ES2295561T3 - Dispositivo y metodo para tratar un fluido. - Google Patents

Abstract

Un aparato para tratar un fluido, incluyendo al menos una zona de tratamiento (2) que está dentro de una columna cilíndrica dispuesta verticalmente, teniendo la zona de tratamiento (2) un eje, y un dispositivo de entrada de fluido y separación (3) dispuesto en él para introducir una mezcla separada de líquido y gas a la zona de tratamiento (2), teniendo el dispositivo de entrada de fluido y separación (3) un extremo de entrada dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido e incluyendo una serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente (9A-9E), donde cada paleta circunferencial se extiende de forma curvada con respecto a un eje central (A'') del dispositivo de entrada entre una parte interceptadora (11A-11E) que tiene un borde de entrada dirigido de forma sustancialmente axial (15A-15E) y una parte de desviación que tiene un borde de salida que se extiende hacia fuera de forma sustancialmente radial (16A-16E), extendiéndose el eje central (A'') del dispositivo de entrada paralelo o coaxial con el eje (A) de la zona de tratamiento, extendiéndose el eje del dispositivo de entrada de fluido paralelo o coaxial con el eje longitudinal de la columna (A), y donde el dispositivo de entrada está dispuesto entre dos divisiones o bandejas que se extienden horizontalmente (6, 7) de la columna definiendo la zona de tratamiento (2).

Description

Dispositivo y método para tratar un fluido.

La presente invención se relaciona con un dispositivo para tratar un fluido, que comprende al menos una zona de tratamiento y una entrada del fluido y el dispositivo de separación dispuesto dentro del mismo para introducir una mezcla de líquido y gas dentro de la zona de tratamiento.

En la industria química y petroquímica es frecuente el caso en que las mezclas de líquidos y vapores tienen que introducirse en una zona de tratamiento, por ejemplo, una entrada a la zona de tratamiento de una columna vertical que tiene zonas de tratamiento adyacentes en donde el gas y el líquido se ponen en contacto a contracorriente para el intercambio de calor y materia. Un ejemplo de tal columna es una columna de fraccionamiento, por ejemplo, una columna de destilación a vacío y separadores compactos de gas-líquido como se describe en el documento EP-A-195 464.

En tal columna durante su operación normal el líquido fluye descendentemente desde la parte superior al fondo, mientras que el gas fluye ascendentemente desde el fondo a la parte superior. En la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, la palabra "gas" se usa para referirse al gas y el vapor. Enseguida, la invención se discutirá con referencia a una columna de destilación, sin embargo, debe entenderse que la invención puede usarse para cualquier dispositivo para tratar un fluido, que comprende al menos una zona de tratamiento con un dispositivo de entrada del fluido para introducir una mezcla de líquido y gas dentro de la zona de tratamiento.

En el proceso de destilación, un fluido que comprende una mezcla de líquido y gas se alimenta por dentro radialmente dentro de una columna de destilación cilíndrica dispuesta verticalmente en la zona de entrada entre la parte superior y el fondo de la columna. En las instalaciones que tienen una gran capacidad y rendimiento, generalmente es muy alta la velocidad de suministro de la mezcla; estas altas velocidades de suministro pueden ser desventajosas para la distribución del fluido que se tratará sobre la sección transversal de la columna dentro de la cual se alimenta.

De hecho es deseable, particularmente en el proceso de destilación, para la fase gas y la fase líquida que se separen tanto como sea posible inmediatamente después de entrar a la columna en la entrada a la zona de tratamiento y para cada fase que se alimenta de manera separada a las zonas de tratamiento adyacentes, por ejemplo, al pasar a través de una bandeja, mientras que se distribuyen sobre la sección transversal de la columna lo mejor que sea posible.

