RU2485993C2 - Новая система распределения и сбора потоков в многоступенчатой колонне, содержащая разбрызгиватель - Google Patents

Новая система распределения и сбора потоков в многоступенчатой колонне, содержащая разбрызгиватель Download PDF

Info

Publication number
RU2485993C2
RU2485993C2 RU2009124518/05A RU2009124518A RU2485993C2 RU 2485993 C2 RU2485993 C2 RU 2485993C2 RU 2009124518/05 A RU2009124518/05 A RU 2009124518/05A RU 2009124518 A RU2009124518 A RU 2009124518A RU 2485993 C2 RU2485993 C2 RU 2485993C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
plate
distribution
sprayer
range
Prior art date
Application number
RU2009124518/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009124518A (ru
Inventor
Фредерик ОЖЬЕ
Дени ДАРМАНСЬЕ
Original Assignee
Ифп
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 Ифп filed Critical Ифп
Publication of RU2009124518A publication Critical patent/RU2009124518A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2485993C2 publication Critical patent/RU2485993C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1814—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns recycling of the fraction to be distributed
    • B01D15/1821—Simulated moving beds
    • B01D15/1842—Simulated moving beds characterized by apparatus features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/60—Construction of the column
    • G01N30/6004—Construction of the column end pieces
    • G01N30/6017—Fluid distributors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к распределителю потоков внутри многоступенчатой колонны. Каждая тарелка Р является разделенной на некоторое число секций (Ра), при этом каждая секция (Ра) оснащена распределителем. Распределитель содержит сплошной разбрызгиватель, расположенный приблизительно вдоль оси выходного отверстия сборника секции (Ра), промежуточную перфорированную пластину, проходящую в стороны от разбрызгивателя и имеющую свободное сечение, лежащее в интервале от 10% до 40%, распределительную пластину, охватывающую всю поверхность секции (Ра) и имеющую свободное сечение, лежащее в интервале от 5% до 20%. Изобретение обеспечивает повышение эффективности распределения/смешения компонентов в многоступенчатой колонне. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Description

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к новому устройству для распределения и сбора потоков внутри многоступенчатой колонны, в которой используется течение указанных потоков в среде твердых частиц, называемой средой гранул.
Многоступенчатой колонной называют колонну, состоящую из множества тарелок, размещенных вдоль по существу вертикальной оси, причем каждая тарелка (называемая опорной тарелкой) поддерживает слой твердых гранул и причем сквозь различные последовательно расположенные слои последовательно протекают поток или потоки, используемые в колонне. Поток, протекающий сквозь последовательные слои, называют основным потоком для того, чтобы отличать его от других вторичных потоков, которые могут быть добавлены к основному потоку с применением распределительного устройства, обычно расположенного между двумя последовательно расположенными слоями.
Настоящее изобретение не относится к системе, обеспечивающей подачу вторичных потоков и смешение указанных вторичных потоков с основным потоком; оно относится только к распределителю, целью которого является распределение потока, образующегося в результате смешения основного потока с вторичными потоками, по слою гранул, расположенному непосредственно на выходе. Далее в настоящем описании для обозначения слоя гранул, расположенного непосредственно на выходе за распределителем согласно настоящему изобретению, использовано упрощенное название "нижний слой".
Таким образом, настоящее изобретение относится к распределительному устройству, обеспечивающему питание каждого слоя гранул или по меньшей мере их части потоком, имеющим форму струи, истекающей из системы смешения основного потока с вторичными потоками, которой оснащен предыдущий слой, т.е. точнее, "верхний слой" в отношении направления течения основного потока.
Далее в настоящем описании для обозначения принципа действия распределительного устройства согласно настоящему изобретению используется название "распределительное устройство с переменным сопротивлением" (сокращенно DRV-устройство).
Настоящее изобретение, в частности, относится к конструкции данного распределителя.
Каждая тарелка колонны снабжена несколькими DRV-распределителями в соответствии со способом разделения тарелки на несколько секторов.
В общем случае каждый сектор тарелки снабжен одним DRV-распределителем.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что распределительное устройство, связанное с одним из секторов тарелки ранга Р, в направлении основного потока содержит
- сплошной разбрызгиватель, расположенный под выходом со сборника на расстоянии от последнего, лежащим в интервале от 7 до 25 мм;
- промежуточную перфорированную пластину, проходящую по ширине от разбрызгивателя;
- распределительную пластину, охватывающую всю поверхность рассматриваемой секции.
Настоящее изобретение позволяет приблизиться к режиму поршневого течения внутри нижнего слоя частиц и таким образом оптимизировать характеристики различных процессов, используемых в многоступенчатых колоннах, например, адсорбции в подвижном слое адсорбента.
