ES2202299T3 - Conjunto distribuidor de liquido. - Google Patents

Abstract

UN CONJUNTO DISTRIBUIDOR QUE CONSTA DE UNA PLACA DISTRIBUIDORA ADAPTADA PARA POSICIONAMIENTO HORIZONTAL Y FIJACION A UN DISTRIBUIDOR DE LIQUIDO DE COLUMNA DE PROCESO PARA LA DESCARGA SIMETRICA DEL LIQUIDO DEL MISMO. LA PLACA DISTRIBUIDORA CONSTA DE UN MIEMBRO QUE TIENE PAREDES LATERALES FORMADAS ALREDEDOR DEL MISMO Y UNA MULTITUD DE ABERTURAS A PRESION DENTRO DEL MISMO. LA PLACA DISTRIBUIDORA ESTA CONSTRUIDA PARA RECOGER EL LIQUIDO DESCARGADO DEL DISTRIBUIDOR DE LIQUIDOS, EXTENDIENDO EL LIQUIDO A TRAVES DEL MISMO Y PERMITIENDO UNA DESCARGA IGUAL DE VELOCIDAD BAJA DEL LIQUIDO DEL MISMO EN UN COLCHON DE EMBALAJE DEBAJO DEL MISMO.

Description

Conjunto distribuidor de líquido.

La presente invención se refiere a los distribuidores de líquido para torres de plantas de proceso y, más particularmente, a un multiplicador del punto de goteo de distribuidor de líquido perfeccionado.

Es bien conocida en la técnica anterior la utilización de varios tipos de columnas de intercambio en las que un gas y un líquido se ponen en contacto uno con otro, preferiblemente en un flujo en contracorriente con los propósitos de transferencia de masa o calor, íntima fraccionación y/o separación de constituyentes de la corriente de alimentación, y otras operaciones de la unidad. Un funcionamiento eficiente requiere transferencia de masa, transferencia de calor, vaporización y/o condensación de fluido, para que uno de los fluidos pueda enfriarse con una caída mínima de presión a través y en una zona o zonas determinadas de mínimas dimensiones que definen su área y volumen. Estos son requisitos previos de funcionamiento eficiente y son necesarios para la fraccionación rigurosa. Por esta razón, el flujo en contracorriente de vapor y líquido dentro de tales columnas de intercambio se han convertido en métodos establecidos de tal contacto vapor-líquido en la técnica anterior. La interfaz actual de masa vapor-líquido requiere la utilización de un lecho de empaquetadura dentro de la columna. Luego se distribuye líquido encima del lecho de empaquetadura del modo más factible a la vez que se distribuye vapor debajo del lecho de empaquetadura en la región inferior de la torre. De esta manera el líquido que gotea hacia abajo, a través del lecho de empaquetadura, es expuesto al vapor que asciende a través del mismo para contacto e interacción vapor-líquido.

Está bien establecido que la configuración del lecho de empaquetadura determina la caída de presión, el área de interfaz vapor-líquido y la transferencia de masa y energía concomitante que ocurre en una torre de proceso. El medio para la distribución efectiva y uniforme del vapor y el líquido en extremos opuestos del lecho de empaquetadura, así como el mantenimiento de la distribución a través del mismo, es crítico para un funcionamiento eficiente. Solamente con una distribución de vapor y líquido inicial eficiente y el mantenimiento de dicha distribución a través del lecho de empaquetadura se crearán zonas de mezclado uniformes a través del mismo para maximizar la eficiencia en su interior. La eficiencia es fácilmente convertible en coste de explotación y calidad de producción. Por esta razón, una gran cantidad de diseños de empaquetadura de la técnica anterior han sido prevalentes en columnas de intercambio convencionales. La eficiencia de la empaquetadura está, sin embargo, limitada en gran medida por la eficiencia de la distribución de vapor y líquido a través de la misma. Por ejemplo, el fallo del vapor o del líquido para distribuirse uniformemente por las secciones transversales de la empaquetadura elimina efectivamente la utilidad de la parte de la empaquetadura donde hay una mala o ninguna distribución que, a su vez, es directamente proporcional a la eficiencia y la efectividad de coste de la operación. Las profundidades del lecho de empaquetadura son críticas para establecer criterios de producción y costes de explotación, y el fallo para distribuir uniformemente el vapor/líquido y/o mantener la homogeneidad dentro del lecho de empaquetadura pueden conducir a serias consecuencias en cualquier operación de transferencia de masa.

Aparte de los lechos de empaquetadura mismos, el distribuidor de líquido es la unidad más importante del elemento interno de una torre. El fallo en el rendimiento de una torre de empaquetadura procede a veces de problemas de distribución de líquido tales como atascamiento o distribución irregular, y por tanto la selección de un distribuidor de líquido correcto es crítica para el funcionamiento ininterrumpido de la planta. Consideraciones operativas incluyen pues los aspectos funcionales del distribuidor, tales como el modo en que se mantendrá el nivel en las cubetas del distribuidor, cómo se nivelará el piso a través del mismo, y el modo en que se distribuye el líquido desde las cubetas a los lechos de empaquetadura que hay abajo. Se considera también el efecto que tiene el vapor ascendente en el líquido que se está distribuyendo. Cuando son restringidas las áreas de flujo del vapor, la velocidad de flujo puede aumentar hasta el punto de interrumpir el patrón de flujo del líquido descendente. El líquido es, en esencia, "soplado" alrededor, y esta condición puede conducir a una distribución irregular e ineficiencia en la columna de proceso.

Los distribuidores de líquido convencionales incluyen generalmente las cubetas o tuberías multi-orificios para dispersar el líquido en forma de corrientes de líquido o pulverizaciones por encima de un lecho de empaquetadura. En la utilización de empaquetadura de vertido en la que una pluralidad de elementos de empaquetadura orientados de forma aleatoria están dispuestos, dentro de la columna de intercambio, de tal modo que a veces es efectiva una técnica de distribución de líquido. Esto es cierto particularmente cuando parámetros de alta eficiencia no son de significación crítica. Sin embargo, en el caso de una empaquetadura de alta eficiencia tal como la expuesta en la patente U.S. nº 4.604.247 cedida al titular de la presente invención, medios para la distribución de líquido y gas homogénea son de extrema importancia.

