專利名稱：用于氣液接觸的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于氣液接觸設備的裝置。
背景技術：
分餾托盤(分餾塔板、分餾板)用于氣液接觸設備例如分餾塔中。通常，這種托盤 被用于各種不同的工業(yè)，包括碳氫化合物、化學和石化產(chǎn)品的加工。托盤的特征例如接觸面 積、下導管的設計和整個托盤的結構可影響設備內(nèi)氣體和液體之間的質量和熱交換。通常，初始操作范圍被改變以便符合現(xiàn)在的操作要求。為符合這些新的操作要求， 可增加托盤上的下導管的數(shù)量?；蛘?，起初可在下導管上設置一些被栓接的遮擋板覆蓋的 孔。去除遮擋板可增加下導管的能力。但是，這些方法大體上都具有多個缺陷。改變下導管的數(shù)量費時并且可能帶來改 變托盤的其它設計性能的危險。關于遮擋板，由于去除遮擋板可能暴露太多的孔并增加過 多的液體通道，因而這種方法缺少靈活性。此外，僅從某些下導管去除一些遮擋板可導致液 體分布不均勻。并且，需使用專門用于去除遮擋板的工具來調(diào)節(jié)托盤的能力，這費時費力。 在停機期間進行這種常規(guī)調(diào)整時，通常特別希望能夠快速地進行這種能力的變換從而最小 化使設備重新工作的停機時間。因此，期望找到改變托盤能力的更加有效且靈活的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個示例性實施方式是一種用于氣液接觸設備的裝置。該氣液接觸設備 可包括一部件。所述部件可包括不可破壞部分，和可破壞部分，所述可破壞部分適于通過施加有效大小的力而去除以產(chǎn)生用于供流 體流經(jīng)的一個或多個孔。另一示例性實施方式是用于氣液接觸的設備，該設備包括氣液接觸托盤，和與所述氣液接觸托盤連結的下導管。所述下導管可包括一部件，通常該部件進而 具有不可破壞部分和可破壞部分，所述可破壞部分適于通過施加有效大小的力而去除以產(chǎn) 生一個或多個孔。另一示例性實施方式為用于增加氣液接觸設備的下導管的能力的方法。該方法包 括從下導管的不可破壞部分上去除一個或多個可破壞部分?？傮w而言，本文公開的實施方式提供一種具有固定數(shù)量的被覆蓋的孔的部件。這 些被覆蓋的孔可阻止流體例如液體流經(jīng)該孔。并且，可容易地去除所述一個或多個覆蓋這 些孔的離散區(qū)域從而調(diào)節(jié)托盤的能力。特別地，僅需簡單地沖壓所述一個或多個離散區(qū)域 即可暴露更多的、可用于從一個托盤向另一個托盤轉移液體的孔。通常，使用簡單的工具例 如錘子或可選地打孔器即可去除所述一個或多個離散區(qū)域。本文中使用的術語“氣液”接觸通常是指一種或多種氣體與一種或多種液體的相互作用。術語“氣體”可以包括蒸汽。通常，氣液接觸發(fā)生在其上產(chǎn)生氣泡從而有助于氣體 和液體之間的熱量和質量的交換的托盤上。本文中使用的術語“可破壞的”通常是指人通常使用手動工具例如錘子或棒槌施 加手動力即可整體去除的部分。所述力通常小于20，000牛頓，小于10，000牛頓，甚至小于 5，000牛頓，或甚至小于2，000牛頓。本文中使用的術語“不可破壞的”通常是指人通常使用手動工具例如錘子或棒槌 施加力不能整體去除的部分?！安豢善茐牡摹辈糠挚墒褂梅侨肆C械例如打孔器或沖壓機破 壞。本文中使用的術語“周界”通常是指物體或區(qū)域的邊界，其可以是任何合適的形 狀，例如圓形、橢圓形、正方形、菱形、長方形或不規(guī)則形狀。本文中使用的術語“流體”通常包括一種或多種氣體和/或一種或多種液體的溶 液或懸浮液，例如水蒸汽。另外，術語“液體”和“氣體”也可以包括氣霧劑，例如液體和/或 固體顆粒懸浮在氣體中。本文中使用的術語“連結”是指兩種物體通過化學或機械方法，經(jīng)過包括壓接、模 制或焊接的處理直接或間接地結合、固定、相連、連接或形成一體。另外，還可使用第三組件 例如機械固定件例如螺釘、釘子、訂書釘或鉚釘，粘結劑或焊料連接兩個物體。


圖1是氣液接觸設備的橫截面視圖，該圖示出示例性裝置的頂部。圖2是示例性下導管沿圖1中的線2-2的截面圖。圖3是下導管的示例性底部部件的一部分的頂視圖。圖4是另一示例性底部部件的頂視圖。圖5是又一示例性底部部件的頂視圖。圖6是一個示例性孔的示例性離散區(qū)域的視圖。圖7是另一個示例性孔的示例性離散區(qū)域的視圖。圖8是去除示例性離散區(qū)域的示例性打擊部件透視圖。
