在环境条件对柱子的稳态运行有负面影响的位置运行的汽／液接触柱中使用至少一个带有结构的填充物的区段，以便减小在运动情况下柱中的液体的不均匀分布，该区段的特征是（ａ）该区段的长度由大约１米到大约６米；并且（ｂ）该区段的带有结构的填充物的比表面积大于５００ｍ↑［２］／ｍ↑［３］。带有结构的填充物的区段在海面上在漂浮平台上有特别的应用，在那种情况下，由于海水的摇动柱子偏离开竖直对准状态的倾斜可能明显地影响柱效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及在汽/液接触柱中带有结构的填充物的应用。在环境条件对该柱的稳态运行有负面影响的位置工作的柱子中本专利技术有特别的用途。
技术介绍
在本
中已经知道汽/液接触柱的效率取决于多个因素，包括液体在柱子中的分布。如果在柱子中液体分布在柱子的整个长度的水平截面积上是均匀的，将可以获得最佳的柱性能。这种条件可以被称为“稳态”。即使液体有很小程度的不均匀分布，可能会对柱效率有明显的负面影响。当柱子静止不动并且在竖直方向上准直(见图1)时，汽/液接触柱的稳态工作是可能的。如果使柱子运动，例如由竖向准直状态倾斜，对柱内的液体分布会有负面的影响(见图2)。使汽/液接触柱由竖直方向仅只倾斜1度可能明显地降低柱的效率。在柱子以陆地为基础的情况下，当柱子(特别是高而细的柱子)由于强风而摇摆时，可以观察到这样的运动。然而，在海面上在浮动平台上使用柱子的情况下，浮动平台经受“海水运动”，在这种情况下，海水的横摇和纵摇运动会连续地使柱子倾斜，偏离竖向准直状态(见图3)，运动会更加明显。在这样的条件下，柱子的平均倾斜常常由竖直方向偏离开1度到3度之间，但是，柱子可能经常倾斜高达10度。大船典型地由竖直方向摇摆±2度，并且，一个摇摆循环所用的时间大约为15秒。De Bussy(AIChE；March 2000)讨论了当在海面上使用汽/液接触柱会遇到的问题的类型。石油和天然气都是碳氢化合物的宝贵自然资源。然而，在由地下抽出之后，石油和天然气都需要被加工成更有用的产品，为的是使它们的用途达到最大。例如，可以把石油提炼成多种碳氢化合物产品，而天然气可能要被转化成甲醇或Fischer-Tropsch碳氢化合物液体，比如液化气(LPG)，柴油和汽油。理想上，把所需要的加工设备设置在抽取石油和天然气的位置或者接近抽取石油和天然气的位置，这是因为这样将不再需要花费将石油和天然气由抽出设备运输到加工设备的相当大的成本。在天然产物的储藏在陆地的情况下，这样的设置通常不会出现任何问题。然而，在海里发现石油和天然气储藏的情况下，情况将不同。常常要在海上开采设备与以陆地为基础的加工设备之间运输石油和天然气，或者使用罐，或者通过在海床上铺设的管线。与这些运输方法相关的投资成本和运行成本都相当高。由于这个原因，开发浮动的加工设备用来在海面上使用有很大的意义。这样的设备不仅有明显地降低由这些资源生产出有用产品的总成本的好处，而且浮动设备自身可以很容易在其它场地重新使用。常常用带有结构的填充物填充汽/液接触柱，为的是增加上行的蒸汽与下行的液体之间接触的程度。专利文件EP-A-1036590(Sunder等人；2000)公开了带有波纹状结构的填充物，它适用于低温空气分离柱。专利文件US-A-5984282(Armstrong等人；1999)公开了一种用于海面上的汽/液接触柱。这种柱子的特点是专门布置带有结构的填充物的区段，这些专门布置减小了海水运动对柱子效率的负面影响。专利文件US-A-6397630(Fraysse等人；2002)公开了一种海面上的浮动结构，它包括一根低温空气蒸馏柱。该浮动结构的特点在于，用带有交叉波纹结构的填充物填充该柱子，填充物有专门的结构设计，以去掉海水运动对柱效率的影响。在石油和天然气加工中汽/液接触柱可以用于多种目的。例如，可以在热蒸馏柱中对石油进行分馏。此外，为了保持压力，在注入进油井之前，可以采用汽/液接触柱对海水进行脱氧处理，。进而，可以在低温蒸馏柱系统中将空气分离，以生产出氧气，随后氧气可以用于多个目的，包括把天然气转化成合成气体。可以采用Fischer-Tropsch过程把合成气体转化成液体碳氢化合物，比如LPG，柴油和汽油，或者可以把合成气体转化成甲醇。