Si no se toman medidas especiales, no sería posible efectuar una separación apropiada de una alimentación de gas/líquido dentro de la columna con una alta velocidad de suministro ya que la alimentación después choca con excesiva fuerza contra la pared situada del lado opuesto a la entrada, así que el gas se eleva subsecuentemente en la columna arrastrando una gran porción de la fase líquida. Además, el líquido que no ha sido arrastrado fluye la mayor parte descendentemente cerca de la pared de la columna opuesta a la entrada, por medio de esto se origina una distribución desigual del líquido sobre la bandeja adyacente por debajo de la entrada. Además, la parte de la pared de la columna opuesta a la alimentación puede desgastarse rápidamente debido al fuerte impacto de la mezcla de líquido/vapor, así que deben tomarse medidas para proteger o reforzar la pared de la columna.

Para tratar de solucionar el problema anterior, se ha propuesto en el documento GB 1 119 699 el proveer un dispositivo de entrada del fluido para introducir una mezcla de líquido y gas dentro de la columna, que comprende una disposición similar a una caja que comprende una serie de paletas, colocadas una detrás de la otra a lo largo de un eje central dispuesto horizontalmente que se extiende en dirección radial hacia el interior de la columna. En esta disposición, las paletas desvían la mezcla de manera lateral con relación al eje central del dispositivo de entrada, tal que el cambio en la dirección del flujo origina una primera separación entre el gas y el líquido debido a la inercia. Después de la inserción en la zona de tratamiento, el gas fluye ascendentemente en la columna, donde se lleva a cabo un contacto posterior con el líquido suministrado en la parte superior de la columna. El líquido separado cae desde las paletas sobre una bandeja de contacto de gas/líquido debajo del dispositivo de entrada.

Aunque el dispositivo de entrada del fluido conocido provee una gran mejora, el dispositivo de entrada del fluido origina un flujo de gas arremolinado en la entrada de la zona de tratamiento. Tal flujo arremolinado disminuye la velocidad máxima de alimentación e incrementa la altura de la columna necesaria para efectuar la destilación completa.

La memoria descriptiva de la patente alemana número 629 588 describe un aspersor de líquido para distribuir un líquido de lavado sobre la sección transversal de una cuba de lavado.

La publicación de la solicitud de patente internacional número WO 01/60478 describe un dispositivo de entrada de fluido del tipo de paletas específicamente adaptado para uso en combinación con una bandeja de múltiples bajadas.

Un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo mejorado para tratar un fluido que tiene una entrada de fluido para introducir una mezcla de líquido y gas dentro de la zona de tratamiento en la cual se reduce en gran medida el flujo arremolinado en la entrada de la zona de tratamiento. Para eso, la invención proporciona un aparato para tratar un fluido, que comprende al menos una zona de tratamiento que está dentro de una columna cilíndrica dispuesta verticalmente, teniendo la zona de tratamiento un eje, y una entrada de fluido y un dispositivo de separación dispuesto en el mismo para introducir una mezcla separada de líquido y gas dentro de la zona de tratamiento, teniendo el dispositivo de separación y entrada del fluido un extremo de entrada dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido y incluyendo una serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente, en donde cada paleta circunferencial se extiende de manera curvada con respecto al eje central del dispositivo de entrada entre una parte interceptora que tiene un borde de entrada dirigido substancialmente de forma axial y una parte deflectora que tiene un borde de salida que se extiende hacia el exterior substancialmente de manera radial, extendiéndose el eje central del dispositivo de entrada paralelo o coaxial con el eje de la zona de tratamiento, extendiéndose el eje del dispositivo de entrada de fluido paralelo o coaxial con el eje longitudinal de la columna, y donde el dispositivo de entrada está dispuesto entre dos divisiones o bandejas que se extienden horizontalmente de la columna definiendo la zona de tratamiento.