El coste de la empaquetadura de alta eficiencia del tipo expuesto en la patente antes citada presta atención a la distribución vapor-líquido correcta. Incluso pequeñas regiones de interacción no homogénea entre el vapor y el líquido son una pérdida costosa e inútil no consistente con la utilización de la empaquetadura de alta eficiencia, donde el espacio y la homogeneidad en la interfaz vapor-líquido es tanto esperada como necesaria para el funcionamiento correcto. La empaquetadura de alta eficiencia de las variedades del estado de la técnica expuesta y mostrada en la patente
U. S. antes mencionada, requiere flujo vapor-líquido en contracorriente a través de los canales definidos por corrugaciones opuestas de hojas dispuestas en su interior. Si la distribución de líquido o gas inicial no entra en un patrón de corrugación particular, se pierde entonces un área húmeda preciosa en la empaquetadura hasta que el líquido y vapor se ven obligados a migrar dentro, e interactuar a través, de las regiones no humedecidas de la empaquetadura. Únicamente utilizando medios correctos de distribución de vapor y líquido, puede asegurarse la utilización efectiva y eficiente de la empaquetadura de alta eficiencia, así como empaquetadura de vertido convencional.

El desarrollo de sistemas para la distribución de líquido apropiada en torres de proceso ha sido limitado generalmente como se ha expuesto más arriba. Se conoce principalmente la descarga y distribución de líquidos con boquillas de pulverización, tuberías, placas perforadas, y cubetas, algunas de las cuales incorporan también aparatos para incrementar el número de puntos de goteo a lo largo de sus lados. Las patentes U.S. nº 4.479.909, 4.264.538 y 4.689.183, cada una de las cuales ilustra tales conjuntos. Tales dispositivos han sido usados porque el gas se descarga concomitantemente en una configuración ascendente turbulenta en una torre con vistas a proporcionar una distribución adecuada de vapor en su interior.

Aunque muchos sistemas de la técnica anterior son generalmente efectivos para distribuir algo de vapor y algo de líquido en la mayoría de las partes del lecho de empaquetadura, no se obtiene usualmente una distribución uniforme sin aparatos de distribución más sofisticados. Por ejemplo, a menos que se inyecte gas dentro de una miríada de áreas contiguas debajo del lecho de empaquetadura con igual presión en cada área, el flujo másico de vapor ascendente a través del lecho de empaquetadura no puede ser uniforme. La descarga de vapor aleatoria simplemente distribuye cantidades desiguales de vapor a través de las regiones inferiores del lecho de empaquetadura pero no asegura en modo alguno la igualdad en la distribución. Igualmente, las simples pulverizaciones de líquido encima del lecho de empaquetadura, aunque destinadas a ser efectivas en la humectación de todas las áreas superficiales, dan lugar a altas concentraciones del flujo de líquido en ciertas áreas del lecho de empaquetadura y menos flujo en otras. Esto depende, desde luego, del número y tipo de dispositivos de pulverización. Los distribuidores de orificios son generalmente más susceptibles de atascamiento que otros tipos de distribuidores, y el atascamiento es generalmente no uniforme, conduciendo a una irrigación desigual dentro de la torre. Cualquier irregularidad de flujo que concentre el flujo en un área a la vez que reduce el flujo en otras áreas es deletéreo.

Se ha descubierto que con distribuidores de tubería consistentes en colectores equipados con tuberías tributarias o laterales que tienen pequeños agujeros o boquillas de pulverización para distribuir líquido, el líquido se distribuye con frecuencia demasiado finamente. Minúsculas gotas del líquido son arrastradas entonces fuera de la torre por flujo de gas en contracorriente. Esto impide que el líquido se ponga incluso en contacto con el lecho de empaquetadura y cree recirculación de líquido en el lecho de arriba. Como el contacto del líquido es el propósito de la empaquetadura de abajo, tal resultado frustra totalmente la intención del distribuidor de líquido. Hasta un 5% del líquido que fluye a través de una boquilla puede convertirse en neblina a una caída de presión de 138kPa (20 libras por pulgada cuadrada). También se ha hecho notar que distribuidores de tubería equipados con boquillas de pulverización producen patrones de pulverización solapada que dan lugar a un flujo incrementado en ciertas áreas con flujo reducido en otras áreas.

Estas soluciones son importantes como lo son el número de puntos de distribución de líquido necesarios para varios diámetros de torre, alturas de la empaquetadura, materiales de proceso y parámetros del sistema. Por ejemplo, es crítico que la altura de la empaquetadura no sea demasiado grande porque pueden desarrollarse gradientes de concentración de líquido y vapor indeseados. También el peso de la empaquetadura creará deformación de la empaquetadura misma. Sin embargo, los redistribuidores de líquido entre secciones de empaquetadura son caros y ocupan alturas que podrían usarse de otro modo para la transferencia de masa. Una consideración es el tipo de empaquetadura que se usa. La empaquetadura estructurada puede tolerar muy poca mala distribución, mientras que la empaquetura de vertido, por otra parte, puede sostener mayores variaciones en distribución del líquido. Sería ventajoso, por consiguiente, proveer medios para una distribución uniforme de líquido y vapor antes de la entrada de dicho vapor y líquido en el lecho de empaquetadura y de una manera que proporcione a la vez un despliegue uniforme de dicho líquido y vapor y distribución volumétrica uniforme del mismo.