Настоящее изобретение также позволяет уменьшить образование вмятин напротив струи, выходящей из смесительного устройства, более или менее серьезно искажающих плоское состояние внешней поверхности слоя гранул, расположенного непосредственно на выходе за рассматриваемым устройством.
Устройство согласно настоящему изобретению, таким образом, оценивается в соответствии с двумя критериями: с одной стороны, качеством течения, с другой стороны, отсутствием образования вмятин на внешней поверхности слоя гранул на выходе.
Уровень техники
Известно множество устройств, предназначенных для распределения, смешения или сбора потоков в емкостях, содержащих твердые частицы, в том числе, в частности, в многоступенчатых колоннах. Устройства, предназначенные для распределения/смешения, в общем случае служат для как можно более равномерного распределения потоков по секции колонны, для эффективного смешения основного потока, протекающего сквозь различные слои колонны, с одним или несколькими вторичными потоками, поступающими на уровне каждого из слоев, возможно, для сбора поступающего потока между двумя слоями и в конечном счете для как можно большего выравнивания концентраций на выходе из слоя перед поступлением на следующий, т.е. расположенный непосредственно на выходе рассматриваемого устройства слой твердых частиц.
Кроме того, устройства, предназначенные для распределения/смешения, должны соответствовать некоторому числу ограничений, в том числе вызывать как можно меньшее продольное перемешивание и минимум потерь напора и не вызывать гидродинамических искажений, способных ухудшить характеристики процесса.
В патентах EP0074815, US2006/0108274A1 и FR2708480 имеются примеры устройств, предназначенных для распределения/смешения и применяемых в случае адсорбции в подвижном слое адсорбента (LMS).
Устройства, предназначенные для распределения/смешения, обладают некоторым числом характеристик, хорошо известных специалисту в данной области техники. Для большей ясности описания будут применяться обозначения "тарелка Р" и "тарелка Р+1"; последнее означает тарелку, расположенную непосредственно ниже по направлению течения основного потока.
Тарелку Р колонны разделяют на несколько участков или секций, способных иметь различные формы; самыми известными являются разделение на угловые секторы или на продольные секции, т.е. на параллельные секции, имеющие одинаковую ширину.
На каждой секции тарелки Р осуществляется сбор основного потока при помощи системы, называемой сборником.
Основной поток, выходящий со слоя гранул, смешивают с вторичным потоком, возможно, поступающим на рассматриваемую секцию, при помощи распределительной системы, на конце которой находится устройство подачи.
Смесь перелившегося основного потока и поступившего вторичного потока перераспределяют по участку секции следующей тарелки Р+1, при помощи распределительного устройства (сетки, перфорированной пластины и др.), называемой распределителем.
Поток, выходящий из распределителя, затем поступает на слой твердых частиц слоя Р+1.
Слой частиц может быть заблокирован распределителем, т.е. свободное пространство между распределителем и слоем частиц Р+1 может отсутствовать.
Между распределителем и слоем также может существовать свободное пространство, как указано, например, в патенте US2006/0108274A1, Фиг.3b.
В случае, если между распределителем и слоем существует свободное пространство, согласно описанному в патенте US2006/0108274A1, распределитель должен быть сконструирован так, чтобы на входе в слой скорость потока не была слишком большой во избежание частичного ожижения слоя частиц.
Последнее явление может на практике оказывать негативное влияние на характеристики процесса.
Это явление подробно описано в патенте US2006/0108274A1. В данном патенте описан разбрызгиватель в виде пластины, расположенный над распределителем под открытыми участками, соответствующими выходу струи жидкости, с целью ограничения высокого значения скорости указанной струи на входе в нижний слой гранул. Однако для устранения указанного эффекта этого может быть недостаточно, вследствие чего необходимо использовать иные решения.
Для еще большего снижения этого явления в уровне техники предложено несколько видов решений:
- ниже распределительной сетки располагают элемент наподобие сетки или перфорированной пластины, позволяющий ограничить турбулентность и высокие значения скоростей на входе в слой частиц;
- количество секций и свободное сечение сборников повышают с целью снижения скорости поступления потока в устройство для распределения/смешения.
Кроме того, специалисту в данной области техники хорошо известно, что любое устройство, вызывающее достаточные потери напора, в принципе позволяет гомогенизировать профиль скоростей на выходе из данного устройства. Отсюда следует, что выбор распределительной сетки может повлиять на профиль скоростей потока, поступающего на расположенный ниже слой твердых частиц. Факт более или менее сильного повышения потерь напора на распределителе, таким образом, может ограничить риск гидродинамических искажений на входе в слой частиц. В то же время подобное решение не является идеальным, так как повышение потерь напора по всей поверхности секций может быть нежелательным вследствие снижения механической прочности или вследствие ухудшения гидродинамических характеристик устройства для распределения/смешения.
Кроме того, применение распределителя с высокими потерями напора может быть потенциальным источником засорения или даже частичной закупорки устройства для распределения/смешения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 по изобретению изображает многоступенчатую колонну с 3 последовательно расположенными тарелками, причем каждая тарелка оснащена системой сбора и подачи вторичного потока и распределителем согласно настоящему изобретению.
Фиг.2a по уровню техники изображает вид сверху тарелки, разделенной на сектора, называемые продольными секциями.
Фиг.2b по изобретению изображает вид сверху продольного сектора, на котором видно пространство, занимаемое разбрызгивателем, промежуточной пластиной и распределительной пластиной.
Фиг.3a по уровню техники изображает вид сверху тарелки, разделенной на радиальные секторы.
На Фиг.3b по изобретению изображает вид сверху радиального сектора, на котором видно пространство, занимаемое разбрызгивателем, промежуточной пластиной и распределительной пластиной.
Краткое описание изобретения
Проблемой, решение которой является задачей настоящего изобретения, является проблема улучшения режима течения потоков внутри колонны, содержащей множество тарелок, на каждой из которых находится слой твердых гранул, называемой многоступенчатой колонной.
Улучшение режима течения в рамках настоящего изобретения означает, с одной стороны, что режим течения как можно больше приближается к поршневому режиму течения (т.е. к режиму, при котором продольное перемешивание потока, протекающего сквозь последовательные слои колонны, является как можно более низким), с другой стороны, что эффект образования вмятин на поверхности следующего слоя гранул сводится к минимуму и даже устраняется.
Колонна в общем смысле представляет собой среду гранул; основной поток, циркулирующий между различными тарелками, представляет собой жидкость, стекающую вниз.
Настоящее изобретение относится к распределительному устройству, обеспечивающему питание слоя гранул, поддерживаемого тарелкой Р, причем предыдущий слой гранул поддерживается тарелкой Р-1, снабженной системой сбора основного потока и смешения указанного основного потока с одним или несколькими вторичными потоками, на конце которой находится сборное устройство, называемое сборником, в котором имеется по меньшей мере одно выходное отверстие, генерирующее струю жидкости, скорость которой лежит в интервале от 0,5 м/с до 4 м/с.
Основной поток течет вертикально вниз.
Более точным образом настоящее изобретение может быть определено как устройство для распределения потока, питающего каждый слой гранул многоступенчатой колонны, представляющей собой последовательность тарелок, причем каждая тарелка (Р) поддерживает слой твердых гранул (для простоты иногда обозначаемый (Р)) и является разделенной на секции, обозначенные (Ра), причем каждая секция (Ра) оснащена системой сбора потока, стекающего с указанной секции (Ра), которая представляет собой сборное устройство, называемое сборником, в котором имеется выходное отверстие, и причем указанное распределительное устройство содержит следующие 3 элемента, размещенные сверху вниз по направлению течения потока:
а) сплошной разбрызгиватель, расположенный по существу вдоль оси выходного отверстия сборника секции (Ра),
b) промежуточную перфорированную пластину, проходящую в стороны от разбрызгивателя и имеющую свободное сечение, лежащее в интервале от 10% до 40%, предпочтительно от 15% до 30%,
c) распределительную пластину, охватывающую всю поверхность секции (Ра) и имеющую свободное сечение, лежащее в интервале от 5% до 20%, предпочтительно от 7% до 15%.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, три составных элемента распределителя являются размещенными по направлению течения потока в следующем порядке:
а) сплошной разбрызгиватель;
b) промежуточная перфорированная пластина;
c) распределительная пластина.
3 указанных элемента предпочтительно являются смежными в том смысле, что они расположены впритык друг к другу. В некоторых случаях, также охватываемых настоящим изобретением, они могут быть разделены между собой; в этом случае разделяющее их расстояние составляет не более 10 мм, предпочтительно не более 5 мм.
Термин "расстояние" определяется как расстояние, разделяющее ближайшие части или ближайшие края двух рассматриваемых элементов.
Разделение тарелки на секции известно из уровня техники. Двумя наиболее общепринятыми типами разделения являются разделение на продольные секции и разделение на секции, соответствующие угловым секторам. Продольные секции соответствуют разделению тарелок на параллельные элементы, ориентированные параллельно диаметру указанной тарелки и имеющие практически одинаковую ширину. Устройство по изобретению является совместимым с любым типом разделения тарелки на секции, в частности, с разделением на продольные секции и на угловые секторы.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство для распределения потоков по изобретению снабжено распределительной пластиной, представляющей собой сетку типа "Джонсон", причем прорези сетки "Джонсон" являются практически перпендикулярными продольной (меридиональной) оси секции. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, распределительная пластина представляет собой обычную перфорированную пластину.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, устройство для распределения потоков по изобретению снабжено промежуточной пластиной, представляющей собой сетку типа "Джонсон", причем прорези сетки "Джонсон" являются практически перпендикулярными продольной оси секции.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, промежуточная пластина представляет собой перфорированную пластину с отверстиями, имеющими диаметр, лежащий между 0,5 мм и 1,5 мм.
В общем случае промежуточная пластина имеет ширину, лежащую между шириной разбрызгивателя и значением, равным полуширине рассматриваемой секции с точностью ±5 см.
Ширина промежуточной пластины предпочтительно составляет от 10 до 30 см.
В общем случае ширина разбрызгивателя лежит в интервале от 2 см до 6 см, предпочтительно от 3 см до 5 см.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, расстояние между нижним краем сборника секции (Ра) и верхним краем разбрызгивателя секции (Ра) лежит в интервале от 4 мм до 30 мм, предпочтительно от 7 мм до 25 мм.
Настоящее изобретение также может быть определено как способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по изобретению, в котором разделяемая нагрузка представляет собой смесь любых ароматических соединений с 7-9 атомами углерода.
Настоящее изобретение также может быть определено как способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по изобретению, в котором разделяемая нагрузка представляет собой смесь нормальных и изомерных парафинов.
Настоящее изобретение также может быть определено как способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по изобретению, в котором разделяемая нагрузка представляет собой смесь нормальных и изомерных олефинов.
Настоящее изобретение также может быть определено как способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по изобретению, в котором основной поток, протекающий сквозь указанное устройство, обладает плотностью, лежащей в интервале от 600 до 950 кг/м3, и вязкостью, лежащей в интервале от 0,1 до 0,6×10-3 Па·с.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение может быть определено как устройство для распределения потока, исходящего из сборного устройства, расположенного выше и называемого сборником, оснащенного отверстием для выхода потока и подающего указанный поток в форме струи со скоростью, лежащей в интервале от 0,5 до 4 м/с.
Устройство для распределения по изобретению обеспечивает питание слоя гранул, расположенного ниже указанного устройства, таким образом, чтобы течение потока осуществлялось в режиме, насколько возможно, близком к режиму поршневого течения, и чтобы образование вмятин на внешней поверхности нижнего слоя гранул сводилось к минимуму или устранялось.
Устройство по изобретению содержит 3 основных элемента:
а) сплошной разбрызгиватель (9), расположенный по существу вдоль оси выходного отверстия сборника секции Ра-1,
b) промежуточную перфорированную пластину (8), проходящую в стороны от разбрызгивателя и имеющую свободное сечение, лежащее в интервале от 10% до 40%, предпочтительно от 15% до 30%,
c) распределительную пластину (7), проходящую по всей поверхности секции (Ра) и имеющую свободное сечение, лежащее в интервале от 5% до 20%, предпочтительно от 7% до 15%.
Выходное отверстие сборника секции (Ра) в общем случае проходит по всей длине рассматриваемой секции.
Выражение "по существу вдоль оси" выходного отверстия сборника в абзаце а) означает, что разбрызгиватель расположен под выходным отверстием сборника, отцентрирован по средней оси указанного выходного отверстия сборника и также проходит по всей длине секции.
Термин "в стороны от" в абзаце b) означает, что промежуточная перфорированная пластина (8) имеет ширину, большую ширины разбрызгивателя (9) в случае продольной секции, причем ширина является размером в направлении, перпендикулярном продольному размеру рассматриваемой продольной секции.
В случае, если секция имеет форму углового сектора, термин "в стороны от" означает, что промежуточная перфорированная пластина (8) имеет ширину, большую ширины разбрызгивателя (9), причем в данном случае ширина соответствует размеру вдоль радиуса рассматриваемого сектора.
Продолжение подробного описания будет более понятным при рассмотрении прилагаемых чертежей.
На фиг.1 показан участок колонны, состоящий из 2 слоев твердых частиц, обозначенных Р для верхнего слоя и Р+1 для нижнего слоя в направлении течения основного потока внутри указанной колонны.
Представлены только два слоя, однако настоящее изобретение может также применяться ко всем тарелкам, составляющим колонну, в том числе к первой тарелке, расположенной на входе в колонну.
