特别用于液相在重力下在其中流动的设备中的液体双分配装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液体双分配装置(1)，其特别用在包括上部收集器盘(2)的分馏塔或洗涤塔(10)中，所述上收集器盘通过至少两个纵向液体下管道(5，6)连接到管线组支撑件(7)，所述管线组支撑件(7)支撑至少两个横向管状管线组(8，8a‑8b)，并且允许通过第一纵向下管道(5)向第一管线组(8a)供给液体以及允许通过第二纵向下管道(6)向第二管线组(8b)供给液体，每个管线组(8，8a‑8b)在其下侧包括分配孔(8c)，分配孔能够在填料床(9)的上表面上方分配液体，其特征在于，两个纵向液体下管道(5，6)通过装配有受控的打开的阀(12)的连通装置(11)在底部(5b，6b)中彼此连接，所述阀能够允许液体在两个纵向下管道之间的受控转移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】特别用于液相在重力下在其中流动的设备中的液体双分配装置
技术介绍
本专利技术涉及液体分配器的一般领域，该液体分配器船载在浮动支撑件上，并且包括在分馏塔中或包括在溶剂洗涤塔或“洗涤器”中，并且还包括在相关的再生塔中或包括在用于液化天然气的竖直盘管热交换器中，并且以更一般的方式，包括在任何类型的竖直设备中，所述竖直设备是需要以均匀方式分配在布置于液体分配设备下方且在重力流设备的水平截面上延伸的区域中的液相的重力流的位置(seat，所在地，基座)，重力流设备船载地安装在浮动支撑件上，诸如浮式生产储油卸油单元(FPSO)或浮动液化天然气单元(FLNG)。图1中示出的分馏塔或洗涤塔10是在由于重力导致的加速作用下在向上移动的气相和向下移动的液相之间传递材料和能量的位置。这些传递发生在液相的表面处。为了使液相和气相之间的界面的面积最大化，塔10填充有占据了塔的整个圆形截面的“滴流床”或填料床9。这些填料床由提供与液体大接触面积的多孔固体介质构成。在其表面张力的作用下，液体在固体周围扩散以使其湿润，从而形成薄膜，其转而提供了与蒸气的大接触面积。塔10具有圆柱形式的壁，该壁具有一轴线，在浮动支撑件静止时该轴线为竖直的，并且该轴线可能相对于竖直位置经受倾斜运动。这些塔包含多个液体分配器1，每个分配器与布置在该分配器下方的填料床9配合。因此，使这两相处于接触状态需要由液体分配器喷射液体，并尽可能均匀地散布在填料床的顶部上，并且还需要在液体流流动时以及在浮动支撑件移动的情况下保持液体流的均匀性，直到液体从填料床的基部排出，而蒸气通过填料床和分配器上升。盘管热交换器提供的构造几乎与图1的分馏塔的构造相同，应理解的是，取代(代替)填料床，安装了以竖直轴线盘管形式缠绕的管束。本专利技术的液体分配器的功能是使液体流尽可能均匀地散布在所述区域上，具体地散布在塔中的填料床上，或散布在热交换器中以盘管形式缠绕的管束上，或散布在竖直设备的任何水平截面上，特别是当重力流塔、热交换器或竖直设备的分配器经受运动时，该运动干扰液体的散布，导致液体流在重力流塔、热交换器或竖直设备的截面上的不均匀性。安装在FPSO或FLNG上的经受运动的这些重力流竖直设备特有的问题是，液体流所经受的加速度矢量不再与塔的轴线共线，从而导致流在重力流设备的截面上的分配的不均匀性。为了限制这些不均匀性的幅度，所述重力流设备设置有多个分配器和多个所述区域，特别是多个填料床，以便能够在两个所述区域之间重新分配液体，从而防止分配不均匀性由于流过太大的高度而传播和放大。