De este modo, un fluido que comprende una mezcla de líquido y gas puede llevarse dentro de la zona de tratamiento de modo que provoque menos perturbación en el patrón de flujo que con el dispositivo de entrada conocido. En el dispositivo de entrada del fluido de acuerdo con la invención, el fluido se intercepta y desvía hacia el exterior de manera radial por medio de paletas sucesivas tal que el gas puede distribuirse uniformemente en una dirección hacia el exterior con relación al eje central dentro de la zona de tratamiento, mientras que las partículas de líquido en el flujo chocan sobre la superficie de la paleta debido a la fuerza de inercia y centrífuga y posteriormente se descargan de la paleta como un flujo del líquido más coalescente desde el borde de salida circunferencial de la paleta. La alineación de los ejes del dispositivo de entrada del fluido y la zona de tratamiento, normalmente en dirección vertical, permite introducir el fluido de modo que se tome mejor en cuenta la simetría de la zona de tratamiento.

Las paletas circunferenciales apiladas pueden desarrollar una doble función, la de separar la mezcla de gas y líquido, y la de introducir generalmente la mezcla separada en una dirección exterior de forma radial, por medio de esto se previene el flujo arremolinado que se observa con el dispositivo de entrada conocido. El líquido separado del gas de esta forma descenderá bajo la influencia de la gravedad después que ha dejado el extremo de salida de las paletas. Se entenderá que la separación que se lleva a cabo en el dispositivo de entrada no necesita ser completa. Generalmente es suficiente con lograr una primera separación (separación previa) en donde se separa la mayoría del líquido y gas, sin embargo, no es crítico un menor grado de arrastre de una fase en la otra.

Las paletas circunferenciales generalmente son tubulares con extremos abiertos con una forma de campana generalizada, en donde se extienden de manera curvada a lo largo del eje central del dispositivo de entrada entre una parte interceptora que tiene un borde de entrada dirigido substancialmente de manera axial, y una parte de desviación que tiene un borde de salida que se extiende de manera externa substancialmente de forma radial. La sección transversal horizontal de las paletas no necesita ser circular, y esto es por lo cual se ha usado el término generalizado con forma de campana. Las paletas circunferenciales también se denotarán en lo siguiente brevemente como paletas. Para asegurar una distribución uniforme del flujo de gas, se prefiere que las paletas se dispongan simétricamente con relación a sus ejes centrales, en particular dispuestas de manera simétrica de forma rotatoria.

Al proveer las paletas circunferenciales con una parte interceptora substancialmente cilíndrica, las paletas pueden interceptar el flujo de manera suave. Preferentemente, las partes interceptoras de las paletas sucesivas tienen diámetro decreciente. De esta forma, el flujo puede dividirse en capas concéntricas, cada una de las cuales se desvía externamente de forma radial.

Preferentemente, la parte interceptora de una paleta sucesiva se extiende dentro de la paleta previa. La paleta que tiene la distancia axial más corta entre su borde de salida y el extremo de entrada del dispositivo de entrada se considera como la primera paleta en la descripción y en las reivindicaciones. La segunda paleta es la paleta sucesiva con respecto a la primera paleta, y así sucesivamente hasta la última paleta la cual tiene la distancia al eje más grande entre su borde de salida y el extremo de entrada.

En una realización ventajosa los bordes de entrada de las paletas están separados a lo largo del eje central, preferentemente con distancias iguales. De este modo, las paletas pueden tener la misma forma básica. Alternativamente las partes interceptoras pueden por ejemplo cada una extenderse axialmente hacia un plano de entrada radial en el extremo de entrada del dispositivo del flujo del fluido. El plano de entrada radial durante la operación normal es un plano horizontal transversal con respecto a la dirección del flujo del fluido en el extremo de entrada. Los bordes de entrada de las paletas pueden converger, lejos del extremo de entrada del dispositivo de entrada del fluido, junto con un cono lineal que tiene un ángulo superior \alpha entre 10-50º, preferentemente entre 20-40º, en particular entre 36 y 37º, el cono se extiende coaxialmente con el eje central del dispositivo de entrada.