La presente invención se dirige a un conjunto distribuidor de líquido para usar sobre una sección de empaquetadura en una columna de proceso, cuyo conjunto comprende una pluralidad de cubetas con lumbreras para la descarga del líquido a distribuir; y conjuntos de tubos distribuidores unidos a los lados exteriores de las cubetas y en coincidencia con las lumbreras de descarga para dirigir el líquido hacia abajo de las cubetas. Tal conjunto es descrito en EP-A-0 367 525. De acuerdo con la invención, una placa distribuidora separada que tiene paredes laterales está unida a cada conjunto de tubos para recibir y acumular líquido del mismo y distribuir el líquido lateralmente a una pluralidad de aberturas en la placa para descargar sobre una sección de empaquetadura citada. La invención explota las ventajas de los conjuntos de tubos distribuidores para proporcionar de base para otra multiplicidad de puntos de goteo en las placas distribuidoras de donde se entrega el líquido a una sección de empaquetadura. La velocidad de caída del líquido desde las placas es notablemente menor que la resultante de la descarga de líquido de las lumbreras de salida en las cubetas, incluso vía los conjuntos de tubos de distribución.

Se va a describir ahora la invención a título de ejemplo, y con referencia a los dibujos que se acompaña, en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de una columna empaquetada con varias secciones recortadas para ilustrar una variedad de elementos internos de la torre y una realización de una cubeta distribuidora de flujo de líquido construida de acuerdo con los principios de la presente invención aquí dispuesta;

la figura 2 es una vista agrandada, en alzado lateral, en sección transversal del distribuidor de flujo de líquido de la figura 1 tomada a lo largo de las líneas 2-2 de la misma, teniendo una pluralidad de conjuntos de tubos distribuidores en sus lados opuestos y construida de acuerdo con los principios de la presente invención;

la figura 3 es una vista en planta superior, agrandada, en sección transversal de la cubeta de la figura 2 tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la misma e ilustrando la colocación de los conjuntos de tubos distribuidores a lo largo de la misma;

la figura 4 es una vista en perspectiva agrandada del conjunto distribuidor de flujo de la presente invención que ilustra una multitud de conjuntos de tubos distribuidores sujetos al mismo de acuerdo con los principios de la presente invención;

la figura 5 es una vista agrandada, en perspectiva despiezada de un tubo de goteo del conjunto de la figura 4 ilustrando un método de fijación de una placa distribuidora a un canal de montaje de tubo de goteo removible;

la figura 6 es una vista en perspectiva de una realización alternativa del conjunto de tubo de goteo de la figura 5 ilustrando un medio alternativo de fijación de la placa distribuidora directamente a un tubo de goteo deslizante;

las figuras 7A y 7B son vistas en perspectiva de realizaciones alternativas del medio de fijación de placa distribuidora mostrado en la figura 6;

la figura 8 es una vista en perspectiva de una realización alternativa de la placa distribuidora de la figura 7 que ilustra una pluralidad de guías de goteo formadas dentro de la placa;

la figura 9 es una vista en perspectiva de una realización alternativa del conjunto de placa distribuidora de la figura 8 con guías de goteo agrandadas;

la figura 10 es una vista en perspectiva de una realización alternativa de la placa distribuidora de la figura 7 ilustrando una construcción de fondo alternativa;

la figura 11 es una vista en perspectiva de una realización alternativa de una placa distribuidora construida de acuerdo con los principios de la presente invención;

la figura 12 es una realización alternativa de la placa distribuidora de la figura 11 construida con guías de goteo formadas sobre ella; y

la figura 13 es una vista en perspectiva, fragmentaria y agrandada, de una realización alternativa de la placa distribuidora de la figura 5 ilustrando un medio alternativo para montar la placa distribuidora con una tubería de tubos de goteo.

Con referencia primeramente a la figura 1, se muestra una vista en perspectiva de una torre o columna de intercambio empaquetada con varias secciones recortadas para ilustrar una variedad de elementos internos y la utilización de una realización del distribuidor de líquido de la presente invención. La columna de intercambio 10 de la figura 1 comprende una torre cilíndrica 12 que tiene una pluralidad de capas de lecho de empaquetadura 14 dispuestas en su interior. Una pluralidad de pozos de escalas 16 son construidos igualmente para facilitar el acceso a la región interna de la torre 12 para la sustitución de los lechos de empaquetadura 14. También se ha previsto línea de extracción de corriente lateral 20, línea de alimentación lateral de líquido 18, y línea de alimentación de vapor de corriente lateral o línea de retorno del rehervidor 32. Una línea de retorno de reflujo 34 está prevista en la parte superior de la torre 10.

En funcionamiento, se alimenta líquido 13 dentro de la torre 10 a través de la línea de retorno de reflujo 34 y la línea de alimentación de entrada de alimentación de la corriente lateral 18. El líquido 13 fluye descendiendo a través de la torre. Se introduce la alimentación 8 en un punto intermedio en la torre. El vapor de la alimentación 8 fluye ascendiendo y el líquido fluye descendiendo. El líquido abandona finalmente la torre en la línea de extracción de la corriente de fondo 30. Una corriente de extracción intermedia 20 puede ser extraída en un punto intermedio de la torre. En su flujo descendente, el líquido 13 se agota de algún material ligero que se evapora del mismo a su paso a través de los lechos de empaquetadura, y se enriquece o se suma al material pesado que se condensa en su interior a partir de la corriente de vapor.

