MX2008009375A - Deflector de torre de destilacion - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de des-arrastre mejorado para su uso en torres de destilación, especialmente torres de destilación al vacío utilizadas para destilación fraccionada de residuos atmosféricos de petróleo comprende un deflector el cual se localizaráen la porción de la torre bajo la zona de alimentación y en la parte superior de la zona de descarga. El deflector tiene la forma de una placa con aberturas sobre la zona de depuración y en su forma preferida comprende un número de aletas o paletas radiales, que parecen un ventilador estático con aberturas entre las aletas para permitir que vapores de las porciones inferiores de la cubierta pasen hacia arriba a través del deflector con una caída de presión mínima. Las aletas del deflector de preferencia se orientan en unángulo entre 30ºy 60ºlejos de la alimentación entrante, de modo que la corriente de alimentación entrante pasa rozando sobre los bordes superiores de las aletas.

Description

DEFLECTOR DE TORRE DE DESTILACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un deflector para su uso en una torre de destilación utilizada para separar líquidos en fracciones de puntos de ebullición. Particularmente es aplicable a torres de destilación al vacío utilizadas para la destilación fraccionada de líquidos de petróleo pero también puede utilizarse en torres y unidades de otros tipos donde el re-arrastre de un componente separado de líquido de alimentación entrante presenta problemas, típicamente en torres atmosféricas y fraccionadores en otras aplicaciones.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las unidades de separación, tales como unidades de destilación atmosférica, unidades de destilación al vacío y depuradoras de producto, son unidades de procesamiento principales en una refinería de petróleo o planta petroquímica. Las unidades de destilación atmosférica y al vacío se utilizan para separar petróleo crudo en fracciones de acuerdo con el punto de ebullición para unidades de procesamiento corriente abajo que requieren materiales de alimentación que cumplan con especificaciones particulares. En la destilación fraccionada inicial de petróleo crudo, se logran más altas eficacias y costos más bajos si la separación del petróleo crudo se logra en dos etapas: la primera, el petróleo crudo total es fraccionado en una presión esencialmente atmosférica, y en segundo lugar, una corriente de residuos de hidrocarburos de alto contenido de ebullición (el residuo atmosférico) se alimenta desde la unidad de destilación atmosférica hasta una segunda unidad de destilación que opera a una presión por debajo de la atmosférica, referida como una torre de destilación al vacio. La presión reducida en la torre de vacio permite a la unidad separar la fracción de residuos de la torre atmosférica en fracciones a más baja temperatura para evitar la desintegración catalítica térmicamente inducida de la alimentación . La unidad de destilación al vacío típicamente separa la corriente de residuos que viene de la unidad atmosférica en varias corriente de gas oil las cuales pueden categorizarse de acuerdo con las necesidades de la refinería como gas oil de vacío ligero, gas oil de vacío pesado o destilado al vacío. La fracción residual o de residuos no destilable sale de la unidad de destilación al vacío como una corriente de residuos líquidos. Información adicional con respecto al uso de destilación en refinería de petróleo se encontrará en Petroleum Refining Technology and Economics, Gary, J. H. y Handwerk, G. E., pp. 31-51, Marcel Dekker, Inc. (1975), ISBN 0-8247-7150-8 así como Modern Petroleum Technology, 4 Ed. , Hobson Applied Science Publishers, 1973, ISBN 0-8533-4487-6 y otras numerosas obras. En destilación atmosférica o al vacio, hidrocarburos más ligeros se vaporizan y se separan de hidrocarburos relativamente más pesados. Aunque los hidrocarburos más pesados pueden no vaporizarse, pueden transportarse en los hidrocarburos debido al arrastre. Éste es particularmente el caso dentro de muchos diseños comerciales de torres de vacio en las cuales la corriente de alimentación de dos fases en la torre generalmente está bajo condiciones turbulentas de modo que las gotitas de residuo separadas se arrastran fácilmente en los vapores que se están descargando de la corriente de alimentación entrante. El arrastre es indeseable debido primero a la presencia de alto punto de ebullición o fracciones indeseables pueden ser indeseadas por sus propiedades físicas, por ejemplo, viscosidad, y en segundo lugar, debido a hidrocarburos más pesados arrastrados se contaminan típicamente con compuestos que contienen metal tales como compuesto de vanadio o níquel, que pueden contaminar los catalizadores