TW436312B - Liquid distributor for distillation column, and corresponding distallation column - Google Patents

Description

43 631 2 Λ, (Γ 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明是關於一振動蒸餾柱用的液體分配器。此液體 分配器特別是應闬到浮動結構上的氣體蒸餾柱，例如離岸 鑽油平台或駁船。 發明背景 離岸鑽油平台產生殘餘氣體。爲了經濟與環境的理由 ，更需要去還原這些氣體。一種方法將這些氣體轉換成更 重的碳氫化合物，此碳氫化合物是以液體形式因此更容易 運送，其使用消耗大量氧氣的Fisch · Tropsch處理。 能.夠將氣體蒸餾柱安裝在平台或駁船上是有利的，但 是此類型設備的適當操作是受到嚴重困難所妥協。特別地 ，首要任務是將液體均勻分配於蒸餾柱頭部整個截面的上 方|儘管由於波動所造成其軸向的振動。， 發明槪述 本發明的目的是在提供一對於此類振動具有非常小敏 感度的液體分配器* •ί r· ' 在此，本發明是關於一振動蒸餾柱用的液體分配器， 1 ί 其特徵在於其包含： ； —主分配器*其界定一設有開口進入蒸餾柱的液體預 : 分配開口之容稹； 用以在遠超過蒸餾柱內壓力的壓力下將液體導入主分 - 配器之裝置； ---^-----C -裝— (訃先閱請背而之注意事項再磧邛本I)

-1T 本纸决尺度適用中國國家樣準（CNS ) Λ4現格（210X W7公毋.} _ 4 - Η' 五、發明説明（2 ) —次分配器，其實質佔有蒸餾柱的整個截面，含有一 與蒸餾柱內空間相通的氣體架空，及藉由隔板分隔成數個 隔室，各隔室接受來自主分配器的至少一該開口之液體， 此次分配器具有一底部配置有用以將液體微分配在的實質 整個截面上方之噴口，此噴口的數目是遠超過主分配器開 口的數目》 根據i發明的分配器可具有下列一或數個特徵： 各隔室來自主分配器的一單一開口的液體； 所有的隔室具有大致相同的面積與相同的穿孔係數： 此列的穿孔管包含一連串的平行穿孔管*各管是垂質 於次分配器的一直立漏斗； 該導入裝置包含一相位分離器及一上游連接至此分離 器下部的壓縮導入管： 此導入裝置通過一超冷卻器* 本發明亦關於一包含如上所界定分配器的蒸餾柱》 在如此蒸餾柱的一實施例中，該液體分配器是配置在 此蒸餾柱的第一層，特別是在蒸餾柱頭部，而蒸餾柱在至 a 少一第二層含有一液體收集裝置位在如上所界定的第二液 j 體分配器上’，其主分配器是連接至用以壓縮所收集液體的 ΐ 第二裝置》 ; 現將參考下列圖式以說明本發明的一實施例。

I 圖式簡單說明 • 圖1顯示根據本發明的液體分配器在圖2中I — I線 <婧先閲讀背.6之注意事項#蜞艿本Κ ) "衣 ,π -Γ4 本紙汍尺度適用中國阁家榡準（CNS ) Λ4規格（2Ι0Χ297公犮） _ 5 - 436312' 五、發明說明（3 ) 上的垂直截面； 圖2是此分配器的平面圖： 圖3是類似於圖1的部分放大圖；及 圖4顯示根據本發明的一空氣蒸餾柱在浮動結構上的 簡圖。 