当设计人员不希望增加(塔中的)填料床或(热交换器中的)盘绕管束的数量时，所提出的液体分配设备仍然能够实现比传统类型的重力液体分配器更好的液体分配。这些分配器的高度可能非常大(高达4米(m))，应理解的是，单个塔可以包括多达三个分配器，并且单个盘管热交换器可以包括多达三个管束。专利EP0878221描述了用于塔的这种类型的分配器的示例，所述塔经受船载浮动支撑件上的运动。该专利中描述的分配器的构造在下面的本描述中以术语“单分配器”进行描述。在其单分配器版本中，传统的分配器包括：在其上部中，水平的液体收集器盘2(用于收集从更高处的填料床9或从塔的进料器滴下的液体)；在其下部中，水平地且彼此平行地布置的一系列直线管状分配歧管8，在其下表面穿透有孔，并用于将液体流以均匀的方式喷射并分配到下面的填料床9上；以及在收集器盘2和分配歧管8之间，向分配歧管8供料的竖直的中心液体下流式管道5。通过分配歧管8中的孔8c的液体的流速是在孔的入口处的液体的静压力的函数，该静压力与孔上方的液体的高度成比例，因此与竖直管道5中的液体的高度成比例。中心管道5中的液体的高度确定通过所述孔的流速，这些孔位于歧管8中并且从分配器的歧管8的中心到两个端部沿着它们分布。实际上，根据中心管道5的高度和直径以及歧管8及其孔8c的数量和尺寸来构造分配器，以便对于从最小高度Hmin至最大高度Hmax的范围内的高度获得从最小流速Qmin至最大流速Qmax的范围内的流速，从而保证在各个孔之间共享的在均匀度方面令人满意的液体分配。对于单个管道5，必须具有与流速Qmax/Qmin的平方成比例的比率Hmax/Hmin。在浮动支撑件移动的情况下，位于分配器的歧管中心处的孔和位于歧管端部处的孔的液体高度将是不同的。为了保证各个孔之间液体的良好分配均匀度，必须将分配器(也称为“液压校准”分配器)构造成使得分配器中心处的参考液位相对于分别通过位于分配器歧管的中心处的孔观察的液体高度与通过位于端部处的孔观察的液体高度之间的差足够高。该校准需要考虑分配器的最小操作流速，因为在浮动支撑件倾斜的情况下，在最小流速Qmin下各个孔之间分配的不均匀度最大。如图2A-图2C和图3A-图3C所示，已经提出了“具有溢流的双分配器”，以便改善经受移动和在其整个操作流速范围内的塔10中的分配的质量。更精确地，具有双液体分配的这些分配器1具有两个中心管道5和6，每个管道对特定系列的歧管8a、8b进行供给，其中第二管道6a突出于收集器盘2上方，使得仅当第一管道5溢流并且多余的液体流经由其顶部开口6a进入第二管道6时，第二管道才开始填充以液体。因此，如果在第一歧管8a的孔8c之间共享的液体的总流速超过用于均匀流动的最大值Q1max，则第一管道5中的液体高度H1达到最大值Hmax，并且多余的流溢流到第二管道6中，使得第二歧管8b开始操作。这种双系统(在这里被称为具有“双液体分配”的分配器)用于增加液压分配能力。例如，如果允许第一分配器Q1在最小流速Q1min与最大流速Q1max之间具有比率为1比5的流速范围，则意味着对于仅具有一个管道的分配器来说，H1min与H1max的比率的需要为1比25，而由于第二管道增加了液压分配能力，因此双分配器可以减小第一管道所需的最大高度H1max。然而，如下面参照图5A所解释的，那种已知的具有溢流的双系统并不令人满意。具体地，只要经由第二管道的过量流保持低于某个最小流速Q2min，因而第二管道6中的液体高度保持小于确保第二歧管8b中的孔8c之间的良好分配均匀度所需的高度H2min，包括第二管道6和第二歧管8b的组件在过渡区域(即，从仅使用第一分配器的操作模式转变为两个分配器都起作用的双操作模式)中时的操作方式就不能令人满意。