utilizados en el procesamiento corriente abajo. Mientras algunos contaminantes de metal entran a las fracciones más ligeras por vaporización, la reducción de arrastre es un método más efectivo para reducir contaminación de metales ya que son las fracciones más pesadas en las cuales estos contaminantes se concentran. Por esta razón, la presente invención puede aplicarse a torres de destilación fraccionada o de destilación independientemente de la presión operativa si la construcción de las torres o sus normas operativas han llevado a problemas de re-arrastre; puede aplicarse a torres atmosféricas, torres de vacio y torres de alta presión o cualquier unidad en la cual es deseable la reducción de re-arrastre . Las torres de destilación con frecuencia utilizan varios dispositivos de entrada tangencial para impartir fuerza centrifuga a la alimentación de dos fases que entra a la torre. Las gotitas no capturas en la zona de alimentación se arrastran con vapores ascendentes de la zona de descarga inmediatamente bajo la zona de alimentación y pasan hacia la zona de lavado sobre la zona de alimentación. Si las charolas del depurador se colocan en la parte inferior de la zona de descarga, el vórtice de alimentación turbulento tenderá a arrastrar el residuo de la charola superior del depurador e incrementar el grado de captura liquida, dependiendo, en parte por la fuerza de deformación de los vapores de alimentación en la superficie liquida/espumosa del estanque de liquido en la charola. Varias etapas se han utilizado o propuesto previamente para reducir el arrastre en destilación al vacio. Separadores de sólidos o almohadillas de malla de alambre pueden instalarse en cierto punto entre la zona de descarga y un punto de extracción de liquido. El separador de sólidos o las almohadillas de malla de alambre sin embargo, no pueden ser completamente satisfactorios debido a que pueden tener una tendencia a obturarse con petróleo crudo y otro material, tienen una tendencia a ser corrosivos, con orificios que resultan de la corrosión o simplemente son efectivos para reducir el arrastre. Métodos diferentes a almohadillas de separador de sólidos también han cumplido con sólo éxito limitado en muchas aplicaciones. Charolas convencionales de campanas de burbujeo sobre la zona de descarga pueden provocar que el vapor pase a través del liquido sobre la charola de campana de burbujeo, permitiendo por consiguiente que el vapor re-arrastre las gotitas de líquidos además de crear una caída de presión la cual puede ser excesiva, particularmente en una torre de vacío en la cual la caída de presión total de la torre (superior a inferior) debe mantenerse tan baja como sea viable . Las charolas de chimenea que tienen un número de elevadores unidos a una placa que tiene orificios, con un deflector unido a la parte superior de cada elevador también se han utilizado. Las charolas de chimenea están disponibles que utilizan dos cambios de dirección en el flujo del vapor/líquido para mejorar la separación de líquido/vapor tienen una caída de presión más baja que las campanas de burbujeo aunque aún no pueden ser completamente efectivas para reducir arrastre. Las Patentes Norteamericanas 4,698,138 (Silvey) y 5,972,171 (Ross) describen charolas de des-arrastre para torres de vacío que se basan en elevadores para efectuar la separación mejorado de líquido/vapor. Otro tipo de dispositivo de des-arrastre el cual se ha utilizado en varias aplicaciones ha tomado la forma de un deflector cónico con lados verticales que se asientan sobre un elevador de gran diámetro localizado en la parte superior de la sección del depurador de la torre de vacío. Mientras este dispositivo ha sido efectivo, es relativamente grande y no puede ser adecuado para la instalación en unidades existentes que no tienen tolerancias verticales adecuadas. Un problema adicional puede encontrarse en torres de vacío utilizadas para destilación de petróleo. La corriente de residuos de la torre atmosférica se pasa a la zona de descarga de la torre de vacío donde una porción de la corriente se vaporiza y viaja hacia la sección de rectificación o lavado en la porción superior de la torre. La porción líquida (no vaporizada) de la alimentación cae sobre las charolas en la zona del depurador en la posición inferior de la torre y puede agitarse una espuma por la corriente de vapor ascendente de la zona del depurador inferior así como por la corriente de alimentación entrante turbulenta; los elementos líquidos de la espuma entonces pueden recogerse y arrastrarse por los vapores ascendentes y transportarse con las fracciones más ligeras en la porción superior de la torre . Existe por lo tanto una necesidad de visualizar un dispositivo mejorado para reducir el grado de re-arrastre de líquidos separados en la corriente de vapor de una torre de destilación o columna, particularmente en columnas de destilación al vacío y atmosférica entre la zona de descarga y la zona del depurador. El dispositivo mejorado al mismo tiempo, debe provocar que una caída de presión mínima apropiada se utilice en unidades de destilación al vacío.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un dispositivo mejorado para torres de destilación o columnas que reduce efectivamente el grado al cual los líquidos separados se re-arrastran en las corrientes de vapor en las columnas. El dispositivo particularmente es adecuado para su utilización en torres que tienen una entrada de alimentación localizada sobre una zona que contiene líquido separado de la alimentación y cuyo arrastre se reducirá al grado viable. El dispositivo se adapta específicamente para utilizarse en torres de destilación al vacío utilizadas para destilación fraccionada de residuos atmosféricos de petróleo. En esta aplicación, tiene la capacidad de reducir el arrastre de la fracción de residuos líquidos en la corriente de vapor mientras, al mismo tiempo, ocupa un volumen más pequeño de la torre cuando se compara con tipos conocidos de dispositivo de re-arrastre. Su simplicidad de construcción también lo vuelve económico de construir e instalar asi como proporciona a posibilidad de una operación libre de problemas. Puede aplicarse a torres o columnas independientemente del tipo de dispositivo de alimentación y muchas más aplicadas con dispositivos tangenciales y radiales aunque en su forma preferida descrita en lo siguiente, es de utilidad especial con entradas de alimentación tangencial. De acuerdo con la presente invención, la torre de destilación tiene una zona de depuración inferior, zona de rectificación superior, y una zona de descarga entre la zona de depuración y la zona de rectificación. Una entrada para la alimentación que se destilará se localiza entre la zona de depuración y la zona de rectificación, normalmente dentro y hacia la parte superior de la zona de descarga. Una entrada para un medio de depuración, normalmente vapor, se localiza en la parte inferior de la zona de depuración de modo que el medio de depuración pase a través de la zona de depuración para remover los componentes más volátiles del material residual de alto punto de ebullición que entra a la zona de depuración desde la zona de descarga sobre la misma. Para reducir el grado de re-arrastre de material residual desde la zona de depuración en la corriente de vapor que asciende a través de la zona de descarga en la zona de rectificación, un dispositivo de reducción de re-arrastre se proporciona en la parte superior de la zona de depuración en forma de un deflector que permite el paso ascendente de vapor desde la zona de depuración pero inhibe el flujo descendente de vapor desde la zona de descarga hacia la zona de depuración. Este deflector puede tener la forma de una placa con aberturas simple o puede tener la forma de un deflector fabricado con pasajes para el flujo de vapor ascendente definido por los pasajes de flujo de vapor dirigidos ascendentemente, por ejemplo, en forma de un deflector "caja de huevos". En su forma más preferida, el dispositivo de reducción de re-arrastre toma la forma de un deflector radialmente entablillado el cual se localiza en la porción de la torre bajo la zona alimentación. El deflector tiene la forma de un número de aletas o paletas radiales, que parecen un ventilador estático con aberturas entre las aletas para permitir que vapores de la zona de depuración en la porción inferior de la torre pasen ascendentemente a través del deflector con una caída de presión mínima. Las aletas del deflector se orientan de preferencia de modo que la corriente de alimentación entrante pasa rozando las superficies superiores o bordes de las aletas pero pueden orientarse en cualquier ángulo con respecto al plano del deflector, como se describe en lo siguiente. Es un aspecto de la presente invención proporcionar un deflector de des-arrastre para su ubicación en una torre de destilación que tiene una zona de alimentación, una zona de descarga y una zona de lavado. El deflector incluye una pluralidad de aletas radiales con aberturas entre las aletas para permitir el paso ascendente de vapores desde la porción de la torre bajo el deflector. Cada aleta se inclina en forma angular con respecto a un plano que pasa a través de un eje central del deflector de modo que un borde superior de la aleta se desplaza con respecto al borde inferior en la dirección de flujo de la alimentación entrante hacia la torre. De preferencia, cada aleta se inclina de forma angular con respecto al plano que pasa a través del eje central del deflector de modo que el borde superior de