請 先 閲 讀 背 面 之 注 主 8 要元件對照表 :分ia器 B:中間分配器 :主分配器 :管 :端 :噴口 1 A :頭部分配器 2 :蒸餾柱 4:次分配器 5 A，5 B :導入管 7 :水平管 9 :底部 項 W 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 1 2 2 3 0 :周圍壁 1 1 :狹槽 2 ，1 2. A，1 2 B :孔 1 3 :升起壁 4 ’ 1 5 :漏斗 1 6 :隔室 7 :直立壁 1 8 :上蒸餾區 9 :下蒸餾區 2 0 :充塡 1 :條* 2 2 :波紋 3 :裝置 2 4 :導入管 5 :幫浦 2 6 :導入管 7 :相分離器 2 8 :導入管 9 :幫浦 3 0 :漏斗 1 :側壁 3 2 :通道 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 3 63 1 2 A7 B7 五、發明說明（4 S:浮動結構 請 先 BS 讀 背 面 之 注 意 事 t ί 本 實施例詳細說明 圖1與2所顯示的分配器1將安裝在圖4所顯示的空 氣蒸餾柱2的頭部以作爲一雙重空氣蒸餾柱的低壓柱。 分配器1是由一主分配器及一配置在下方的次分配器 等兩部分所組成。 主分配器3是由一形成導入岐管的管5所組成，並封 閉在數個相互平行的水平穿孔管7開始垂直的一端6 ，此 些穿孔管封閉在岐管的對應端。在其下母線上，各管7具 有數個已校準的噴口 8，所有噴口是相同的且其直徑在2 至5 m in間。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 在顯示的實例中|配置有七條管7，其中在兩側的管 具有8個噴口，中間的管具有1 2個噴口，而其它的管具 有10個噴口。在任何情況，管7的噴口總數目η是遠少 於用以確定液體在蒸餾柱2截面上充分均勻分配所需要液 體分配孔的數目Ν，一具有4m直徑的蒸餾柱所需數目Ν 是典型地在1 0 0 0至3 0 0 0之間。再者，噴口 8的直 徑是足以防止由待分配液體中所含雜質造成的阻礙危機》 次分配器4具有一開口在上的盤，一水平底部9，及 一自此底部升起的圓柱形周壁1 〇。此底部9設有六個狹 槽1 1，其形狀延長在平行於管7的方向’此管一方面與 —周圍環形圈分離而另一方面與五個平行於該方向的條分 本紙張尺度適用中國0家標準<CNS>A4規格（210 X 297公釐） 436312 五、發明説明（s ) 離。此圈與此些條貫穿有一數目N的孔1 2，就如噴口 8 ，其直徑足夠以防止任何阻礙的危機. 各狹槽1 1是完全由一垂直升起壁1 3圍繞，此壁以 周園壁10來界定五個直立漏斗14垂直於前述的條與一 相通於所有漏斗1 4的周圍環形漏斗1 5。 再者’漏斗1 4與1 5都是藉由一組延伸在壁1 3間 及在壁13與周圍壁1〇間的直立壁17所分隔爲隔室 16° 所有的隔室1 6具有相同的面稹與相同的穿孔係數， 且各隔室是位於唯一的噴口 8下方。 蒸餾柱2是固定在一浮動結構s上，如圖4所示，雙 蒸餾柱（未顯示）的中壓柱亦然。圖4僅顯示幫助瞭解本 發明的構件，雖然雙蒸餾柱明顯地具有習知技術的構件。 更特別地’蒸餾柱2是分隔成一上蒸餾區1 8及一下 蒸餾區1 9 ’兩者都是以交叉波紋塡料組成.如所眾知， 此類塡料包括重疊的交叉波紋塡料區或充塡2 0，各以圓 柱形厚板的形狀佔有蒸餾柱的整個截面。 各充塡2 0由一堆疊的具有偏斜波紋2 2的波紋條 2 1所組成％各條具有一垂直平面，所有的條具有相同的 高度，在各條的波紋是交互傾斜於一方向與另一方向*因 此接鄰條的波紋接觸在大量的交叉點上。再者，充塡2 0 相對於蒸餾柱的共軸從一充塡到下一充塡在角度上偏移 9 0度。在上蒸餾區1 8上方’蒸餾柱含有一如上所述的 分配器，其爲此蒸餾柱的頭部分配器1 A。在上蒸餾區 (請先間請背而之>1意事項典續寫本页) -裝_ 訂 表紙浪尺度適用中國國家標窣（CNS ) Λ4见格（2丨OX297公犮） -8 - 4363 1 2 A7 B7 五、發明說明（6 ) 先 閲 讀 背 面 之 注 1 8下方，此蒸餾柱含有一用以收集由此蒸餾區所傳送的 液體之裝置2 3。