[发明专利]特别用于离岸分馏塔的流体接触托盘

说明书

一种用于分馏塔(1)的流体接触托盘(10)，尤其是一种适合用于离岸分馏塔的蒸气‑液体接触托盘，包括：托盘甲板(12)，其包括适合接触不同密度的两种流体(l、g)的主动质量传递表面(20)，其中，主动质量传递表面(20)包括用于流体/气体(g)通过的一个或多个孔口(18)，并且其中，在主动质量传递表面(20)上布置有将主动质量传递表面(20)分成至少两个分区(24‑1、24‑2、24‑3、24‑4)的至少两个至少部分地径向延伸的分离壁(22‑1、22‑2、22‑3、22‑4)和/或至少一个分离堰(42)；环形沟槽(26)，其适合于收集流体/液体(l)，其布置在主动质量传递表面(20)的周边区域处并至少部分地包围质量传递表面(20)；中心下降管(34)，其用于收集和排出来自环形沟槽(26)的流体/液体(l)，其中，中心下降管(34)具有中空体的形式，其在其底部区段中具有适合于液体竖直向下分布的开口(36)，并且其中，中心下降管(34)被不可旋转地固定在流体接触托盘(10)；以及，至少一个传导装置(40)，其用于将收集在环形沟槽(26)中的流体从环形沟槽(26)传递至中心下降管(34)。该流体接触托盘(10)尤其可用于离岸应用，诸如用于位于FLGN或FPSO船舶上的分馏塔。

技术领域

本发明涉及一种用于分馏塔的流体接触托盘，尤其涉及一种适合用于离岸分馏塔的蒸气-液体接触托盘，涉及一种包括这样的流体接触托盘的分馏塔，以及涉及这种分馏塔的用于热分离过程的用途、尤其是用于非静止的浮动物体上的离岸应用的用途。

背景技术

诸如蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等的分馏塔典型地包含用于为不同组分之间的接触提供表面面积的内部装置，所述不同组分在分馏塔的操作期间通常沿对流方向流过分馏塔。已知存在多个不同种类的内部装置用于该目的，例如散堆填料、规整填料和接触托盘。

常常用于蒸馏和精馏塔的接触托盘以间隔开的关系遍及塔的高度布置，其中，托盘典型地包括其中设置有孔口的托盘板和一个或多个下降管。在大多数的情况下，托盘被布置在分馏塔中，使得下降液体经由下降管在塔的高度上被引导穿过每个托盘，并且以曲折的方式从托盘到托盘，这已知为错流托盘，而上升蒸气穿过孔口，使得在液体与蒸气之间实现质量传递和/或热传递。通常，偏转器(阀)位于托盘板中每个孔口的上方，以便防止液体通过孔口流下塔。尤其是在具有高液体速率的大型塔中，使用了多个下降管。在替代性的塔设计中，托盘构造成圆形双流动托盘，使得蒸气和液体在每个方向上都为了行进穿过孔口而竞争。

与接触托盘不同，结构化填料由多块波纹金属板组成，所述多块波纹金属板被构造并布置成使得流体被强迫采用规则的路径通过塔，作为结果，为液体与诸如例如蒸气的其他相之间的接触产生大的表面面积。通常，波纹金属板是穿孔的，以便改变填料的润湿特性和流动特性。填料的表面面积典型地依赖于应用而调整，其中，在趋势上，较低的比表面面积导致填料的较高的容量，而较高的比表面面积增加了热和质量的传递并因而增加了填料每高度单位的分离效率。

与此形成对比，散堆填料由随机取向的小本体组成，所述随机取向的小本体例如可具有球、环或更复杂的几何形状的形式。

在大多数的应用中，分馏塔被设置成静止的，即在岸上。然而，最近用于分馏塔的离岸应用变得越来越令人感兴趣，诸如在非静止平台上、在浮式液化天然气(FLNG)船舶上、在浮式生产储存卸载(FPSO)船舶上或在其他非静止的浮动物体上的分馏。更具体地说，FLNG方法的目标在于，已经靠近天然气聚集的地点在海上将天然气液化、即尤其是在专门设计的船上液化天然气，然后用运输船将液化天然气运输至大陆，而不是如传统的那样，借助于管道将收集的天然气输送至大陆。在该程序中，在包括轻质碳氢化合物的纯化馏分被液化之前，必须从原始的天然气中去除重质碳氢化合物以及诸如二氧化碳和水的污染物。与此类似地，FPSO是用于原油的离岸收集、处理、尤其是分馏、储存和船运的浮动船舶。