la aleta se desplaza con respecto al borde inferior en la dirección de flujo de la alimentación entrante hacia la torre por un ángulo de 0o a 180°. De mayor preferencia, el ángulo está entre 30° a 60° y la inclinación de cada aleta con respecto al eje central del deflector es constante a lo largo de la longitud radial de la aleta. El deflector incluye un cubo circular central y un collar periférico separado del cubo circular central. La pluralidad de aletas radiales se extiende entre el cubo central y el collar periférico. El cubo central comprende un collar abierto que proporciona tubo de bajada de liquido para el paso de liquido descendentemente a través del deflector. El cubo central incluye un miembro de pared circular vertical y una cubierta sobre la parte superior del miembro de pared. El deflector además puede incluir por lo menos un collar intermedio separado entre el cubo circular central y el collar periférico. Un primer conjunto de aletas se extiende entre el cubo circular central y un collar intermedio y un segundo conjunto de aletas se extiende entre el collar intermedio y el collar periférico. Cada deflector de des-arrastre tiene por lo menos un ' tubo de bajada de liquido para permitir el paso descendente de liquido más allá del deflector. El tubo de bajada puede localizarse en una porción central del deflector. Alternativamente, el tubo de bajada puede desplazarse del centro del deflector. También se contempla que múltiples tubos de bajada puedan proporcionarse. Los tubos de bajada pueden extenderse en paralelo entre si. Los tubos de bajada pueden extenderse en un ángulo con respecto entre si.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención ahora se describirá junto con los siguientes dibujos en los cuales números de referencia similares designan elementos similares y en donde: La Figura 1 es una vista en corte transversal simplificada de la torre de vacio que ilustra la ubicación del deflector de tablillas radiales en la torre de vacio; la Figura 2 es una vista esquemática isométrica de un deflector de tablillas radiales de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 3 es una vista esquemática isométrica de un deflector de tabillas radiales con un tubo de bajada de liquido modificado de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; la Figura 4 es una vista esquemática isométrica de un deflector de tablillas radiales con un tubo de bajada de liquido modificado de acuerdo con aún otra modalidad de la presente invención; la Figura 5 es una vista esquemática isométrica de un deflector de tablillas radiales con un anillo de soporte de aleta intermedia de acuerdo con la presente invención; la Figura 6 es una vista esquemática isométrica de un deflector de tablillas radiales de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; la Figura 7 es una vista en corte transversal simplificado de un deflector de tablillas radiales de acuerdo con la presente invención que tiene una campana cónica que cubre una abertura en el collar central; y la Figura 8 es una vista en corte transversal simplificado de una variación del deflector de tablillas radiales de la Figura 7 que tiene una placa que cubre una abertura en el collar central.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente invención ahora se describirá en mayor detalle junto con las figuras. La Figura 1 muestra la ubicación de un deflector 10 en una torre 20 de vacio, con sólo la porción inferior de la torre ilustrada para simplicidad. La alimentación F entra a la torre 20 a través de dos entradas 21, 22 radiales que se alimentan en horquillas 23, 24 de entrada tangencial en forma de canales invertidos que dirigen la alimentación en una dirección descendente en la zona 25 de carga donde la vaporización comienza en el flujo de vapores ascendentes calientes desde abajo. Mientras dos entradas se muestran, la presente invención no se pretende para ser limitada de esta forma. Se contempla que una sola entrada o múltiples entradas pueden proporcionarse. La configuración de las horquillas 23, 24 de entrada confiere a un vector de rotación de movimiento hacia la alimentación entrante de modo que su trayectoria pueda considerarse con una hélice descendente. La alimentación entra a la zona de alimentación/descarga de la torre con un vector de rotación de movimiento impartido por el sistema de entrada de alimentación, la dirección de flujo de la alimentación entrante (con respecto de la torre) que se indica por las flechas 17, mostradas en la Figura 2. Varias configuraciones de horquilla de entrada alternativas se conocen y pueden utilizarse, por ejemplo, las configuraciones mostradas en US 4,770,747 y US 4,315,815. La alimentación mantiene su patrón de flujo rotativo característico dentro de la zona de alimentación