也可以采用汽/液接触柱用于Fischer-Tropsch反应产物的分离，用于液化石油气(“LPG”)的复原，用于天然气液化工厂中原料气体的处理，以及用于气体干燥处理。在汽/液接触柱的这些示例的每个示例中可以应用本专利技术。已经发表了大量关于倾斜和运动对汽/液接触柱性能的影响的研究结果。例如，Tanner等人(Trans.I.Chem.E.；1996；E.74.A；177-182)研究了倾斜和运动对用聚丙烯Pall环填充的柱子中液体分布的影响。此外，Hoerner等人(CEP；Nov.1982；47-52)研究了倾斜和运动对采用以规则填充物填充的5米柱子对甲基环己烷和甲苯的混合物进行分离的影响。Tanner等人(Proc.Distillation and Absorption；1992；I.Chem.E.Symp.Series No.128；B.111-B.118)研究了倾斜和运动对水脱气柱的影响。在这个研究中，用六区段带结构的填充物将柱子填充到2.45米的填充高度，它们的表面积为250m2/m3。Waldie等人(AIChE Distillation Meeting；April 2004)研究了倾斜和运动对汽/液接触柱中液体分布的影响。在这个研究中，用20层带结构的填充物将柱子填充到4米的填充高度，它们的表面积为500m2/m3。在对倾斜和运动对汽/液接触柱中液体分布的影响作了进一步的研究之后，本专利技术的专利技术人发现，填充物区段的高度和带有结构的填充物的比表面积是用于减小在运动中的柱子内液体的不均匀分布的重要因素。上面提到的出版物没有公开这些因素中任何一个因素对在运动中柱子内液体分布的重要性。本专利技术的优选实施例的一个目的是降低当汽/液接触柱经受运动时常常观察到的液体不均匀分布的水平，从而改进柱的效率。
技术实现思路
按照本专利技术的第一方面，在环境条件对柱子的稳态运行有负面影响的位置运行的汽/液接触柱中使用至少一个区段的带有结构的填充物，以便减小在运动情况下在该柱中液体的不均匀分布。填充物的该区段或每一区段的特征在于(a)所述区段的长度由大约1米到大约6米；并且(b)所述区段的带有结构的填充物的比表面积大于500m2/m3。按照本专利技术的第二方面，提供了一种用来支承海面上的石油或天然气处理设备的漂浮平台。该平台包括至少一个汽/液接触柱，它包括至少一个区段的带有结构的填充物。该区段或这些区段中的至少一个区段的特征在于本专利技术的第一方面。附图说明图1是处于“稳态”的汽/液接触柱的示意性表示；图2是离开竖向准直状态倾斜的图1所示的柱子的示意性表示；图3是“海水运动”的示意性表示；图4是在试验台上模拟用于示例的海水运动的按照本专利技术的柱子的照片；图5是一个穿过在图4中示出的柱子的截面的示意性表示，示出了与倾斜的平面垂直的27排小腔室；图6是在图5中示出的截面的理论上的环形区段的示意性表示，此图用来分析示例的结果；图7是采用比表面积为500m2/m3或750m2/m3的带有结构的填充物的竖直静止柱中的液体流量的图表；图8是采用比表面积为500m2/m3或750m2/m3的带有结构的填充物的离开竖直方向倾斜1度的静止柱中的液体流量的图表；图9是采用比表面积为500m2/m3或750m2/m3的带有结构的填充物的离开竖直方向倾斜4度的静止柱中的液体流量的图表；图10是采用比表面积为500m2/m3或750m2/m3的带有结构的填充物的离开竖直方向倾斜在±3度之间的柱中的液体流量的图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种至少一个带有结构的填充物的区段的用途，所述区段或者每一个所述区段的特征在于：（ａ）所述区段的长度由大约１米到大约６米；并且（ｂ）所述区段的带有结构的填充物的比表面积大于５００ｍ↑［２］／ｍ↑［３］，在环境条件对所 述柱子的稳态运行有负面影响的位置运行的汽／液接触柱中减小在运动情况下所述柱中液体的不均匀分布。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：V怀特，MA卡尔巴斯，B瓦尔迪，J威尔逊，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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