También con referencia a la figura 1, la columna de intercambio 10 incluye además una línea aérea de salida de vapor 26 dispuesta encima de la torre 12 y una falda inferior 28 dispuesta en la región inferior de la torre alrededor de la línea de extracción de la corriente de fondo 30 acoplada a un rehervidor (no mostrado). El conducto de retorno del rehervidor 32 se muestra dispuesto encima de la falda 28 para reciclar en vapor de su interior hacia arriba a través de las capas de empaquetadura 14. El reflujo de los condensadores es proporcionado en la región de torre superior 23 a través del conducto de entrada 34 en el que el reflujo se distribuye pasando por un distribuidor de líquido 36 a través del lecho de empaquetadura superior 38. Se puede ver en esta ilustración que el lecho de empaquetadura superior 38 es de la variedad de empaquetadura estructurada, aunque el sistema funcionará de un modo similar con empaquetadura aleatoria. Las regiones de la columna de intercambio 10 debajo del lecho de empaquetadura superior 38 son mostradas con el propósito de ilustración e incluyen un colector de líquido 40 dispuesto debajo de una rejilla de soporte 41 en el soporte de la empaquetadura estructurada superior 38. Un redistribuidor de líquido 42 está dispuesto igualmente por debajo, y una placa de soporte intermedia 44 está prevista en una configuración alternativa del tipo adaptado para soportar empaquetadura aleatoria 14A de una anilla o de una variedad de silleta como se ha mostrado de manera representativa. Un conjunto distribuidor inferior 48 incorporando los principios de la presente invención está ilustrado también debajo de la línea de entrada de alimentación de corriente lateral 18. El distribuidor 48 comprende una pluralidad de cubetas 49 adaptadas para dispersar el líquido 13 en sentido transversal en flujo en contracorriente con el vapor ascendente que hay debajo. Cada cubeta 49, de esta realización particular mostrada, está construida con una pluralidad de conjuntos de tubos de goteo 62 que descargan corrientes múltiples de líquido 13A desde los conjuntos de placas distribuidoras sujetos a los mismos. Se puede ver en esta figura que la configuración en contracorriente entre el vapor ascendente 15 y el líquido descendente 13 constituye el objeto de una pluralidad de consideraciones de diseño críticas incluyendo razones líquido/vapor, propiedades físicas y termodinámicas, enfriamiento del líquido, espumación y la presencia de sólidos o suspensiones en su interior. La corrosión es igualmente una consideración de los diversos elementos contenidos en las torres de empaquetadura y la selección del material en la fabricación de los elementos internos de la torre es en muchos casos el resultado de esto. La anatomía de la columna de empaquetadura mostrada en la figura 1 es descrita igualmente con más detalle en un artículo de Gilbert Chen titulado "Packed Column Internals" aparecido en la edición de 5 de marzo de 1984 de Chemical Engineering incorporado aquí como referencia.

La presente invención es relativa a un multiplicador de punto de goteo de un distribuidor de líquido. Para los fines de discusión, el uso del multiplicador del punto de goteo se mostrará principalmente en asociación con conjuntos de tubos de goteo. Sin embargo, tal discusión no pretende limitar la aplicación de tal multiplicador del punto de goteo, cuya unidad es llamada aquí lo más frecuentemente placa distribuidora.

Haciendo ahora referencia a la figura 2, se muestra una vista agrandada, en alzado lateral, en sección transversal de una cubeta 49 que tiene una sección de cuerpo inferior 50. La sección de cubeta 50 se compone de paredes exteriores 52 y 54 que se levantan a partir de una superficie de fondo 60. Una serie de aberturas superiores 56 y aberturas inferiores 58 están formadas en las paredes laterales 52 y 54 con el propósito de permitir el flujo de líquido hacia fuera de la cubeta 49. Hacia fuera de las aberturas 56 y 58 hay un conjunto de tubo distribuidor adaptado para recibir el flujo de líquido del mismo y canalizar dicho líquido hacia abajo dentro de un lecho de empaquetadura de abajo (no mostrado). En la presente realización, se muestra tubos de goteo removibles aunque se contemple aquí tubos de goteo permanentes con montaje lateral o de fondo y una variedad de tamaños y formas. Como se muestra aquí, cada conjunto de tubo 62 comprende un canal en forma de U modificado 64 y un tubo de goteo en forma de V montado deslizable 72, sujetándose el conjunto en la pared lateral de la cubeta 49 por soldadura al arco o similar. Debajo de cada conjunto de tubo 62 se monta, en una posición sensiblemente horizontal, una placa distribuidora 63. La placa 63 es construida para multiplicar el número de puntos de goteo que cada tubo de goteo puede proporcionar.

Haciendo ahora referencia a la figura 3, el canal de montaje 64 es construido con una pared de base sensiblemente planar 66 y dos labios de pared lateral vertical 68 y 70. Se muestra también una abertura 57 formada en la pared de base 66 en línea con la abertura 56 y una abertura 59 formada en la pared de base 66, en línea con la abertura 58. Un canal generalmente en forma de V 72 de tamaño coincidente es recibido dentro del canal en forma de U 64 en relación deslizante con él proporcionando la ensambladura necesaria para servir de tubo de goteo distribuidor de flujo que es a la vez eficiente y removible. El aspecto de removibilidad es discutido en la patente U.S. nº 4.909.967, cedida al titular de la presente invención. Se muestra aquí más claramente una placa distribuidora 63 construida de acuerdo con los principios de la presente invención. Cada placa distribuidora 63 está dispuesta en el extremo de un conjunto de tubo 62. La placa 63 puede ser construida en una serie de configuraciones adaptadas para disponerse horizontalmente debajo del conjunto de tubos 62 para recibir el flujo vertical de líquido del conjunto de tubos 62 y distribuir el flujo horizontalmente a través del cuerpo de la placa para su descarga a través de las aberturas formadas en su interior.

También haciendo referencia a la figura 3, se muestra una vista en planta superior de la cubeta distribuidora 49 de la presente invención, en la que se muestra una pluralidad de conjuntos de tubo de goteo 62 y placas distribuidoras 63. El fondo 60 se muestra entre las aberturas 57 de las paredes 52 y 54. Cada uno de los conjuntos de tubos 62 está sujeto a las paredes exteriores 52 y 54, de las que la placa distribuidora 63 está sujeta para proporcionar la necesaria canalización de flujo y distribución de flujo lateral a través de los mismos. La forma en V del canal 72 y la forma en U modificada del canal 64 está representada más claramente en esta ilustración particular aunque se contempla varias formas de canal y de tubo (incluyendo tubos permanentes) de acuerdo con los principios de la presente invención. Igualmente, una miríada de configuraciones de la placa de flujo 63 son asimismo anticipadas de acuerdo con los principios de la presente invención.

Haciendo ahora referencia a la figura 4, se muestra una pluralidad de cubetas 49 construidas de acuerdo con los principios de la presente invención y sujetas una con otra en una matriz 74 por la red de armazón 75. Se puede ver que cada una de las cubetas distribuidoras 49 son construidas con una pluralidad de conjuntos de tubos de goteo 62, alineados entre sí. En funcionamiento, el conjunto de tubo de goteo 62 confina la descarga de líquido 13 para mantener un flujo descendente controlado. El flujo descendente de líquido 13 se interrumpe en el conjunto de tubo de goteo mismo que proporciona un miembro, en forma de placa 63, para la recogida, estabilización intermitente y distribución multilumbrera y descarga de líquido 13A. De esta manera, el líquido 13 que desciende dentro del conjunto de tubo de goteo 62 se acumula de un modo que reduce su energía cinética e incrementa su velocidad de expansión inicial a través del lecho de empaquetadura subyacente. De esta manera, el líquido 13A descargado del mismo a través de múltiples lumbreras se pone en contacto con el lecho de empaquetadura subyacente en un número más grande de corrientes, con menos velocidad, con menos energía cinética, en cantidades mucho menores, y en un patrón simétrico a través del mismo. Este tipo de distribución comparado con los distribuidores de tubo de la técnica anterior, tiene una serie de ventajas importantes.

La distribución del líquido sobre un lecho de empaquetadura requiere una dispersión simétrica de dicho líquido a través del mismo. Sin dispersión simétrica, el flujo irregular dará lugar a mala distribución. El diseño de las cubetas distribuidoras, tubos de goteo y distribuidor de tubos de goteo de la presente invención requiere pues atención a la solución de simetría aquí expuesta. Los sistemas de la técnica anterior que incorporan una pluralidad de puntos de goteo a lo largo del lado de la cubeta del distribuidor pueden incrementar efectivamente el número de puntos de goteo, pero hay que tener la precaución de alinear cuidadosamente los terminales de punto de goteo para mantener la simetría. Sin la utilización de un miembro de recogida separado, la energía cinética del líquido descendente puede crear más complicaciones. La presente invención proporciona un miembro de recogida de líquido que el que está construido con una pluralidad de aberturas que proporcionan la distribución simétrica de líquido por debajo de la cubeta y encima del lecho de empaquetadura, con un número mucho mayor de corrientes de líquido que se puede proporcionar con miembros de lumbrera convencionales tales como tubos de goteo solos. Esto se consigue con mínima velocidad del líquido debido al efecto de "interceptación y pausa" del líquido que viene del distribuidor a través de los tubos de goteo.

Haciendo ahora referencia a la figura 5, se muestra la cubeta 100 construida con un fondo en forma de V 102. Las paredes laterales 104 son construidas en una orientación generalmente vertical y adaptadas para recibir la cartela de montaje generalmente en forma de U 106 sujeta contra ellas. La cartela de montaje 106 incluye paredes laterales 108 adaptadas para recibir un canal distribuidor en su interior como se ilustra en las figuras 1-4 más arriba. En esta y en ciertas figuras siguientes, el canal distribuidor no será ilustrado con fines de claridad.

También con referencia a la figura 5, la sección inferior de la cartela de montaje 106 está construida con una abertura 110 dispuesta entre paredes laterales 108. Encima de la abertura 110 se ha formado una abertura 112 a través de las paredes laterales 104 de la cubeta 100 para la descarga de líquido de ella. El líquido que desciende por la cartela de montaje 106 es cogido entonces por una placa distribuidora dispuesta horizontalmente y se le permite fluir alrededor y a través de la abertura 110 como se ha dicho con más detalle en lo que sigue. Un par de lengüetas de montaje 114 están dispuestas debajo de la abertura 110 y están adaptadas para ponerse en contacto con las rendijas coincidentes 116 formadas en la placa distribuidora 118 dispuesta debajo. La placa distribuidora está construida para cooperar de manera coincidente con la cartela de montaje del distribuidor particular 106 o un canal distribuidor como se describirá aquí.

Haciendo también referencia a la figura 5, la placa distribuidora 118 está construida con paredes laterales 120. Las paredes laterales 120 terminan a lo largo de bordes de esquina 122 que están vueltos hacia arriba para formar un contenedor en su interior. El fondo del contenedor 123 está construido con una pluralidad de aberturas 124. Las aberturas 124 de la presente realización están dispuestas cerca de las esquinas 122 y están adaptadas para distribuir líquido alojado en su interior. La distribución equilibrada de todas las acumulaciones de líquido es también proporcionada por la muesca en forma de V dispuesta a lo largo de la parte superior de cada esquina 122, lo que proporciona un área de rebose alrededor de cada esquina. En su configuración ensamblada, el conjunto de placa distribuidora 63 resulta como el mostrado en las figuras 2-4 a las que nos hemos referido más arriba. Sin embargo, son posibles una miriada de diseños de placa y configuraciones de montaje de acuerdo con los principios de la presente invención.

Haciendo ahora referencia a la figura 6, se muestra una realización alternativa del conjunto distribuidor de tubo de goteo de la figura 5 en el que un canal de tubo de goteo está sujeto en un miembro de montaje en forma de U 130. El canal 132 comprende, en esta configuración particular, un canal generalmente en forma de V que tiene patas 134 que penden hacia abajo. Debajo de cada pata 134 hay una lengüeta de montaje 136. La lengüeta de montaje 136 está separada de la pata 134 por una porción de resalto 138 que crea un espaciador en el montaje de la pata dentro de la placa distribuidora de abajo.