当以仅略大于最大均匀流速Q1max的速度操作以使包括第一管道5和第一歧管8a的第一分配器饱和时，包括第二管道6和第二歧管8b的第二分配器在恶劣条件下操作，即，流速太低且小于Q2min，因此液体高度小于确保通过第二分配器的均匀流速所需的液体高度。专利技术人执行的深入技术分析已经使“具有溢流的双系统”的该缺陷清楚。具体地，当流速开始超过第一分配器(第一管道和第一歧管)被校准的流速时，这种“具有溢流的双系统”提供了显著超出一部分操作流速(大约10％)的“不合规格”的质量分布。例如，当第一分配器的最大均匀流速(Q1max)被校准为标称最大流速(Q1max+Q2max)的65％时，并且当第二分配器(第二管道和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双液体分配装置(1)，适合于用在任何类型的竖直设备中，所述竖直设备是需要以均匀方式分配在至少一个区域(9)上的液相的重力流的位置，所述至少一个区域布置在所述双液体分配装置下方并且在正交于所述重力流设备的竖直轴线的至少一个截面上延伸，所述液体分配装置(1)包括经由至少两个纵向液体下流式管道(5，6)连接到歧管支撑件(7)的上部收集器盘(2)，所述歧管支撑件(7)支撑至少两个系列的横向管状歧管(8，8a-8b)，并且用于经由第一纵向管道(5)将液体供给到第一系列歧管(8a)并经由第二纵向管道(6)将液体供给到第二系列歧管(8b)，每个歧管(8，8a-8b)在其下表面中具有用于在位于所述双液体分配装置(1)的所述歧管下方的所述区域上分配液体的分配孔(8c)，所述收集器盘(2)的形状适合于将所述收集器盘上的液体引向所述第一纵向管道(5)的顶部开口(5a)，并且第二管道的顶部开口(6a)达到位于所述收集器盘上方的高度；所述双液体分配装置的特征在于，这两个纵向液体下流式管道(5，6)在下部(5b，6b)中通过装配有阀(12)的连通装置(11)连接在一起，所述阀具有适用于使液体以受控方式在两个纵向管道之间转移的受控的打开，所述阀的打开和关闭仅基于测量第一管道和第二管道中的液位来触发。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170413 FR 17532361.一种双液体分配装置(1)，适合于用在任何类型的竖直设备中，所述竖直设备是需要以均匀方式分配在至少一个区域(9)上的液相的重力流的位置，所述至少一个区域布置在所述双液体分配装置下方并且在正交于所述重力流设备的竖直轴线的至少一个截面上延伸，所述液体分配装置(1)包括经由至少两个纵向液体下流式管道(5，6)连接到歧管支撑件(7)的上部收集器盘(2)，所述歧管支撑件(7)支撑至少两个系列的横向管状歧管(8，8a-8b)，并且用于经由第一纵向管道(5)将液体供给到第一系列歧管(8a)并经由第二纵向管道(6)将液体供给到第二系列歧管(8b)，每个歧管(8，8a-8b)在其下表面中具有用于在位于所述双液体分配装置(1)的所述歧管下方的所述区域上分配液体的分配孔(8c)，所述收集器盘(2)的形状适合于将所述收集器盘上的液体引向所述第一纵向管道(5)的顶部开口(5a)，并且第二管道的顶部开口(6a)达到位于所述收集器盘上方的高度；所述双液体分配装置的特征在于，这两个纵向液体下流式管道(5，6)在下部(5b，6b)中通过装配有阀(12)的连通装置(11)连接在一起，所述阀具有适用于使液体以受控方式在两个纵向管道之间转移的受控的打开，所述阀的打开和关闭仅基于测量第一管道和第二管道中的液位来触发。