Колонна разделена на множество слоев (2) твердых частиц, разделенных устройством, называемым системой подачи (3), обеспечивающим подачу одного или нескольких вторичных потоков и оканчивающимся устройством (4) подачи/отбора, обеспечивающим подачу или отбор некоторого количества потока на уровне слоя гранул (Р).
Слой частиц (Р) поддерживается верхней сеткой (6) или любым другим эквивалентным устройством.
Для отвода основного потока, протекающего сквозь слой гранул тарелки (Р), служит сборник (5).
Отверстие сборника (5) в общем случае расположено так, что основной поток, поступающий из нижнего слоя, проходит вблизи от отверстия (или отверстий) устройства подачи (4).
Основной поток после сбора смешивается с вторичным потоком, поступающим из устройства (4).
Смешанные таким путем основной и вторичный потоки распределяются по секции колонны путем прохождения через распределитель (10), согласно настоящему изобретению, состоящий из 3 элементов, расположенных последовательно по направлению течения основного потока:
а) разбрызгивающей пластины (9), расположенной по существу вдоль оси сборника (5),
b) промежуточной пластины (8), расположенной под разбрызгивателем и проходящей в стороны от указанного разбрызгивателя, причем ее свободное сечение составляет от 10% до 40%, предпочтительно от 15% до 30%,
c) распределительной пластины (7), расположенной под промежуточной пластиной (8) и проходящей по всей поверхности секции (Ра), причем ее свободное сечение составляет от 5% до 20%, предпочтительно от 7% до 15%.
Одно из преимуществ устройства по изобретению основано на том, что промежуточная перфорированная пластина (8), расположенная под отверстиями сборника (5), где могут иметь место большие значения скоростей потока, позволяет существенно уменьшить скорость потока, протекающего сквозь распределительную пластину (7), при одновременном улучшении распределения указанного потока по нижнему слою гранул Р+1.
На фиг.2а по уровню техники показано разделение тарелки, служащей опорой для слоя гранул Р, на параллельные продольные секции. Колонна (1) разделена на продольные секции (11).
В данном случае колонна оснащена центральной мачтой (12), служащей возможной точкой опоры для различных секций или, возможно, для поддерживающих их балок.
На Фиг.2а видны устройства подачи/отбора (4) и сборники (5). Каждый продольный сектор (11), таким образом, оснащен одним устройством подачи/отбора (4) и одним сборником (5). Следует отметить, что ось, вдоль которой выровнены секции тарелки Р, может изменяться при переходе к тарелке Р+1. Настоящее изобретение является полностью совместимым с любым углом расхождения между секциями тарелки Р и секциями тарелки Р+1.
Фиг.2b представляет собой вид сверху распределителя по изобретению применительно к продольным секциям. Распределитель (10) состоит из распределительной сетки (7), покрывающей всю поверхность секции, и размещенных впритык к ней промежуточной перфорированной пластины (8) и разбрызгивателя (9). Вид сверху позволяет показать, что по изобретению промежуточная перфорированная пластина (8) проходит в стороны от разбрызгивателя (9). Термин "в стороны от" в случае продольной секции означает, что ширина промежуточной сетки (8) превышает ширину разбрызгивателя (9) в направлении, перпендикулярном продольному размеру рассматриваемой секции.
На Фиг.3А по уровню техники показано разделение тарелки на угловые секторы.
На Фиг.3b показан вид сверху распределителя по изобретению в применении к секции в форме углового сектора.
В данном случае распределитель (10) состоит из распределительной сетки (7), покрывающей всю поверхность углового сектора, и размещенных впритык к ней промежуточной перфорированной пластины (8) и разбрызгивателя (9). Вид сверху позволяет показать, что по изобретению промежуточная перфорированная пластина (8) распространяется в стороны от разбрызгивателя (9).
Термин "в стороны от" в случае секции в форме углового сектора означает, что ширина промежуточной сетки (8) превышает ширину разбрызгивателя (9) в направлении вдоль радиуса рассматриваемой секции.
Примеры
Эффективность устройства по изобретению проверяли путем испытаний на макете из органического стекла.
Макет воспроизводил участок слоя и устройство по изобретению согласно представленному на Фиг.1.
Тарелка являлась разделенной на продольные секции.
Ширина продольной секции составляла 1,2 м; высота слоя составляла 1,2 м.
Глубина макета составляла 18 см. Сборник (5), расположенный под слоем гранул Р, обладал отверстиями диаметром 30 мм, центры которых были расположены на расстояниях 60 мм друг от друга.
Макет заполняли цеолитовым ситом с гранулометрическим распределением, среднее значение которого составляло 610 мкм.