También con referencia a la figura 6, la placa distribuidora 139 de esta realización particular incluye un par de rendijas angulares 140 alineadas en coincidencia con las patas de tubo de goteo 134. Las lengüetas 136 son pues recibidas dentro de las rendijas 140. Igualmente formadas en el fondo de la placa distribuidora 139 hay una pluralidad de aberturas de descarga 142. En la presente realización estas aberturas 142 están dispuestas en las regiones de esquina. La placa distribuidora incluye además una pluralidad de paredes laterales 146 que están plegadas hacia arriba para formar un miembro 144 en su interior. El miembro 144 está adaptado para acumular el líquido descargado hacia abajo a través del tubo distribuidor 132 y para la distribución de dicho líquido a través de las aberturas 142. Una ventaja de esta configuración particular es la habilidad de reequipar cubetas distribuidoras existentes que tienen conjuntos de tubo de goteo ya instalados pero sin placas distribuidoras. Removiendo los tubos de goteo existentes de los canales de montaje 130 y reemplazando los tubos de goteo, el tubo de goteo perfeccionado 132 y la placa distribuidora 139 instalada en el mismo pueden proporcionar las ventajas aportadas por la presente invención en una configuración reequipada.

Haciendo ahora referencia a la figura 7A, se muestra una realización alternativa de la configuración de montaje de la placa distribuidora 150 con el conjunto de tubo de goteo 152. El conjunto 152 comprende el miembro de montaje 154, como se ha descrito más arriba, en conjunción con el canal del tubo de goteo 156. En esta configuración particular, el canal 156 comprende un miembro generalmente en forma de V que tiene un miembro de montaje roscado que pende del mismo. El miembro de montaje roscado 158 se sujeta a la pared central del miembro de tubo de goteo 156 por soldadura o similar, y pende del mismo para sujetarse directamente en la placa de montaje 150. Con el fin de proporcionar espacio entre el canal distribuidor 156 y el fondo de la placa distribuidora 150, se ha previsto un espaciador en forma de tuerca 160 que puede enroscarse sobre el miembro de montaje roscado 158. Una abertura 162 está igualmente representada en la porción de fondo de la placa distribuidora 150 posicionada en coincidencia con el miembro de montaje roscado 158. Una tuerca 161 está dispuesta debajo de la abertura 162 para sujetar la placa distribuidora 150 contra ella. En esta configuración, al líquido descargado del canal distribuidor 156 se le permite fluir dentro de la placa distribuidora 150 por debajo del canal distribuidor 156 y hacia fuera a las aberturas distribuidoras formadas en él como se ha dicho más arriba.

Haciendo ahora referencia a la figura 7B, se muestra una realización alternativa del conjunto de tubo de goteo de la figura 7A en la que el miembro de montaje roscado está sujeto en la placa de montaje. En la presente realización, una placa de goteo del tubo de montaje 172 está sujeta directamente con la cubeta distribuidora 100. Un espárrago roscado 174 pende hacia abajo del miembro de montaje 172 y está sujeto al mismo por soldadura o similar. Una tuerca espaciadora 176 está montada sobre el miembro roscado para proporcionar una separación de montaje como se ha dicho anteriormente. Una abertura 178 está formada en la placa distribuidora 171 para montar sobre el espárrago 174. Una tuerca de montaje 177 está dispuesta debajo para sujetar dicha placa de montaje con dicho espárrago. Agujeros distribuidores 180 están formados en cuatro esquinas de la placa distribuidora para distribuir el líquido de la misma. Este conjunto particular ilustra un mecanismo de fijación separado para posicionar la placa distribuidora 171 debajo de la cartela de montaje del tubo de goteo 172. Con tal configuración, la cartela de montaje del tubo de goteo 172 puede construirse con una pared posterior maciza 182 como se muestra aquí. La descarga de líquido de la cartela de montaje 172 a la placa 170 se ve facilitada por el miembro espaciador 176 como se ha descrito más arriba.

Con referencia a las figuras 7A y B, se debería observar que los conjuntos de placa distribuidora aquí mostrados pueden conectarse a los distribuidores de líquido en una variedad de configuraciones de montaje. La presente invención contempla también la fijación directa de dichas placas distribuidoras a miembros distribuidores de líquido que incluyen matrices de tubos distribuidores, tuberías, canales, y las cubetas aquí mostradas. Si se utiliza tubos de goteo, los mismos pueden estar espaciados en lados opuestos de la cubeta como se muestra en las figuras 2 y 3. En cubetas con fondos planos, se puede ensamblar un par de placas distribuidoras en relación lado a lado, en la que cada placa distribuidora es alimentada por un agujero distribuidor separado en el fondo plano de la cubeta distribuidora. Igualmente, los términos "cubeta distribuidora" y "miembros distribuidores" incluyen tuberías distribuidoras y otros mecanismos distribuidores de líquido convencionales en torres de proceso del tipo adaptado para llevar líquido a lechos de empaquetadura dispuestos debajo.

Haciendo ahora referencia a la figura 8, se muestra una vista en perspectiva agrandada de una realización alternativa de una placa distribuidora 190 construida de acuerdo con los principios de la presente invención. La placa distribuidora 190 puede ser construida para sujetar con la cartela de montaje del tubo de goteo como se muestra en la figura 7B, el canal de goteo, como se muestra en la figura 7A. Con fines de discusión, un montaje directamente con el canal del tubo de goteo, como se muestra en la figura 7A, remitirá a las cuatro figuras 8-12. Consistente con esto, se muestra aquí una abertura de montaje dispuesta centralmente.

También con referencia a la figura 8, el conjunto de placa distribuidora 190 está construido con una pluralidad de paredes laterales 192. El fondo 193 está construido con una abertura central 194 adaptada para recibir, en encaje coincidente, un miembro de montaje roscado del tubo de goteo como se ha dicho más arriba. En esta configuración particular se utilizaría un espaciador, tal como la tuerca descrita anteriormente, para procurar un espacio entre el fondo del tubo de goteo y la superficie de la placa de fondo 193. Una abertura central 194 está dispuesta centralmente de una pluralidad de aberturas 196 que están dispuestas relativamente cerca de las esquinas 197 para la descarga uniforme de líquido de ellas. Colgando de cada abertura 196 hay una guía de goteo, o escudo deflector 198, que comprende una porción del fondo 193 que ha sido punzonada y curvada hacia fuera para formar dicho escudo deflector. Con tal guía de goteo se minimiza el efecto del vapor ascendente durante la descarga inicial de líquido procedente de la placa distribuidora 190. El diseño de/y la utilización de tales escudos deflectores serán descritos con más detalle en lo que sigue.