Las partes de desviación de las paletas sucesivas se separan ventajosamente de forma axial, preferentemente con separaciones iguales. Al proveer paletas sucesivas con los bordes de salida que se extienden con un diámetro radial decreciente, el flujo de gas puede distribuirse uniformemente a lo largo del radio de la zona de tratamiento, es decir, sobre la sección transversal de la zona de tratamiento.

Los experimentos han mostrado que el número de paletas tiene un intervalo preferentemente de 2 a 10, más preferentemente de 4 a 6, y en particular 5.

En una realización preferida, el dispositivo de entrada se extiende de forma coaxial con el eje longitudinal central de una zona de tratamiento en una columna dispuesta verticalmente. Ventajosamente, el dispositivo de entrada se dispone entre dos separaciones o bandejas de la columna, que se extienden horizontalmente, definiendo la zona del tratamiento. La separación inferior, puede ser el fondo de la columna.

Los experimentos han mostrado que en tal disposición, la sección transversal de la primera paleta más exterior radialmente en su borde de entrada es adecuadamente menor que la sección transversal de un cilindro circular que tiene un diámetro de aproximadamente 20% del diámetro de la columna, y preferentemente esta sección transversal es tan pequeña como sea posible de manera práctica.

Para mejorar aún más la distribución del flujo, las partes de desviación de por lo menos un número de paletas posteriores sucesivas se extienden hacia sus bordes de salida de manera ascendente más axialmente que el número de paletas anteriores sucesivas, cuando la mezcla del fluido entra al dispositivo de entrada en su extremo inferior. En particular, al menos dos o tres paletas pueden extenderse hacia sus bordes de salida hacia arriba de forma axialmente creciente. Las paletas anteriores son paletas que tienen una distancia axial más corta que sus bordes de salida desde el extremo de entrada del dispositivo de entrada que las paletas posteriores.

Otras realizaciones ventajosas del dispositivo de conformidad con la invención se describen en las reivindicaciones anexas.

Además, la invención se refiere al uso de un dispositivo de entrada de fluido que tiene un extremo de entrada dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido e incluyendo una serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente, donde cada paleta circunferencial se extiende de forma curvada con respecto a un eje central del dispositivo de entrada entre una parte interceptora que tiene un borde de entrada dirigido de forma sustancialmente axial y una parte deflectora que tiene un borde de salida que se extiende hacia fuera de forma sustancialmente radial para pre-separar una mezcla de líquido y gas y para introducir la mezcla pre-separada en una zona de tratamiento, en particular en la zona de tratamiento de un aparato según la invención.

La invención también se relaciona con un método para introducir una mezcla de líquido y gas dentro de un recipiente, en donde la mezcla se introduce al recipiente al dividir inicialmente un flujo substancialmente cilíndrico en capas concéntricas, estas capas se desvían hacia el exterior de forma radial. Cada capa se introduce en una posición axial diferente. En el método preferentemente las capas dispuestas de manera interna radialmente se desvían hacia el exterior con un componente radial menor de desviación que las capas dispuestas hacia el exterior más radialmente.

Otras realizaciones preferidas de la invención se describen en las realizaciones anexas.

La invención se describirá ahora con mayor detalle, con referencia a la figura. En el dibujo:

La figura 1 muestra una sección transversal esquemática de una columna de destilación dispuesta verticalmente formando una entrada a la zona de tratamiento. El dibujo es solo una representación esquemática de una realización ejemplificada. En el dibujo, las partes idénticas o correspondientes se identifican con los mismos números de referencia.

Se hace referencia a la Figura 1. La Figura 1 muestra una sección de una columna de destilación 1, la cual se utiliza normalmente con una orientación vertical como se muestra. La columna de destilación tiene un eje longitudinal vertical A y una sección transversal horizontal substancialmente circular. La columna 1 comprende una primera zona de tratamiento 2, que tiene un eje coincidente con el eje A de la columna 1, y un dispositivo de entrada del fluido 3 dispuesto en la zona de tratamiento 2. La primera zona de tratamiento 2, se dispone la mitad entre el extremo superior y el extremo inferior de la columna 1 de la cual las posiciones se indican por medio de las flechas 4 y 5 respectivamente, las cuales también representan el respectivo flujo de gas ascendente y el flujo descendente del fluido a través de la columna durante la operación normal.