具體實施例方式參照圖1和圖2，圖中示出氣液接觸設備100的裝置120。通常，該氣液接觸設備 100為分餾塔110。圖1示出塔110的橫截面，其中所述塔110具有圓形的周界。雖然在本 示例性實施方式中，設備100為分餾塔110，設備100也可以是其它氣液接觸設備，例如吸收 器或氣提塔。所述氣液接觸設備100可以包括一個或多個裝置120。裝置120可以包括氣液接觸托盤或氣液接觸板IM和多個下導管126。盡管沒有 示出，但應當理解氣液接觸托盤IM可形成多個通常為圓形的穿孔或導向槽，這些穿孔或 導向槽用于使氣體和/或液體通過以便產(chǎn)生有助于例如氣體和液體之間的熱量和質量交 換的氣泡。所述多個下導管1 可以是任何形狀，但在該示例性實施方式中，所述下導管 126為棱形。并且，多個下導管1 還可以與其它設備例如導流板和液體導向噴管相連。所 述多個下導管126可包括下導管130，在該示例性實施方式中，所述下導管130可以為下導 管126的代表。
下導管130可包括沿下導管130的長度延伸的間隔開的第一側壁132和第二側壁 134，所述第一側壁132和第二側壁134在各自的端部與第一端部壁136和第二端部壁138 連接。部件140例如底部部件或托盤140可與第一側壁132和第二側壁134以及第一端部 壁136和第二端部壁138連接。底部托盤140可以具有沿下導管130的長度交替的第一和 第二部分，其中第一部分156形成一個或多個允許流體流經(jīng)的孔152，第二部分(未示出) 基本不可被液體滲透。通常，分餾塔110包括豎直堆疊在塔110內(nèi)的多個裝置120。每一個裝置的多個 下導管1 大致水平地設置在塔110內(nèi)。從上面觀察，塔110內(nèi)每一個裝置120的下導管 126通常相對于上方和/或下方的裝置120的下導管1 斜交叉90°。或者，每一層的下 導管1 可以與一個或多個不同層的其它下導管1 對齊。美國專利US5382390 ；6131891 ； 7232115B2 ；2007/0137482A1和2007/0126134A1中描述了示例性裝置120，這些裝置中至少 一些被設置成堆棧形式。參照圖3，圖中示出底部托盤140的第一部分156的一部分?？傮w上，底部托盤140 可包括不可破壞部分150和可破壞部分180。所述不可破壞部分150可包括形成一個或多 個孔12的腹板154，所述孔包括第一孔158。在該示例性實施方式中，所述一個或多個孔 152中每一個孔都為圓形形狀168-盡管可以形成任何形狀?？善茐牟糠?80可以包括一個 或多個離散區(qū)域182，這些離散區(qū)域包括具有周界186并被多個突片200固定的第一離散區(qū) 域184。在某些優(yōu)選實施方式中，所述一個或多個離散區(qū)域182可被稱為“擊破件”，下文使 用該術語。底部托盤140可由任何合適的材料制成，這通常取決于碳氫化合物的工藝條件。 示例性材料可以包括由西弗吉尼亞州亨廷頓市的hco Alloys International有限公司銷 售的商標為MONEL的碳鋼、不銹鋼、鈦或不銹鋼合金。可以使用任何合適的打孔器或沖壓機 制造底部托盤140。特別地，厚度為0. 34cm的材料可以在大于50 %到小于100 %的位移范圍 內(nèi)沖壓。材料的位移通常是指在材料被沖壓后，材料的一部分被推向其底部邊緣的下方。對 于厚度為0. 34cm的金屬板材，50%的位移意味著金屬從金屬板材的底部邊緣突出0. 17cm。 優(yōu)選位移為75%，以便允許可手動去除離散區(qū)域但又足夠堅固以便在碳氫化合物操作過程 中將所述區(qū)域保持在合適的位置。但是，可根據(jù)材料的類型和厚度改變期望的位移。通常， 沖壓作用還形成一個或多個將離散區(qū)域固定在各自的孔內(nèi)的突片。參照圖3和圖6，腹板巧4可形成總體上具有圓形形狀168的第一孔158。在孔 158內(nèi)，第一離散區(qū)域184可包括周界186，雖然所述周界可以為與孔158的形狀相應的任 何形狀，但在本示例性實施方式中所述周界為圓形。第一離散區(qū)域184的周界186與離散 區(qū)域150的腹板巧4形成一條或多條刻痕線，優(yōu)選為多條刻痕線188?？傮w上，周界186和 腹板1 可形成第一刻痕線192和第二刻痕線194。多個突片200，即具有第一突片長度的 第一突片204和具有第二突片長度的第二突片208可將第一離散區(qū)域184固定在周界186 內(nèi)。