2.根据权利要求1所述的双液体分配装置，其特征在于，所述连通装置(11)在所述第一管道和所述第二管道(5，6)的底端处分别向所述第一管道和所述第二管道(5，6)中的每个的各自的下部(5b，6b)敞开。


3.根据权利要求1或2所述的双液体分配装置，其特征在于，所述阀(12)的打开或关闭的触发仅基于测量所述第一管道和所述第二管道中的液位，使得：
a)仅随着所述第一管道(5)中的流速增加，当所述第一管道中的液位达到最大阈值Hmax时，所述阀自动打开；
b)随着所述第一管道和所述第二管道(5，6)的流速降低，当经由打开的阀连通的所述第一管道和所述第二管道中的相同液位下降到大于或等于Hmin的最小阈值时，阀自动关闭，Hmin是当所述第一管道和所述第二管道经由所述阀(12)处于彼此连通状态时，为了在所述第一系列歧管和所述第二系列歧管的各个孔之间获得均匀的液体分配，所述第一管道和第二管道中的液体所需的最小高度。


4.根据权利要求3所述的双液体分配装置，其特征在于，第一分配器和第二分配器以如下方式构造，以使得：
a)Q2min小于或等于Q1max-Q1min；
所述第一分配器和所述第二分配器被定义为由如下组成：
第一管道(5)和第一系列歧管的孔(8c)用于所述第一分配器；
第二管道(6)和第二系列歧管的孔(8c)用于所述第二分配器；
Q1min和Q2min分别被定义为分别通过所述第一系列歧管和所述第二系列歧管的孔(8c)的组合最小流速，其使液体能够由所述第一系列歧管和所述第二系列歧管均匀分配；
Q1max被定义为当所述第一管道中的液体高度为最大值Hmax时所述第一分配器的最大流速；
b)当所述阀(12)被打开并且使这两个纵向管道(5，6)处于彼此连通的状态时，第一管道中的处于值Hmax的液位下降到第二管道中的液位H0，其与第一管道的液位相同，H0大于或等于Hmin，Hmin是为了在所述第一系列歧管和所述第二系列歧管的各个孔之间获得均匀的液体分配而在经由所述阀连通的所述第一管道和所述第二管道中的液体所需的共同最小高度。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的双液体分配装置，
其特征在于，第一分配器和第二分配器以如下方式构造：使得与为了从仅所述第一分配器起作用的操作模式转变成所述第一分配器和所述第二分配器都起作用的双分配操作模式而在流速增加时用于触发所述阀的打开的阈值对应的流速大于与为了从所述第一分配器和所述第二分配器都起作用的双分配操作模式转变成仅所述第一分配器起作用的操作模式而在流速减小时用于触发所述阀的关闭的阈值对应的流速。


6.根据权利要求4和5所述的双液体分配装置，其特征在于，所述第一分配器和所述第二分配器以如下方式构造，以使得：
a)Q2min小于Q1max-Q1min；以及
b)H0大于Hmin但小于Hmax。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的双液体分配装置，
其特征在于，所述横向管状歧管(8，8a-8b)在垂直于双分配装置(1)的轴向纵向方向ZZ'的横向方向上平行延伸，并且两个系列的歧管(8a，8b)都布置在双分配装置(1)的纵向方向(ZZ')上的相同高度处，所述第一系列歧管(8a)被平行插入在所述第二系列歧管(8b)之间。


8.一种船或浮动支撑件，包括作为液相的重力流的所位置的竖直设备(10)，并且包括至少一个根据权利要求1至7中的任一项所述的双液体分配装置，所述双液体分配装置同轴地布置在所述重力流设备(10)的圆柱形壁(10a)内的区域(9)上方，所述区域需要以均匀方式被喷洒液体，所述区域相对于所述圆柱形壁的轴向纵向方向(ZZ')垂直地在所述重力流设备的横截面上方延伸，所述收集器盘相对于所述圆柱形壁横向且同轴地布置并且邻近所述圆柱形壁。


9.根据权利要求8所述的船或浮动支撑件，其特征在于，所述重力流设备具有多个区域(9)，所述区域在所述塔的横截面上延伸并且在所述塔的轴向纵向方向(ZZ')上彼此间隔开，多个所述双液体分配装置中的每个插入在两个填料床之间。


10.根据权利要求8或9所述的船或浮动支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·迪帕克，B·罗迪尔，鲍里斯·波罗西尔，
申请(专利权)人：塞彭公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT