nye Trays, Inc. | Distillation tray |
US5049319A (en) * | 1988-08-19 | 1991-09-17 | Nye Trays, Inc. | Distillation tray |
US5164125A (en) * | 1989-03-08 | 1992-11-17 | Glitsch, Inc. | Method and apparatus for downcomer-tray operation |
-
1992
- 1992-10-29 US US07/968,578 patent/US5242628A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-04-16 MX MX9302247A patent/MX9302247A/es not_active IP Right Cessation
- 1993-04-21 JP JP5094441A patent/JPH06134202A/ja not_active Ceased
- 1993-05-11 CN CN93105666A patent/CN1032623C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-10 RU RU93045025A patent/RU2118906C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX9302247A (es) | 1994-04-29 |
CN1086152A (zh) | 1994-05-04 |
CN1032623C (zh) | 1996-08-28 |
US5242628A (en) | 1993-09-07 |
JPH06134202A (ja) | 1994-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2134138C1 (ru) | Узел с тарелкой и сливным стаканом колонны для контактирования газа и жидкости (варианты) и способ выпуска пара через зону колонны (варианты) | |
US4550000A (en) | Apparatus for contacting a liquid with a gas | |
RU2118906C1 (ru) | Спускное устройство (варианты) | |
KR100504992B1 (ko) | 유체 접촉식의, 트레이 개구 유체 분산 방법 및 장치 | |
US7270315B2 (en) | Exchange column, perforated tray assembly | |
US2591343A (en) | Tray for fractionating equipment | |
US3887665A (en) | Vapor-liquid contacting | |
RU95115977A (ru) | Узел с тарелкой и сливным стаканом колонны для контактирования газа и жидкости и способ выпуска пара через зону колонны | |
KR20030009508A (ko) | 향상된 효율의 분별 증류 트레이 및 프로세스 | |
US6371454B1 (en) | Downcomer to a plate column | |
ZA200601000B (en) | Gas-liquid contacting tray | |
US3019003A (en) | Closures for fluid contact apparatus | |
US6783120B2 (en) | Multiple downcomer fractional distillation tray and process | |
EP0010877B1 (en) | Valve tray | |
US4954294A (en) | Vapor/liquid contact apparatus | |
US9199206B2 (en) | Contact tray for a mass transfer column | |
KR20010012453A (ko) | 2단 하강유로를 구비한 기액 접촉 트레이 | |
US4981113A (en) | Deaerator tray for a steam boiler feedwater heater system | |
US2006986A (en) | Fractionating tower | |
US4356132A (en) | Mass-transfer apparatus | |
AU2083601A (en) | High-capacity vapor/liquid contacting tray | |
US3940462A (en) | Bubble tray and cap assembly for fluid contact apparatus | |
KR0133066B1 (ko) | 증류탑 및 그 증류탑용의 하강관 조립체 | |
US5948211A (en) | Distillation column downcomer having liquid permeable wall | |
US1796135A (en) | Gas and liquid contact apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040911 |