Haciendo ahora referencia a la figura 9, se muestra una realización alternativa de una placa distribuidora que tiene escudos deflectores agrandados. El conjunto de placa distribuidora 200 está representado pues con una pluralidad de escudos deflectores agrandados 202 distribuidos en cada esquina 204 de la placa distribuidora 200. Los escudos deflectores 202 están posicionados para proteger y guiar el líquido descargado que es emitido de las aberturas 206 formadas en el fondo 207 de la placa distribuidora 200. Una abertura central 208 está prevista para montar con el tubo distribuidor como se ha dicho más arriba. En esta configuración particular, los escudos deflectores agrandados proporcionan protección mejorada al líquido descargado, ya que dicho líquido puede verse afectado por el vapor que asciende en la torre durante el funcionamiento del distribuidor.

Haciendo ahora referencia a la figura 10, se muestra igualmente otra realización alternativa de una placa distribuidora ilustrando una modificación estructural para mejorar la distribución del líquido en ella. El conjunto de placa distribuidora 210 está construido con paredes laterales 211 rodeando a una superficie de fondo 212. La superficie de fondo 212 está construida con una abertura central 214 adaptada para montar con un miembro roscado como se ha dicho más arriba. Hacia fuera de la abertura central 214 hay una pluralidad de aberturas de esquina 216, adaptadas para la distribución de líquido de la placa distribuidora 210. Las aberturas de descarga 216 están posicionadas relativamente cerca de las esquinas 218 de la placa distribuidora 210, como ya se ha dicho más arriba. En la presente realización, el fondo 212 de la placa distribuidora 210 incluye una serie de indentaciones 220 formando un patrón de canales de flujo que conducen hacia fuera de la abertura central 214 a las aberturas de esquina 216. La indentación de los canales de flujo 220 forma un canal para el flujo de líquido descargado del tubo de goteo, lo que mejora más la distribución uniforme de dicho líquido a través de las aberturas de las cuatro esquinas 216. Con bajas tasas de flujo de líquido, tales canales 220 pueden ser muy útiles. Como en las configuraciones anteriores, las paredes laterales 211 están formadas en las esquinas 218 con una muesca en forma de V 222 adaptada para proporcionar un medio para acomodar el reflujo de la placa distribuidora 210 en caso de altas tasas de flujo de líquido.

Haciendo ahora referencia a la figura 11, se muestra una vista en perspectiva de una realización alternativa de una placa distribuidora construida en una configuración en forma de x. El conjunto de placa distribuidora 230 está construido con cuatro brazos 231 cada uno construido con porciones de pared lateral curvadas 232 adaptadas para definir en el mismo un área de flujo controlado. Una abertura 234 está posicionada en el extremo de cada esquina de la placa distribuidora 230 adaptada para la descarga de líquido de la misma. Una abertura central 236 está prevista también para facilitar su montaje con un miembro de montaje roscado como se ha dicho más arriba. Mostradas en vista transparente hay rendijas 238 que se muestran con el fin de ilustrar medios alternativos para montar esta configuración particular de la placa distribuidora con un tubo de goteo que tiene una matriz de lengüetas tal como la mostrada en las figuras 5 y 6. Esta realización particular de la placa del tubo de goteo puede construirse con modificaciones adicionales incluyendo una porción de fondo 239 que tiene una curvatura mejorada para facilitar un pequeño canal similar al discutido en la figura 10 para la distribución uniforme de líquido durante las bajas tasas de flujo de líquido. De acuerdo con los principios de la presente invención, puede ser necesario prever medios para la distribución uniforme de líquido durante las bajas tasas de flujo de líquido para mantener la eficiencia de la operación en su interior.

Haciendo ahora referencia a la figura 12, se muestra una realización alternativa del distribuidor de tubo de goteo en forma de x de la figura 11 con escudos deflectores, o guías de goteo, aquí utilizados. El conjunto de la placa de tubos de goteo 240 está construido con cuatro brazos 242 adaptados para la descarga uniforme de líquido del mismo. Un escudo deflector o guía de goteo 244 pende de cada brazo 242 adyacente a la abertura de descarga 246. Una abertura de montaje central 248 está representada para montar el conjunto de placa distribuidora con el conjunto de tubo de goteo como se ha dicho más arriba. Igualmente, rendijas de montaje 249 están mostradas también en vista transparente para ilustrar la posición de tales rendijas para montar directamente con las lengüetas del tubo de goteo como se muestra en las figuras 5 y 6. Evidentemente, la posición de las rendijas del tubo de goteo, así como la abertura para sujetar con un miembro roscado, pueden variar para el alineamiento, dependiendo de la naturaleza de la conexión.