在該優(yōu)選的實施方式中，由于孔158和區(qū)域184為圓形形狀，第一和第二突片段形成有 角度?？傮w上，突片204和突片208具有沿周界186的圓周延伸的長度。通常，突片總長度 與圓周周長的長度比值為0.03 1，優(yōu)選為0.05 1-0.2 1。但是，應當理解，可以使用 任何比值和/或任何長度的突片。參照圖7，該圖示出另一示例性第一部件MO的一部分，該部分上的一個或多個孔252可具有其它形式。通常，所述一個或多個孔252可以是具有橢圓形狀268的第一孔252。 另外，一個或多個離散區(qū)域觀2，特別是第一離散區(qū)域觀4，可以具有被多個突片290固定到 第一部件240上的橢圓形形狀觀8。參照圖4和圖5，圖中示出其它示例性部件340和440的至少一部分。這些其它 部件340和440示出具有被一個或多個離散區(qū)域覆蓋的孔的底部托盤部件的可選圖案。特 別地，在示例性部件340中，外部區(qū)域362被一個或多個離散區(qū)域覆蓋，內(nèi)部區(qū)域358暴露。 在部件440中，孔和離散區(qū)域可以是混合在一起的448。隨著生產(chǎn)能力需求的增加，可根據(jù) 需要去除這些離散區(qū)域。圖8示出底部托盤140的示例性變型。特別地，圖3中所示的離散區(qū)域184被打 擊部件520例如錘子或棒槌選擇性地結合沖壓部件530例如打孔器、鑿子或螺絲起子去除。 圖8中示出錘子520和打孔器530。底部托盤140可以包括與多個突片200連接的一個或 多個離散區(qū)域182。因此，可通過如下方法容易地改變底部托盤140以便增加流經(jīng)下導管 130的液體，即，使用錘子520和打孔器530去除至少一個離散區(qū)域或擊破件184從而暴露 孔 158。作為例子，參照圖6和8，底部托盤140的厚度可以為0. 且拉伸強度為 400megaN/m2的碳鋼。突片204和208的總面積為0. 084cm2,每一個突片的長度為0. 32cm。 如果第一離散區(qū)域184被移動50%，去除區(qū)域184的力可以是3500N。如果第一離散區(qū)域 184被移動75%，去除區(qū)域184的力可以是1800N。擊破件182被充分固定以確保在碳氫化合物處理操作過程中不會無意被去除，但 該擊破件又可以手動力容易地去除，從而加速停機例如維修檢查期間的改變。這種效率可 有助于設備重新操作并最小化停機時間。雖然結合下導管的底部托盤對擊破件進行了說明，但應當理解這種擊破件也可用 于其它流體導流板，例如分餾托盤或板。由此，擊破件可容易地用于增加在其它碳氫化合物 操作中設備的能力，特別是希望增加流體尤其是流經(jīng)固體導流板的液體的流量。示例下述例子用于進一步說明公開的實施方式。對這些實施方式的說明并非意在將權 利要求限制于這些例子的具體細節(jié)。這些例子基于類似工序的工程計算和實際操作經(jīng)驗。比較示例1 將厚度為0. 19cm的兩個托盤設置在下導管內(nèi)，每個托盤都形成60個孔，每一個孔 的直徑均為1.9cm。在下導管內(nèi)還設置V形動量緩沖板。向下導管內(nèi)提供高度為5cm、15cm 和25cm的液體。液體以所述每一個高度流經(jīng)下導管。示例 1 將厚度為0. 19cm的兩個托盤設置在下導管內(nèi)，托盤上的孔被離散區(qū)域占據(jù)。下導 管內(nèi)沒有插入動量緩沖板。向下導管內(nèi)提供不同高度的液體5cm、15cm和25cm。測量流經(jīng) 槽的液體總量。在使液體位于槽內(nèi)后，在上述任何高度的情形下都沒有發(fā)現(xiàn)流經(jīng)托盤的液 體泄漏。示例 2 將厚度為0. 19cm的兩個托盤設置在下導管內(nèi)，每一托盤都形成60個孔，每一個孔 的直徑均為1.9cm，其中一些孔被擊破件以圖4所示的圖案占據(jù)。在下導管內(nèi)還設置V形動量緩沖板。在下導管內(nèi)設置高度為5cm、15cm和25cm的液體。在每一個高度，流體流經(jīng)沒 有被占據(jù)的孔，但不流經(jīng)擊破件。示例 3 將厚度為0. 27cm的兩個托盤放置在下導管內(nèi)，每一托盤都形成60個孔，每一個孔 的直徑為1. 9cm，其中一些孔被擊破件以圖5所示的圖案占據(jù)。用于保持所述一個或多個擊 破件的突片被朝上設置在下導管內(nèi)。