JP2019162631A - 気液接触トレイ用の開口配置 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の開口は、トレイの主要液体流路に対して略平行に延びる3つの隣接する列からなる第1グループ内に配置されており、
中央の列の開口は、他の2つの列の隣接する開口からトレイの主要液体流路に沿ってオフセットされ、それにより3つの隣接する列に跨がって、隣接する開口による三角形パターンが形成され、
開口は長さ及び幅を有し、各長さはその列に対して略平行に配向され、各幅はその列に対して略垂直に配向されており、
各列内の隣接する開口の中心が、その列内の開口の平均長さの2.5〜4.5倍である第1間隔だけ離間されており、
隣接する列は、その隣接する列の開口の平均幅の1.5〜2.5倍である第2間隔だけ離間されている、気液接触トレイ装置
を提供する。
トレイ支持部は、トレイの周辺領域を下方から支持するリング、部分リング、ブラケット又はフランジと、トレイの弦領域を下方から支持するクロスビームと、トレイパネルであって、トレイの1つ又は複数の隣接するトレイパネルの一部を支持するクロスビームを形成するトレイパネルとからなる群から選択される1つ以上の要素を有し、
複数の支持領域曝気開口が、トレイ支持部に対して横方向に隣接してトレイに形成され、
複数の支持領域曝気開口のうちの1つ以上の支持領域曝気開口がカバーによって少なくとも部分的に覆われ、このカバーは、支持領域曝気開口を通過する蒸気と相互作用し、それにより支持領域曝気開口を通過する蒸気の50%超が、トレイを横方向に横切るように且つ下方トレイ支持部の上方に方向付けられる。
(i)1つ以上の供給流を、本発明の第4の観点に係る物質移動カラムに導入するステップと、
(ii)上部流及び底部流を発生させるのに十分な運転条件で物質移動カラムを処理するステップと
を含むことで、1つ以上の供給流から上部流及び底部流を発生させる。
発明者らは第1の発見として、隣接する開口及びバルブから排出される横向きの蒸気流れが互いに衝突することから、トレイの容量を制限する高蒸気運動量領域が生じるという点において、本発明のトレイの開口及びバルブの構成がこの衝突の影響を最小化及び/又は除去することを予期せず発見した。具体的には、本発明者らは、トレイの分離効率を維持する又は高めると共にトレイの容量を増加させる物質移動カラムトレイ用の開口配置を発見した。好適な実施例では、開口間の間隔は、開口の平均的な大きさに応じて決まる。他の好適な実施例では、開口間の間隔は、開口の種類に応じて決まる。本発明の1つ以上のトレイを含む物質移動カラムによって、本発明のトレイが採用されていない同様の大きさ及び設計のカラムと比べて、より大きな容量及び同等以上の分離効率を実現することができる。
トレイは、典型的にはトレイ支持部によってカラム内に支持される。トレイ支持部はカラムに取り付けられ、トレイ及び/又は1つ以上のその個別のパネルを下方から支持する。トレイ支持部の真上を覆うトレイの範囲は典型的には開口を有さないことから、トレイ支持部上の液体流路は典型的には曝気されない。或いは、これらのトレイの領域が開口を有するが、開口を通る蒸気流れが下方トレイ支持部によって遮られる。いずれかの場面において、これらの領域、非曝気領域は、典型的には「不活動」(例えば非曝気)領域と考えられる。
本発明の接触トレイ装置は物質移動カラム内で使用できるようになっている。従って、更なる観点において、本発明は、本明細書に説明される実施例のいずれかに係る1つ以上の接触トレイ装置を備える物質移動カラムを提供する。
本発明者らは、トレイの効率性を維持又は向上させながら、そしてトレイに亘る圧力低下を維持又は軽減させながら、トレイの動作容量を増加させることができることを発見した。これらの特質は、本明細書に説明される開口配置、本明細書に説明される、1つ又は複数のトレイ支持部上のトレイの液体流路を曝気させる方法、又はこれらの組み合わせを採用することで実現することができる。
詳細に説明されてきた本発明について以下の例を提供する。これらの例は本発明の単なる実例及び代表であって、本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではない。
(項目1)
分離カラム内で使用するための気液接触トレイ装置であって、複数の開口を有するトレイを有し、それにより流体が前記トレイを通過する、気液接触トレイ装置において、
前記開口が、前記トレイの主要液体流路に対して略平行に延びる3つの隣接する列からなる第1グループ内に配置され、
中央の列の開口が、他の2つの列の隣接する開口から、前記トレイの前記主要液体流路に沿ってオフセットされ、それにより前記3つの隣接する列に跨って、隣接する開口の三角形パターンを形成し、
前記開口が長さ及び幅を有し、各長さはその列に対して略平行に配向され、各幅はその列に対して略垂直に配向され、
各列内の隣接する開口の中心が、その列内の開口の平均長さの2.5〜4.5倍である第1間隔だけ離間され、また
隣接する列が、該隣接する列の前記開口の平均幅の1.5〜2.5倍である第2間隔だけ離間されている、気液接触トレイ装置。
(項目2)
各列内の隣接する開口の中心が、その列内の開口の平均長さの2.9〜3.9倍である第1間隔だけ離間され、また
隣接する列が、該隣接する列の前記開口の平均幅の1.7〜2.2倍である第2間隔だけ離間されている、項目1に記載の装置。
(項目3)
各列内の隣接する開口の中心が、その列内の開口の平均長さの3.5〜3.7倍である第1間隔だけ離間され、また
隣接する列が、該隣接する列の前記開口の平均幅の1.9〜2.1倍である第2間隔だけ離間されている、項目2に記載の装置。
(項目4)
各列内の隣接する開口の中心が、76mmより大きい第1間隔だけ離間され、また
隣接する列が、40mm以下である第2間隔だけ離間されている、項目1から3までのいずれか一項に記載の装置。
(項目5)
各列内の隣接する開口の中心が、95〜130mmである第1間隔だけ離間され、また
隣接する列が、30〜38mmである第2間隔だけ離間されている、項目4に記載の装置。
(項目6)
前記開口のうちの1つ以上の形状が、円形状、正方形状、長方形状、台形状、五角形状及び六角形状からなる群から選択される、項目1から5までのいずれか一項に記載の装置。
(項目7)
前記開口のうちの1つ以上がカバーによって少なくとも部分的に覆われている、項目1から6までのいずれか一項に記載の装置。
(項目8)
前記開口のうち1つ以上が、前記トレイ上の前記液体流路に対して平行に配置された長さを有する台形状の開口である、項目1〜7のいずれか一項に記載の装置。
(項目9)
前記主要液体流路に対して垂直に引かれた任意の線であって、3つの隣接する列からなる前記第1グループにおけるいずれか2つの隣接する開口の列を通る任意の線が、前記2つの隣接する列の開口のうち多くても1つとしか交差しない、項目1から8までのいずれか一項に記載の装置。
(項目10)
トレイ支持部を更に有し、
前記トレイが前記トレイ支持部によって支持され、
前記トレイ支持部が、前記トレイの周辺領域の下にあり前記トレイの周辺領域を支持するリング、部分リング、ブラケット又はフランジ、前記トレイの弦領域の下にあり前記トレイの弦領域を支持するクロスビーム、及びトレイパネルであって、前記トレイの1つ又は複数の隣接するトレイパネルの一部を支持するクロスビームを形成するトレイパネルからなる群から選択される1つ以上の要素を有し、
開口が前記トレイ支持部を通して形成され、
支持領域曝気開口が、前記トレイ支持部の真上の前記トレイに形成され、
前記トレイの前記支持領域曝気開口が、前記トレイ支持部の前記開口と流体連通する、項目1から9までのいずれか一項に記載の装置。
(項目11)
トレイ支持部を更に有し、
前記トレイが前記トレイ支持部によって支持され、