La primera zona de tratamiento 2 está en dirección de la parte superior de la columna rodeada por una primera bandeja de tratamiento del gas dispuesta horizontalmente 6 y en dirección del fondo 5 de la columna rodeada por una primera bandeja de líquido dispuesta horizontalmente 7. Por lo tanto el dispositivo de entrada del fluido 3 se localiza entre dos bandejas sucesivas 6, 7.

El dispositivo de entrada del fluido 3 comprende cinco paletas circunferenciales 9A-9E. Las paletas circunferenciales de esta realización son similares a una trompeta, teniendo las paletas con forma de anillo 9A-9E una sección transversal circular. Las paletas 9A-9E se disponen coaxialmente alrededor de un eje central A' que se extiende coaxialmente con el eje central A que se extiende ascendentemente de la columna 1. El dispositivo de entrada 3 está en comunicación fluida con la boquilla de entrada 8 que está unida a un extremo de entrada 10 del dispositivo de entrada del fluido 3. La boquilla de entrada puede pasar a través de la pared lateral de la columna 1 como se muestra, pero también se puede extender más a lo largo del eje A de la columna 1. Se ha encontrado que el dispositivo de entrada puede instalarse poco después de una curva en el tubo de entrada sin influenciar negativamente la distribución del gas en la columna. Esto permite por ejemplo que el tubo de entrada se una externamente con la columna antes de entrar a la columna. Esto no fue posible con el dispositivo de acuerdo con GB-A-11 19 699.

Las paletas se disponen a lo largo del eje central A' una detrás de la otra con una separación igual. Las paletas 9A-9E se extienden de manera curvada entre una parte interceptora substancialmente cilíndrica 11A-11E que tiene un borde de entrada que se extiende substancialmente de manera axial 15A-15E opuestos a la entrada 10 y una parte de desviación 12A-12E que tiene un borde de salida que se extiende hacia el exterior substancialmente de manera radial 16A-16E. Una parte interceptora substancialmente cilíndrica que tiene un borde de entrada substancialmente de manera axial forma un ángulo menor de aproximadamente 20º, preferentemente menor de aproximadamente 10º, más preferentemente menor de alrededor de 5º con el eje A', y preferentemente tal que la parte interceptora tiene diámetro constante o ensanchado en la dirección del flujo del fluido durante la operación normal. Las partes interceptoras 11A-11E de las paletas sucesivas 9A-9E tienen diámetros decrecientes Da-De, respectivamente (de los cuales solo Da se indica en el dibujo con el motivo de claridad), y se colocan una detrás de la otra a lo largo del eje central A con intervalos iguales, y tal que la parte interceptora de una paleta sucesiva se extiende dentro de la paleta previa, por ejemplo, la parte interceptora 11C de la paleta 9C se extiende dentro de la paleta 9B. Los bordes de entrada 15A-15E de las partes interceptoras 11A-11E se disponen tal que convergen a lo largo de la superficie de un cono lineal que tiene un ángulo superior de \alpha=20º. El diámetro Da de la parte interceptora 11A de la primera paleta 9A define el diámetro de entrada exterior del dispositivo de entrada del fluido 3 y tiene una relación de 0,133 el diámetro D del interior de la columna en la zona de
tratamiento.