在下導管內(nèi)還設置V形動量緩沖板。向下導管內(nèi)提供 高度為5cm、15cm和25cm的液體。在每一個高度，流體流經(jīng)沒有被占據(jù)的孔，但不流經(jīng)擊破 件。示例 4 將四個具有一個或多個離散區(qū)域的碳鋼托盤放置在外部一端時間，所述一個或多 個離散區(qū)域占據(jù)下導管的全部孔。特別地，將兩個碳鋼托盤放置在外部3個小時，兩個放置 在外部6個小時。在任何一種情況下，被一個或多個離散區(qū)域覆蓋的孔均保持其整體性并 且被錘子去除。無需進一步闡述，相信本領域的技術人員根據(jù)上述說明可充分實現(xiàn)本發(fā)明。因此， 上述優(yōu)選的具體實施方式
應被理解為僅是示例性的，并非對本公開的其余部分的限制。根據(jù)上述說明，本領域的技術人員可容易地確定本發(fā)明的實質特征，并且在不脫 離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種不同的修改和變型以使其適應各 種不同的用途和情形。
權利要求
1.一種用于氣液接觸設備(100)的裝置(120)，所述氣液接觸設備包括一部件(140)，所述部件包括不可破壞部分(150)；和可破壞部分(180)，所述可破壞部分適于通過施加有效大小的力而去除以產(chǎn)生用于供 流體流經(jīng)的一個或多個孔(152)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置(120)，其特征在于，所述不可破壞部分(150)形成一個 或多個孔(152)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置(120)，其特征在于，所述可破壞部分(180)包括一 個或多個離散區(qū)域(182)。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的裝置(120)，其特征在于，所述不可破壞部分(150) 包括圍繞所述一個或多個孔(15 和所述一個或多個離散區(qū)域(180)中的每一個的腹板 (154)。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的裝置(120)，其特征在于，每個所述離散區(qū)域(182)具有 周界(186)，所述周界與所述不可破壞部分(150)形成一條或多條刻痕線(188)。
6.根據(jù)權利要求3、4或5所述的裝置(120)，其特征在于，所述離散區(qū)域(182)包括第 一離散區(qū)域(184)，所述第一離散區(qū)域與所述不可破壞部分(150)形成多條刻痕線(188)并 且包括連結至所述不可破壞部分(150)的多個突片000)。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置(120)，其特征在于，所述刻痕線(188)和突片O00)圍 繞所述第一離散區(qū)域(184)的周界(186)交替。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的裝置(120)，其特征在于，突片總長度與周界長度的比值 為 0. 03 1-0. 4:1。
9.根據(jù)權利要求4所述的裝置(120)，其特征在于，所述一個或多個孔(15 和所述一 個或多個離散區(qū)域(18 中的每一個都具有圓形形狀(168)或橢圓形形狀088)。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置(120)，其特征在于，所述部件(140)包括 碳鋼、不銹鋼或鈦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于氣液接觸設備(100)的裝置(120)，所述氣液接觸設備(100)可包括一部件(140)，該部件(140)可包括不可破壞部分(150)，和可破壞部分(180)，所述可破壞部分適于通過施加有效大小的力而去除以產(chǎn)生用于供流體流經(jīng)的一個或多個孔(152)。
文檔編號B01D3/20GK102065967SQ200980122930
公開日2011年5月18日 申請日期2009年5月1日 優(yōu)先權日2008年6月18日
發(fā)明者J·阿格內(nèi)洛 申請人:環(huán)球油品公司