前記トレイ支持部が、前記トレイの周辺領域の下にあり前記トレイの周辺領域を支持するリング、部分リング、ブラケット又はフランジ、前記トレイの弦領域の下にあり前記トレイの弦領域を支持するクロスビーム、及びトレイパネルであって、前記トレイの1つ又は複数の隣接するトレイパネルの一部を下方から支持するクロスビームを形成するトレイパネルからなる群から選択される1つ以上の要素を有し、
複数の支持領域曝気開口が、前記トレイ支持部に対して横方向に隣接して前記トレイに形成されている、項目1から9までのいずれか一項に記載の装置。
(項目12)
前記複数の支持領域曝気開口のうちの1つ以上がカバーによって少なくとも部分的に覆われ、前記カバーは、前記支持領域曝気開口を通過する蒸気と相互作用するように配置され、それにより前記蒸気を、前記トレイを横方向に横切るように、又は前記トレイに向かって下方に、前記支持領域曝気開口から遠ざかるように傾斜角度をつけて案内する、項目11に記載の装置。
(項目13)
前記カバーが、前記支持領域曝気開口を通過する蒸気の50%超を、前記トレイを横方向に横切るように且つ下方トレイ支持部の上方に案内するよう位置付けられた1つ以上の開口部を有する、項目12に記載の装置。
(項目14)
トレイデッキに対する前記カバーの高さが、前記支持領域曝気開口を通る蒸気流量、前記トレイ上の液体レベル、又は前記支持領域曝気開口を通る蒸気流量及び前記トレイ上の液体レベルの両方に応じて可変である、項目12又は13に記載の装置。
(項目15)
前記カバーが、前記トレイの上方に配設された、前記支持領域曝気開口を少なくとも部分的に覆うキャノピーを有し、前記キャノピーが、前記支持領域曝気開口を通るように配設された1つ以上の脚部に接続され、前記1つ以上の脚部は、前記トレイの下方に配設された1つ以上の足部を備え、前記足部が、前記トレイの下側と相互作用することで、前記カバーが前記トレイから外れるのを防止する、項目13に記載の装置。
(項目16)
前記脚部は、
前記キャノピーの前記トレイデッキからの高さを変更できるように、前記支持領域曝気開口内を垂直に移動可能であり、また
前記足部と前記キャノピーとの間でテーパー状又はロッカー状にされ、それにより、前記脚部が前記開口内を移動するのに伴い、前記キャノピーを前記トレイデッキに対して傾かせる、項目15に記載の装置。
(項目17)
3つの隣接する列からなる前記第1グループに加えて、前記複数の開口のうちの他の開口が、前記トレイの主要液体流路に対して平行に延びる3つの隣接する列からなる1つ以上の追加グループ内に配置されており、
前記1つ以上の追加グループの中央の列の開口が、前記グループ内の他の2つの列の隣接する開口から、前記トレイ上の前記主要液体流路に沿ってオフセットされ、それにより前記1つ以上の追加グループの前記3つの隣接する列に跨がって、隣接する開口の三角形パターンを形成し、
前記1つ以上の追加グループの前記開口が長さ及び幅を有し、各長さはその列に沿って配向され、各幅はその列に対して垂直に配向され、
前記1つ以上の追加グループの各列の隣接する開口の中心が、その列内の前記開口の平均長さの2.5〜4.5倍である第1間隔だけ離間され、また
前記1つ以上の追加グループの隣接する列が、該隣接する列の前記開口の平均幅の1.5〜2.5倍である第2間隔だけ離間されている、項目1から16までのいずれか一項に記載の装置。
(項目18)
分離カラム内で使用するための気液接触トレイ装置であって、トレイとトレイ支持部とを有する気液接触トレイ装置において、
前記トレイ支持部が、前記トレイの周辺領域の下にあり前記トレイの周辺領域を支持するリング、部分リング、ブラケット又はフランジ、前記トレイの弦領域の下にあり前記トレイの弦領域を支持するクロスビーム、及びトレイパネルであって、前記トレイの1つ又は複数の隣接するトレイパネルの一部を支持するクロスビームを形成するトレイパネルからなる群から選択される1つ以上の要素を有し、