Las partes de desviación de las paletas pueden extenderse radialmente hacia una dirección totalmente horizontal, pero preferentemente una parte o todas las paletas incluyen un ángulo entre la parte de desviación en su borde de salida y el plano horizontal, en donde los ángulos están incluidos entre 0 y 90º tal que el borde de salida se dirige lejos del extremo de entrada. En la orientación mostrada en la Figura esta tiene un ángulo ascendente. Más preferentemente las paletas se colocan más centralmente incluyendo un ángulo ascendente en sus bordes de salida, por ejemplo, los bordes 16D, y 16E. El ángulo con la horizontal del borde de salida de las paletas está preferentemente entre 0 y 85º, en donde el ángulo de una sola paleta es preferentemente mayor o igual al ángulo de la paleta precedente (la siguientes más grande) del dispositivo de entrada del fluido. Más preferentemente la paleta colocada más centralmente, es decir, la última paleta 9E, tiene un ángulo entre 50 y 85º y más preferentemente alrededor de 80º. Las paletas que tienen los mayores ángulos como se describe anteriormente entrecortadas como se muestra en la Figura 1 y se describe enseguida.

Las paletas están soportadas en barras 13. Alternativamente, las paletas pueden estar conectadas por medio de varillas que se extienden radialmente, por ejemplo, en una realización en donde las partes interceptoras de las paletas se extienden dentro del haz coaxial. También es posible, aunque no generalmente necesario, soportar las paletas en una barra axial.

Las paletas 9A-9E substancialmente son de la misma forma básica. Las dos paletas mas superiores, es decir, las dos paletas posteriores 9D y 9E en dirección ascendente axial están recortadas o cortadas, es decir, se extienden sobre una longitud relativa más corta que las primeras tres paletas inferiores, anteriores 9A-9C. De este modo, las dos paletas más superiores 9D y 9E se extienden hacia sus bordes de salida 16D, 16E hacia arriba incrementándose axialmente comparadas con las tres paletas anteriores 9A-9C. Las paletas están recortadas con una relación de longitud de 0,4-0,5, preferentemente 0,48, con respecto a la longitud de todas las paletas 9A-9C iniciando desde el borde inferior de la parte interceptora. Las partes deflectoras 12A-12E de las paletas sucesivas 9A-9E se extienden con un diámetro decreciente radialmente.

Las paletas adecuadas tienen una superficie que minimiza las obstrucciones para el flujo del fluido entre las paletas consecutivas, a fin de que el fluido pueda pasar a través del dispositivo de entrada con grandes velocidades de flujo volumétrico. La superficie interna y/o exterior de las paletas no está provista adecuadamente de obstrucciones que disminuyen substancialmente la sección transversal interna del espacio anular entre las paletas.

Preferentemente la salida circular formada por el borde de salida 16E de la paleta colocada más centralmente 9E está cerrada (parcialmente) (no se muestra en la Figura 1). Más preferentemente está presente una pequeña abertura para minimizar la recirculación de gas justo por arriba del dispositivo de entrada del fluido. El área de esta abertura es preferentemente hasta 25% del área total de la salida circular superior formada por el borde de salida 16E. Tal salida cerrada o parcialmente cerrada se dispone preferentemente cuando la paleta colocada más centralmente es una paleta entrecortada que tiene un ángulo de entre 50 y 85º entre su borde de salida y la horizontal.

Como se indica con las flechas F, el fluido que comprende una mezcla de líquido y gas se lleva ascendentemente dentro de la zona de tratamiento 2 como un flujo substancialmente cilíndrico a través del extremo de entrada 10 del dispositivo de entrada del fluido por medio de la boquilla 8. Los bordes de entrada sucesivos 51A-15E de las partes interceptoras 11A-11E de las paletas 9A-9E dividen el flujo en capas concéntricas. Después las capas concéntricas se desvían hacia el exterior radialmente por medio de las partes de desviación sucesivas 12A-12E. Las paletas adyacentes cooperan para formar conductos que desvían el flujo del fluido hacia el exterior radialmente con relación al eje central A' y A. Debido a la inercia, el líquido choca con las zonas de desviación de las paletas y fluye hacia el exterior radialmente hacia la pared de la columna. El gas fluye hacia el exterior radialmente hacia la pared interna de la columna 1. Ya que los bordes de salida de las paletas sucesivas se extienden con un diámetro radial decreciente, las porciones dispuestas hacia el interior más radialmente del flujo que entra no se dirigen tan lejos de forma externa radialmente que las porciones dispuestas hacia el exterior más radialmente del flujo cilíndrico. Además, las capas del flujo cilíndrico dispuestas hacia el interior más radialmente se desvían más ascendentemente en forma axial que las capas dispuestas hacia el exterior radialmente, tal que el flujo de gas se distribuye uniformemente sobre la primera zona de tratamiento 2.