Макет заполняли до расстояния по высоте от распределителя по изобретению, составляющего 10 мм.
На макет подавали воду с поверхностной скоростью 2 см/с.
Испытывали несколько конструкций распределителей; результаты приведены в таблице 1.
Испытанные распределители состояли из следующих элементов:
а) разбрызгивателей (9) различной ширины;
b) промежуточных перфорированных пластин (8) с отверстиями диаметром 1 мм, имеющих различные свободное сечение и ширину;
c) распределительной пластины (7), состоящей из сетки с различными свободными сечениями, покрывающей всю поверхность макета.
Все элементы были отцентрированы вдоль оси отверстия сборника (5).
В случае искажения слоя частиц в общем случае наблюдали вмятину строго напротив отверстия сборника (5). Указанная вмятина образовывалась в результате местного ожижения частиц, вызванного наличием высоких скоростей струи, вытекающей из сборника.
Высоту вмятин (max вмятины), образовавшихся на внешней поверхности слоя гранул, расположенного ниже устройства, измеряли в каждом опыте; она служила первым параметром оценки характеристик распределителя.
Кроме того, для количественной оценки продольного перемешивания в слое, питаемом изучаемым распределителем, проводили измерения распределения времени пребывания (сокращенно DTS). Для этого макет заполняли стеклянными шариками диаметром 1 мм аналогично заполнению цеолитовыми шариками, поскольку стеклянные шарики лучше подходили для измерений DTS.
Способ DTS поясняется во многих работах, в том числе в "Génie de la réaction chimique", D.Scweich, 2001, éditions Tec&Doc, Paris.
Результаты представлены в форме критерия Пекле, выражающего отношение конвекции в потоке к продольному перемешиванию. Чем выше критерий Пекле, тем ниже продольное перемешивание.
Сведение к минимуму продольного перемешивания в общем случае является благоприятным для процессов, в которых применяются неподвижные слои твердых частиц, в частности, для процессов адсорбции. Продольное перемешивание представляло собой второй параметр оценки характеристик распределителей.
Таблица 1
Совокупность проведенных испытаний
Опыт Ширина разбрызгивателя % сетки % перфорированной пластины Ширина перфорированной пластины Макс. вмятины Пекле
Опыт 1 0 12,0% - - 5 см 280
Опыт 2 4 см 12,0% 20% 20 см 0 370
Опыт 3 4 см 12,0% 3% 20 см 2 см 308
Опыт 4 4 см 12,0% 10% 20 см 1 см 310
Опыт 5 4 см 12,0% 30% 20 см 0 350
Опыт 6 4 см 12,0% 20% 12 см 1 см 322
Опыт 7 4 см 12,0% 20% 30 см 0 368
Опыт 8 4 см 12,0% 20% 60 см 0 340
Опыт 1 соответствовал уровню техники.
В опыте 1 разбрызгиватель отсутствовал. Данный опыт служил контрольным; можно отметить, что характеристики в нем оказались наихудшими - критерий Пекле составил 280, вмятина имела глубину 5 см.
Наилучший результат был достигнут с применением распределителя по изобретению, соответствующего опыту 2 и состоящего из:
а) разбрызгивателя (9) шириной 4 см;
b) промежуточной перфорированной пластины (8) с отверстиями размером 1 мм, расположенной под разбрызгивателем, отцентрированной по оси указанного разбрызгивателя и имеющей ширину 20 см и свободное сечение, равное 20%;
c) распределительной сетки (7) со свободным сечением, равным 12%, охватывающей всю площадь секции.
Подобный распределитель позволил достичь максимального значения критерия Пекле (370) при устранении образования вмятин на нижнем слое гранул.
Опыты 3, 4 и 5 по изобретению показали, что возможна оптимизация свободного сечения промежуточной перфорированной пластины. Свободное сечение промежуточной перфорированной пластины, равное 3% (опыт 3) и 10% (опыт 4), привело к худшим результатам по сравнению с промежуточной пластиной со свободным сечением, равным 30% (опыт 5).
Точно так же опыты 6, 7 и 8 по изобретению показали, что существует оптимальное значение ширины промежуточной пластины, причем указанное оптимальное значение составляет около 20 см.