一如上所述的第二分配器，其構成一中 間分配器1 B，是配置在此裝置2 3下方且在下蒸餾區 1 9上方。 使用時，經由一導入管2 4到來的"貧液體”（幾乎是純 氮氣，抽取自中壓柱頭部）是藉由一幫浦2 5壓縮至3 b a r的壓力然後引入分配器1A的導入岐管5A。此液 體具有降至1 · 2b a r的壓力並經由噴口 8掉落入各別 的隔室1 6中。自那裡，此液體經由組孔1 2掉落在上蒸 餾區的上充塡。 訂 由蒸餾區18所傳送的富氧液體是藉由裝置23所收 集，經由導入管2 6離開蒸餾柱，然後送至相分離器2 7 。在此相位分離器中凝聚的液體是與相同成分（收集自中 壓柱底部的富氧空氣）的”富液體”混合。此液體然後在分配 器1 B的導入岐管5 B中壓縮成前述的壓力。而後，此液 體具有降低的壓力並分配在前述的雨步驟中以便提供下蒸 餾區1 9的回流。 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 當然，於蒸餾柱2中下降的液體是在關於物質及熱與 由加熱液體氧所獲得的氧氣之交換接觸中，此物質及熱是 經由來自中壓柱頭部的氮氣而收集自蒸餾柱2的底部。當 此氣體在蒸餾柱2中升起時，漸增地變得富於氮= 爲了淸楚的理由，圖4並未顯示這些氣體的流動。然 而，將可瞭解到上升的氣體並不困難地經由狹槽1 7而通 過分配器1 A與1 B。同樣地，岐管裝置2 3包含允許此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格<210 X 297公簸） 436312 __ Μ' 五、發明説明（7 ) ^ 向上自由通道的通道》事實上，其由一連串的直立漏斗 3 0所組成，在與一氣體用通道3 2分離的同時，各 具有一向上傾斜延伸的側壁31以覆蓋與鄰接漏斗分 間隙》 當結構1 8是在海上時，蒸餾柱2的軸是對著其—般 的垂直位置振動。要瞭解到以上所使用來說明分配器1 @ 用詞“水¥ ”與“垂直”是參考蒸餾柱的中央位置，然而 當蒸餾柱是傾斜時，成束的管7 |底部9，及壁1 〇， 13與17，亦傾斜相同的角度，如圖1與3所示。 爲了在主分配器3中加壓液體，每一狀況的發生就如 同噴口 8在其上方具有2 Om深度的液體，然而當然並無 相應的垂直阻礙物。因此，在最遠端噴口 8間的高度變化 僅非常些微的影響到由此些噴口所提供的流量》 再者，在各隔室16中，分隔孔12 (圖3)的小距 離將使得在其上的液體深度在各孔變化的非常小*更要注 意到，在任何時間，強導入孔1 2 A是接近於鄰接隔室的 弱導入孔1 2 B *使得此兩流量可在位於下方蒸餾區上充 5 塡2 0的相同區域中隨時補償。 > . ? 總之，在蒸餾柱的整個截面上可獲得具有滿意均勻度 f 的液體分配，即使蒸餾柱是相對地非常傾斜。 i 爲了要避免當液體壓力在噴口8中降低時所產生的閃 ί 凝現象（蒸汽形成），使用任何適當裝置以過度冷卻此壓 ； 縮液體是有利的，特別是藉由與蒸餾工廠中可使用的一較 - 冷液體做熱交換。此液體可以是由蒸餾柱頭部所傳送的不 (請先1¾讀背而之ί±意事項再ίΛκ-本I) 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) /\4規_格（2ΙΟΧ25Π公浼） -10- 436312 五、發明説明（8 ) 純氮及/或在低於爭議中液體壓力的壓力下的液態氮* 再者，待分配液體的壓縮可藉由應用液體靜力深度以 發生，需要使用幫浦與否視情況而定*液體然後提升至位 在一適當層面的相位分離器β在此，可能訴諸於在一充分 高度壓力下的伴隨氣體及/或藉由部分蒸汽化熱交換器中 的液體所產生的熱吸虹效應。 