Debe quedar claro que la invención no se limita a la realización preferida mostrada en la figura. En particular, la zona de tratamiento puede comprender una pluralidad de dispositivos de entrada del fluido, cada uno tiene un eje central que se extiende de forma paralela al eje central ascendente de la zona de tratamiento. En particular, de esta forma diferentes dispositivos de entrada del fluido que tiene sus propios ejes centrales pueden estar dispuestos alrededor de un dispositivo de entrada del fluido opcional que se extiende a lo largo de un eje principal ascendente de la zona de tratamiento. Además, la parte interceptora de la paleta superior puede estar formada como una espina cerrada, tal que se bloquea el flujo ascendente axial directo. El número de paletas puede ser mayor, por ejemplo, 10, ó menor, por ejemplo, 3. La sección transversal horizontal de las paletas circunferenciales con forma de campana generalizada puede no ser circular, por ejemplo, oval, con forma de estrella, poligonal, rectangular, cuadrada o por ejemplo, definida por una línea ondulada sobrepuesta en un círculo. Sin embargo, preferentemente, las paletas con forma de anillo son relativamente simétricas con relación a su eje central. El dispositivo de entrada del fluido también puede disponerse al revés cuando se compara con la Figura 1, así que el extremo de entrada está en el extremo superior, y las paletas se ensanchan en dirección descendente.

La presente invención se puede aplicar ventajosamente en una columna donde gas y líquido están en contacto en contracorriente. Tales columnas se utilizan por ejemplo en el fraccionamiento, por ejemplo, destilación, o en el tratamiento de gas. Dependiendo de la aplicación actual, las mezclas de gas-líquido necesitan introducirse en diferentes localizaciones axiales de tal columna. El dispositivo de entrada del fluido de conformidad con la presente invención puede utilizarse en uno o más de sitios diferentes. Una posibilidad es la entrada central de alimentación en una columna de destilación. Otra posibilidad para la entrada de una mezcla de gas-líquido recibida como un efluente de un vaporizador, el cual calienta el líquido colectado en el fondo de la columna. El efluente del vaporisador normalmente se vuelve a introducir en la parte inferior de la columna. Una tercera posibilidad es la entrada de una corriente de reflujo recibida de la condensación de los productos más volátiles, y así la corriente de reflujo se introduce de nuevo normalmente dentro de la parte superior de la columna.

Estas realizaciones están dentro del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (21)

1. Un aparato para tratar un fluido, incluyendo al menos una zona de tratamiento (2) que está dentro de una columna cilíndrica dispuesta verticalmente, teniendo la zona de tratamiento (2) un eje, y un dispositivo de entrada de fluido y separación (3) dispuesto en él para introducir una mezcla separada de líquido y gas a la zona de tratamiento (2), teniendo el dispositivo de entrada de fluido y separación (3) un extremo de entrada dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido e incluyendo una serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente (9A-9E), donde cada paleta circunferencial se extiende de forma curvada con respecto a un eje central (A') del dispositivo de entrada entre una parte interceptadora (11A-11E) que tiene un borde de entrada dirigido de forma sustancialmente axial (15A-15E) y una parte de desviación que tiene un borde de salida que se extiende hacia fuera de forma sustancialmente radial (16A-16E), extendiéndose el eje central (A') del dispositivo de entrada paralelo o coaxial con el eje (A) de la zona de tratamiento, extendiéndose el eje del dispositivo de entrada de fluido paralelo o coaxial con el eje longitudinal de la columna (A), y donde el dispositivo de entrada está dispuesto entre dos divisiones o bandejas que se extienden horizontalmente (6, 7) de la columna definiendo la zona de tratamiento (2).