Claims (12)

1. Устройство для распределения потока, питающего по меньшей мере один слой гранул многоступенчатой колонны, представляющей собой последовательность тарелок, причем каждая тарелка (Р) поддерживает слой твердых гранул и является разделенной на секции, обозначенные (Ра), причем указанное устройство применяется к каждой секции (Ра) тарелки (Р), оснащенной сборником (5), расположенным непосредственно на входе устройства, причем указанное устройство содержит следующие три элемента, размещенные сверху вниз в направлении течения потока:
a) сплошной разбрызгиватель (9), расположенный приблизительно вдоль оси выходного отверстия сборника секции Ра и отцентрированный вдоль оси указанного сборника,
b) промежуточную перфорированную пластину (8), проходящую в стороны от разбрызгивателя на ширину, лежащую между шириной указанного разбрызгивателя и высшим значением, равным полуширине секции с точностью приблизительно ±5 см, и свободное сечение, лежащее в интервале от 15 до 30%,
c) распределительную пластину (7), охватывающую всю поверхность секции Р и имеющую свободное сечение, лежащее в интервале от 7 до 15%.
2. Устройство для распределения по п.1, в котором три элемента - сплошной разбрызгиватель (9), промежуточная перфорированная пластина (8) и распределительная пластина (7) расположены впритык друг к другу.
3. Устройство для распределения по п.1, в котором три элемента, а именно сплошной разбрызгиватель (9), промежуточная перфорированная пластина (8) и распределительная пластина (7) разделены между собой, причем разделяющее их расстояние составляет не более 10 мм, предпочтительно не более 5 мм.
4. Устройство для распределения по п.1, в котором тип секций (Ра) является продольным, т.е. соответствует разделению тарелки на параллельные элементы, ориентированные вдоль диаметра указанной тарелки и имеющие, по существу, одинаковую ширину.
5. Устройство для распределения потоков по п.1, в котором распределительная пластина (7) представляет собой сетку типа "Джонсон", причем прорези сетки являются, по существу, перпендикулярными продольной оси секции.
6. Устройство для распределения потоков по п.1, в котором промежуточная перфорированная пластина (8) представляет собой сетку типа "Джонсон", причем прорези сетки являются, по существу, перпендикулярными продольной оси секции.
7. Устройство для распределения потоков по.1, в котором сплошной разбрызгиватель (9) проходит по ширине, лежащей в интервале от 2 см до 6 см, предпочтительно от 3 см до 5 см.
8. Устройство для распределения потоков по п.1, в котором расстояние между нижним краем сборника (5) и верхним краем разбрызгивателя (9) лежит в интервале от 4 мм до 30 мм, предпочтительно в интервале от 7 мм до 25 мм.
9. Способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по п.1, в котором разделяемая нагрузка представляет собой смесь любых ароматических соединений с 7-9 атомами углерода.
10. Способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по п.1, в котором разделяемая нагрузка представляет собой смесь нормальных и изомерных парафинов.
11. Способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по п.1, в котором разделяемая нагрузка представляет собой смесь нормальных и изомерных олефинов.
12. Способ разделения в подвижном слое адсорбента с применением устройства по п.1, в котором основной поток, протекающий сквозь указанное устройство, обладает плотностью, лежащей в интервале от 600 до 950 кг/м3, и вязкостью, лежащей в интервале от 0,1 до 0,6 сПз.
RU2009124518/05A 2008-06-27 2009-06-26 Новая система распределения и сбора потоков в многоступенчатой колонне, содержащая разбрызгиватель RU2485993C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0803692A FR2932999B1 (fr) 2008-06-27 2008-06-27 Nouveau systeme de distribution et de collecte des fluides dans une colonne multi etagee comportant un brise jet
FR0803692 2008-06-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009124518A RU2009124518A (ru) 2011-01-10
RU2485993C2 true RU2485993C2 (ru) 2013-06-27

Family

ID=40243900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009124518/05A RU2485993C2 (ru) 2008-06-27 2009-06-26 Новая система распределения и сбора потоков в многоступенчатой колонне, содержащая разбрызгиватель

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8349182B2 (ru)
EP (1) EP2138216B1 (ru)
JP (1) JP5844509B2 (ru)
KR (1) KR101707234B1 (ru)
CN (1) CN101632912B (ru)
AT (1) ATE544497T1 (ru)
BR (1) BRPI0902077B1 (ru)