Haciendo ahora referencia a la figura 13, se muestra una realización alternativa de un medio de fijación para sujetar una placa de goteo a un tubo de goteo. Una guía 260 en forma de U del tubo de goteo, del tipo mostrado en las figuras 6 y 7, está fijada a una cubeta distribuidora 100. La guía en forma de U tiene paredes laterales arrolladas 262 que terminan en un fondo abierto 263. Dispuesta debajo de la guía 260 hay una placa distribuidora 264, mostrada en una vista fragmentaria en perspectiva con fines de ilustración. La placa distribuidora 264 incluye un fondo 266 y paredes laterales 268 del tipo descrito más arriba. En la presente realización, está previsto un medio de fijación bajo la forma de miembro de montaje 270. El miembro de montaje 270 comprende paredes de encaje verticales 274 construidas para cooperar por coincidencia con la guía en forma de U 260, y, en particular, sus porciones de labio de pared lateral 262. De acuerdo con ello, las porciones de pared lateral 272 están formadas con curvatura arrollada coincidente para encajarse de manera deslizable. Bridas de montaje 274 se extienden hacia fuera de su base y están sujetas al fondo 266 por medios de fijación 276. La abertura 278 está prevista en la pared posterior 279 del miembro de montaje 270 para permitir el flujo de líquido a través de ella. Un retén de montaje 280, comprendiendo una protuberancia en forma de bóveda o similar, está construido en la pared 279 y adaptado para encajarse por coincidencia con un retén coincidente 282, comprendiendo un alojamiento cóncavo, formado en la guía en forma de U 260. Por encaje de enclavamiento del retén 280 y 282, el miembro de montaje 270 se sujeta efectivamente en encaje con la guía en forma de U 260 para sujetar la placa distribuidora 264 debajo del mismo y en comunicación de flujo. Se debería hacer notar que cualquier conjunto de interconexión convencional bastaría en vez de los retenes 280 y 282, y que tal conjunto de interconexión podría usarse para conectar la placa distribuidora a otras regiones de la cubeta. En tales configuraciones de montaje, el líquido 13 de la cubeta distribuidora 100 queda efectivamente protegido. Como se muestra aquí, el líquido 13 fluye hacia abajo dentro de la guía en forma de U 260 y el canal del tubo de goteo apropiado (no mostrado en esta vista particular) que se acopla con la placa distribuidora 264. Al fluir el líquido 13 a través de la placa distribuidora, es protegido de la velocidad del vapor ascendente dentro de la torre de proceso, y se facilita un flujo de líquido uniforme gracias al cuidadoso alineamiento de la placa distribuidora en una configuración horizontal para permitir un flujo uniforme de líquido y la descarga a través de sus aberturas. Como se ha dicho anteriormente, este conjunto facilita una distribución de líquido mejorada sobre los lechos de empaquetadura tendidos debajo, como se muestra por las múltiples corrientes de punto de goteo de líquido 13A.

En funcionamiento, la presente invención ofrece medios para interceptar la descarga de líquido de una lumbrera en una cubeta distribuidora permitiendo que dicho líquido se distribuya uniformemente a través de un plano sensiblemente horizontal con relación a la empaquetadura subyacente, y la descarga controlada de puntos múltiples a baja velocidad. Todo este control de líquido es proporcionado en una configuración protegida del vapor ascendente dentro de la torre, cuyo vapor ascendente puede perturbar el caudal de líquido provocando una mala distribución en las regiones de empaquetadura subyacentes. Es por esta razón que el tamaño y la posición de las aberturas dentro de las placas distribuidoras es una consideración de diseño importante. Hay que mantener la simetría dentro de la torre y, por consiguiente, la posición, separación y el tamaño de cada placa distribuidora, así como los tubos de goteo mismos, deben satisfacer los criterios de distribución establecidos para un rendimiento de torre particular. En la discusión que precede y como se muestra en los dibujos, se presenta una variedad de configuraciones de placa multiplicadora de punto de goteo con el propósito de ilustrar los principios de la presente invención. Se puede introducir modificaciones para tales propósitos de simetría y equilibrio del flujo que sean necesarios para satisfacer los parámetros de rendimiento establecidos para una torre particular. Tales parámetros de rendimiento no son aquí discutidos.

Se considera que el funcionamiento y la construcción de la presente invención resultarán evidentes de la descripción precedente. Aunque el método y aparato mostrados o descritos se han caracterizado como preferidos, resultará obvio que se puede introducir en ellos varios cambios y modificaciones.

Claims (8)

1. Conjunto distribuidor de líquido para usar sobre una sección de empaquetadura en una columna de proceso, cuyo conjunto comprende una pluralidad de cubetas (49, 100) con lumbreras (56, 112, 175) para la descarga de líquido a distribuir; y conjuntos de tubos distribuidores (62, 132, 152) fijados a los lados exteriores de las cubetas (49, 100) y en coincidencia con las lumbreras de descarga (56, 112) para dirigir el líquido hacia abajo de las cubetas,

caracterizado porque

una placa distribuidora separada (63, 118, 139) que tiene paredes laterales (120, 146) está fijada a cada conjunto de tubos (62, 132, 152) para recibir y acumular líquido de los mismos y distribuir el líquido lateralmente a una pluralidad de aberturas (124, 142, 180, 206, 216, 234, 246) en la placa para la descarga sobre una sección de empaquetadura citada.

2. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los conjuntos distribuidores (62, 132, 152) están formados con lengüetas (114, 136) por las que se fijan las placas distribuidoras (63, 118, 139).

3. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los conjuntos de tubos distribuidores comprenden un primer miembro de montaje (130) sujeto a la cubeta (100) y un segundo miembro de canal (132) adaptado para el encaje por enclavamiento con el primer miembro de montaje, estando fijadas las placas distribuidoras (139) a los segundos miembros de canal.

4. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que cada conjunto de tubos

distribuidores comprende un primer miembro de montaje (108) sujeto a la cubeta (100) y un segundo miembro de canal adaptado para el encaje por enclavamiento con el primer miembro de montaje, estando fijadas las placas distribuidoras (118) al primer miembro de montaje (108).

5. Conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada placa distribuidora comprende una carcasa generalmente cuadrada o rectangular (63, 118, 139) con aberturas (124, 142, 180) dispuestas en sus esquinas opuestas.

6. Conjunto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que cada placa distribuidora (230, 240) comprende un miembro generalmente en forma de x con aberturas (234, 246) dispuesto en sus brazos para la descarga de líquido hacia abajo.

7. Conjunto de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que las placas distribuidoras (200, 240) están construidas con guías de goteo (202, 244) extendidas hacia abajo junto a las aberturas (206, 246).

8. Conjunto de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que cada una de las placas distribuidoras está formada con canales indentados (220) que se extienden hasta las aberturas (216).