2. El aparato según la reivindicación 1, donde las paletas tienen una superficie que minimiza las obstrucciones al flujo de fluido entre paletas consecutivas.

3. El aparato según la reivindicación 1 o 2, donde la salida de la aleta que tiene la distancia axial más grande entre su borde de salida y el extremo de entrada está abierta.

4. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde el extremo de entrada del dispositivo de entrada de fluido y separación está dispuesto en su extremo inferior.

5. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde las paletas circunferenciales tienen una sección transversal seleccionada del grupo que consta de sección transversal circular, oval, en forma de estrella, poligonal, rectangular, cuadrada y una sección transversal definida por una línea ondulada superpuesta en un círculo.

6. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, donde la parte interceptadora es sustancialmente cilíndrica.

7. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, donde las partes interceptadoras de sucesivas paletas circunferenciales tienen sección transversal decreciente.

8. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los bordes de entrada de las paletas circunferenciales están espaciados a lo largo del eje central, preferiblemente a distancias iguales.

9. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los sucesivos bordes de entrada de las paletas circunferenciales convergen a lo largo de un cono lineal que tiene un ángulo superior de entre 10-50º, preferiblemente entre 20-40º.

10. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los bordes de salida de sucesivas paletas circunferenciales se extienden a diámetros decrecientes.

11. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las paletas son de forma sustancialmente igual.

12. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, donde las paletas circunferenciales se extienden hacia fuera de tal manera que el ángulo en el borde de salida con la horizontal sea de entre 0 y 85º.

13. El aparato según la reivindicación 12, donde el ángulo de la parte de desviación en el borde de salida con la horizontal de una paleta circunferencial seleccionada es mayor o igual que el ángulo de la paleta circunferencial anterior del dispositivo de entrada de fluido.

14. El aparato según la reivindicación 13, donde la paleta colocada más en el centro tiene un ángulo de entre 50 y 85º, entre la parte de desviación en su borde de salida y la horizontal.

15. El aparato según la reivindicación 14, donde la salida de la paleta colocada más en el centro está cerrada o parcialmente cerrada.

16. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el número de paletas es del orden de 2 a 10, más preferiblemente de 4 a 6.

17. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la zona de tratamiento está dentro de una columna dispuesta verticalmente, extendiéndose el eje del dispositivo de entrada de fluido paralelo o coaxial con el eje longitudinal de la columna.

18. El aparato según la reivindicación 15 o 16, donde la sección transversal de la primera paleta en su borde de entrada es menos que la sección transversal de un cilindro que tiene un diámetro de aproximadamente 20% del diámetro de la columna, y preferiblemente es del orden de entre 13 y 14%.

19. Uso de un dispositivo de entrada de fluido (3) que tiene un extremo de entrada dispuesto para recibir una mezcla de gas y líquido e incluyendo una serie de paletas circunferenciales dispuestas coaxialmente (9A, 9B), donde cada paleta circunferencial se extiende de forma curvada con respecto a un eje central (A') del dispositivo de entrada (3) entre una parte interceptadora (11A-11 E) que tiene un borde de entrada dirigido de forma sustancialmente axial (15A-15E) y una parte de desviación que tiene un borde de salida que se extiende hacia fuera de forma sustancialmente radial (16A-1 6E) para separar una mezcla de líquido y gas y para introducir la mezcla separada en una zona de tratamiento (2), en particular en la zona de tratamiento (2) de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1-18.

20. Un método para introducir una mezcla de líquido y gas en un recipiente, donde la mezcla es introducida en el recipiente dividiendo un flujo inicialmente sustancialmente cilíndrico en capas concéntricas, que se desvían radialmente hacia fuera.

21. El método según la reivindicación 20, donde las capas dispuestas más radialmente hacia dentro son desviadas más axialmente hacia arriba que las capas dispuestas radialmente hacia fuera.