ES (1) ES2381252T3 (ru)
FR (1) FR2932999B1 (ru)
RU (1) RU2485993C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727602C1 (ru) * 2017-02-07 2020-07-22 Хуго Петерсен Гмбх Конвертер для превращения so2 в so3
CN114345247A (zh) * 2021-12-10 2022-04-15 江苏碳和环境科技有限公司 一种填料塔

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9162205B2 (en) 2012-12-31 2015-10-20 Uop Llc Apparatuses for distributing fluids in fluidized bed reactors
US9669358B2 (en) * 2015-03-10 2017-06-06 Dürr Systems Ag Methods and apparatus for crossflow reactors
FR3065173B1 (fr) * 2017-04-12 2020-06-26 IFP Energies Nouvelles Nouveau dessin des canaux de collecte et de distribution pour un procede de separation en lit mobile simule utilisant n-colonnes en serie
FR3095351B1 (fr) * 2019-04-25 2022-06-24 Ifp Energies Now Dispositif de distribution par panneaux méridiens avec séparation des réseaux de collecte
FR3127413B1 (fr) * 2021-09-30 2023-10-20 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de séparation en lit mobile simulé à brise jet étendu

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3214247A (en) * 1963-02-25 1965-10-26 Universal Oil Prod Co Fluid distributing means for packed chambers
SU1414401A1 (ru) * 1987-01-21 1988-08-07 Кременчугский Нефтеперерабатывающий Завод Им.Хху1 Съезда Кпсс Тепломассообменный аппарат
SU1594207A1 (ru) * 1987-11-23 1990-09-23 Краснодарский политехнический институт Вертикальный противоточный экстрактор
US6471861B1 (en) * 1998-12-22 2002-10-29 Uop Llc Sorption vessel with improved grid piping
US20060108274A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-25 Frey Stanley J Flow distribution apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378292A (en) * 1981-09-11 1983-03-29 Uop Inc. Fixed bed multiple zone fluid-solids contacting apparatus
FR2708480B1 (fr) 1993-08-02 1996-05-24 Inst Francais Du Petrole Distributeur-mélangeur-extracteur de fluide monophasique pour lits de solides granulaires.
EP0769316B1 (fr) * 1995-10-20 2003-01-15 Institut Français du Pétrole Distributeur permettant l'injection et/ou le soutirage indépendant de fluides
FR2740054B1 (fr) * 1995-10-20 1997-12-19 Inst Francais Du Petrole Chambre de melange munie d'orifices d'injection et/ou de soutirage pour optimiser la fonction de melange

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3214247A (en) * 1963-02-25 1965-10-26 Universal Oil Prod Co Fluid distributing means for packed chambers
SU1414401A1 (ru) * 1987-01-21 1988-08-07 Кременчугский Нефтеперерабатывающий Завод Им.Хху1 Съезда Кпсс Тепломассообменный аппарат
SU1594207A1 (ru) * 1987-11-23 1990-09-23 Краснодарский политехнический институт Вертикальный противоточный экстрактор
US6471861B1 (en) * 1998-12-22 2002-10-29 Uop Llc Sorption vessel with improved grid piping
US20060108274A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-25 Frey Stanley J Flow distribution apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727602C1 (ru) * 2017-02-07 2020-07-22 Хуго Петерсен Гмбх Конвертер для превращения so2 в so3
CN114345247A (zh) * 2021-12-10 2022-04-15 江苏碳和环境科技有限公司 一种填料塔

Also Published As

Publication number Publication date
KR101707234B1 (ko) 2017-02-15
FR2932999A1 (fr) 2010-01-01
RU2009124518A (ru) 2011-01-10
KR20100002145A (ko) 2010-01-06
US8685259B2 (en) 2014-04-01
JP5844509B2 (ja) 2016-01-20
ES2381252T3 (es) 2012-05-24
ATE544497T1 (de) 2012-02-15
EP2138216B1 (fr) 2012-02-08
US20130001166A1 (en) 2013-01-03
US8349182B2 (en) 2013-01-08
CN101632912A (zh) 2010-01-27
CN101632912B (zh) 2013-12-11
BRPI0902077B1 (pt) 2019-03-26
US20090321359A1 (en) 2009-12-31
FR2932999B1 (fr) 2011-03-18
EP2138216A1 (fr) 2009-12-30
BRPI0902077A2 (pt) 2010-04-13
JP2010046655A (ja) 2010-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2485993C2 (ru) Новая система распределения и сбора потоков в многоступенчатой колонне, содержащая разбрызгиватель
US7914673B2 (en) Fluid distribution apparatus
US8318024B2 (en) System and method for distribution of fluid a multistage column
KR100492827B1 (ko) 화학 공정 타워용 동반 감소 조립체
JP6780056B2 (ja) 気液接触トレイ用の開口配置
RU2403961C1 (ru) Способ и устройство для распределения жидкости
CN103285779B (zh) 一种流体混合分布设备
CN102355930B (zh) 吸附器格栅分配箱设计
WO2010002383A1 (en) Flow distribution apparatus
US7445198B2 (en) Apparatus and process for distributing liquid
US7445199B2 (en) Apparatus and process for distributing liquid
CN102451647B (zh) 流体分布设备
CN208975753U (zh) 一种流体混合分布设备
CN105498641A (zh) 一种吸附分离内构件及其应用