如所备解的，本發明亦應用至蒸餾柱中的回流液體分 配，此蒸餾柱是固定的然而其軸並非完全垂直》 *1Τ 在其它中，WO — Α — 90/10497說明類似於 前述交叉波紋充塡的充塡，其僅是不同的穿孔方式而已。 在此所使用的用詞”交叉波紋充塡”亦包含如此的充塡， 以及任何類似的充塡。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS >以规格（210X297公浼> -11 -

Claims (1)

1. 43 63 1 2 A8 B8 CS D8 六、申請專利範圍 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再· 填 寫 本 頁 1·一種蒸餾柱用的氣體分配器，其特徵在於其包含 一主分配器（3 )，其界定一設有開口進入蒸餾柱（ 2)的液體預分配開口（8)之封閉容積： 用以在遠超過蒸，飽柱內壓力的壓力下將液體導入主分 配器（3 )之裝置（5，5A，5B，25，29):及 一次分配器（4) |其實質佔有蒸餾柱的整個截面， 含有一與蒸餾柱內空間相通的氣體架空，及藉由隔板（ 13 *17)分隔成數個隔室（16)，各隔室接受來自 主分配器（3 )的至少一該開口（ 8 )之液體，此次分配 器（4 )具.有一底部（9 )配置有用以將液體微分配在蒸 餾柱的實質整個截面上方之噴口（ 1 2 )，此噴口的數目 是遠超過主分配器開口（ 8 )的數目。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 .如申請專利範圔第1項之液體分配器，其特徵在 於各隔室（1 6)接受來自主分配器（3)單一開口（8 )的液體。 3 .如申請專利範圍第1項之液體分配器，其特徵在 於所有的隔室（1 6 )具有大致相同的面積與相同的穿孔 係數。 4 .如申請專利範圍第1至3項任一項中之液體分配 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） A8B8C8D8 436312 六、申請專利範圍 器’其特徵在於主分配器（3 )包含一列的穿孔管（7 ) 5 .如申請專利範圍第4項之液體分配器，其特徵在 於此列的穿孔管（7 )包含一連串的平行穿孔管，其.各管 是垂直於次分配器（4 )的直立漏斗（1 4 )。 6 .如申請專利範圍第1至3項任一項中之液體分配 器，其特徵在於該導入裝置包含一相分離器及一上游連接 至此分離器下部的導入管。 7·如申請專利範圍第1至3項任一項中之液體分配 器，其特徵在於該導入裝置通過一超冷卻器。 8 . —種蒸餾柱，其特徵在於其包含如申請專利範圍 第1至7項中任一項之液體分配器（1Α，1Β)。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 9 .如申請專利範圍第8項中之蒸餾柱，其特徵在於 該液體分配器（1 A )是配置在蒸餾柱的第一層面，特別 是在蒸餾柱頭部，且在於此蒸餾柱在至少一第二層面包括 液體收集裝置（23)，其位於如申請專利範圍第1至7 項中任一項之液體分配器（1 B )頂部上，其主分配器是 連接至用以壓縮所收集液體的第二裝置（2 7，2 9 )。 1 0〜如申請專利範圍第8或9項中之蒸餾柱，其特 徵在於其是配置在諸如浮動鑽油平台或駁船的浮動結構（ S )上》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 x 297公釐）-13-