複数の支持領域曝気開口が、前記トレイ支持部に対して横方向に隣接して前記トレイに形成され、
前記複数の支持領域曝気開口のうちの1つ以上がカバーによって少なくとも部分的に覆われ、前記カバーは、前記支持領域曝気開口を通過する蒸気と相互作用するように配置され、それにより、前記支持領域曝気開口を通過する蒸気の50%超が、前記トレイを横方向に横切るように且つ下方トレイ支持部の上方に方向付けられる、気液接触トレイ装置。
(項目19)
前記トレイデッキに対する前記カバーの高さが、前記支持領域曝気開口を通る蒸気流量、前記トレイ上の液体レベル、又は前記支持領域曝気開口を通る蒸気流量及び前記トレイ上の液体レベルの両方に応じて可変である、項目18に記載の装置。
(項目20)
前記カバーが、前記トレイの上方に配設された、前記支持領域曝気開口を少なくとも部分的に覆うキャノピーを有し、前記キャノピーは、前記支持領域曝気開口を通して配置される1つ以上の脚部に接続され、前記1つ以上の脚部は、前記トレイの下方に配置される1つ以上の足部を備え、前記足部は、前記トレイの下側と相互作用することで、前記カバーが前記トレイから外れるのを防止する、項目18又は19に記載の装置。
(項目21)
前記脚部は、
前記キャノピーの前記トレイデッキからの高さを変更できるように、前記支持領域曝気開口内を垂直に移動可能であり、また
前記足部と前記キャノピーとの間でテーパー状又はロッカー状にされ、それにより、前記脚部が前記開口内を移動するのに伴い、前記キャノピーを前記トレイデッキに対して傾かせる、項目20に記載の装置。
Claims (4)
- 分離カラム内で使用するための気液接触トレイ装置であって、トレイとトレイ支持部とを有する気液接触トレイ装置において、
前記トレイ支持部が、前記トレイの周辺領域の下にあり前記トレイの周辺領域を支持するリング、部分リング、ブラケット又はフランジ、前記トレイの弦領域の下にあり前記トレイの弦領域を支持するクロスビーム、及びトレイパネルであって、前記トレイの1つ又は複数の隣接するトレイパネルの一部を支持するクロスビームを形成するトレイパネルからなる群から選択される1つ以上の要素を有し、
複数の支持領域曝気開口が、前記トレイ支持部に対して横方向に隣接して前記トレイに形成され、
前記複数の支持領域曝気開口のうちの1つ以上がカバーによって少なくとも部分的に覆われ、前記カバーは、前記支持領域曝気開口を通過する蒸気と相互作用するように配置され、それにより、前記支持領域曝気開口を通過する蒸気の50%超が、前記トレイを横方向に横切るように且つ下方トレイ支持部の上方に方向付けられる、気液接触トレイ装置。 - 前記トレイデッキに対する前記カバーの高さが、前記支持領域曝気開口を通る蒸気流量、前記トレイ上の液体レベル、又は前記支持領域曝気開口を通る蒸気流量及び前記トレイ上の液体レベルの両方に応じて可変である、請求項1に記載の装置。
- 前記カバーが、前記トレイの上方に配設された、前記支持領域曝気開口を少なくとも部分的に覆うキャノピーを有し、前記キャノピーは、前記支持領域曝気開口を通して配置される1つ以上の脚部に接続され、前記1つ以上の脚部は、前記トレイの下方に配置される1つ以上の足部を備え、前記足部は、前記トレイの下側と相互作用することで、前記カバーが前記トレイから外れるのを防止する、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記脚部は、
前記キャノピーの前記トレイデッキからの高さを変更できるように、前記支持領域曝気開口内を垂直に移動可能であり、また
前記足部と前記キャノピーとの間でテーパー状又はロッカー状にされ、それにより、前記脚部が前記開口内を移動するのに伴い、前記キャノピーを前記トレイデッキに対して傾かせる、請求項3に記載の装置。
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