y descarga de la torre y se mezcla con la corriente de vapor ascendente en la zona 25 de descarga. Las gotitas de líquidos de la alimentación se agitan hacia fuera por el movimiento rotativo dentro de estas zonas y se recolectan en las paredes 26 en la zona de descarga. Las gotitas de líquidos entonces se combinan y pasan hacia abajo hacia un canal 27 circular formado entre las paredes 26 inclinadas de la zona 25 de descarga y un collar 11 periférico exterior del deflector 10 localizado en la parte superior de la zona 30 del depurador. El líquido entonces pasa hacia abajo a través del tubo 16 de bajada, como se muestra en la Figura 2, formado por un espacio o espacios en el collar exterior del deflector 10 sobre la charola 31 del depurador superior en la zona de depuración y después sobre la siguiente charola 32 y sucesivamente a cualesquier charolas del depurador adicionales. Una entrada para el medio de depuración de vapor se proporciona en la sección 33 re-ebullición en la parte inferior de la torre. Trayectorias alternativas para el liquido hacia la zona 30 del depurador pueden proporcionarse, por ejemplo, mediante conductos formados externamente de la torre 20 o al tener un collar periférico más alto en el deflector con un número de lumbreras bajo el nivel de las aletas a través de las cuales el liquido puede pasar desde el canal 27 hasta la zona 30 del depurador. Los vapores que salen de la región bajo el deflector se unen con los vapores descargados de la alimentación entrante y se mueven hacia la zona de rectificación de la torre. Como se observa en lo anterior, el deflector 10 puede tener la forma de una placa con aberturas simple. El área en corte transversal total de las aberturas debe ser suficiente para permitir el paso ascendente de los vapores desde la zona de depuración, que comprenden el medio de depuración y los vapores depurados de la alimentación. La placa puede ser plana o no plana, por ejemplo, en forma de un cono amplio con aberturas. El flujo ascendente de los vapores de la zona de depuración tiende a evitar que la masa rotativa de fluido en la zona de descarga pase hacia abajo a través de las aberturas en la zona de depuración y de este modo sirve para reducir el grado al cual el liquido en la charola superior del depurador se re-arrastre en la masa rotativa de vapor/liquido en la zona de descarga. Para poder promover patrones de flujo deseables en los fluidos de doble fase en la zona de descarga, las paletas de flujo pueden proporcionarse en el deflector para los vapores que pasan a través de las aberturas. Estas paletas de flujo pueden proporcionarse en forma de una charola de chorro simplemente al perforar cortes en forma U en el deflector y doblar las tablillas de metal hacia arriba para formar paletas de flujo con ranuras longitudinales para permitir el flujo de vapor. Las paletas de flujo pueden dirigirse en las mismas direcciones o diferentes, por ejemplo, todas de la misma forma o en dos direcciones opuestas. Otra posibilidad es formar las paletas de flujo en grupos, por ejemplo, en cuadrados respectivos con las paletas dirigidas para proporcionar un patrón de flujo deseable en la zona de descarga. Alternativamente, las ranuras pueden configurarse como ranuras radiales que se extienden desde el área central de la placa hacia la circunferencia. Nuevamente, el área total de las aberturas será suficiente para permitir el flujo de vapor ascendente desde la zona del depurador; las áreas no perforadas entre las ranuras radiales servirán para inhibir el flujo descendente de vapor sobre la charola superior del depurador. De esta forma, el deflector es similar al Deflector de Tablillas Radiales preferido descrito en lo anterior.

Otra forma de deflector es un deflector tipo "caja de huevos" compuesto de dos grupos de tiras alargadas o placas planas que entrecruzan entre si para formar una serie de pasajes de flujo dirigidos ascendentemente para los vapores de la zona de depuración. Las placas pueden asegurarse a un collar circundante para fijarlas en su lugar y mantenerlas en el ángulo correcto con respecto al plano del deflector. Las placas entrecruzadas permiten fácilmente el flujo ascendente de vapores desde la zona de depuración mientras protegen el liquido sobre la charola superior del depurador de atraparse y arrastrarse por la masa rotativa de vapor/liquido en la zona de descarga. Mientras esos deflectores son adecuados para la reducción de re-arrastre, una construcción preferida ahora se describirá junto con las figuras. Los elementos estructurales básicos de un deflector 10 de acuerdo con una modalidad de la presente invención, referidos como un Deflector de Tablillas Radiales, se muestran en la Figura 2. El deflector 10 completo parece un ventilador, aunque uno que no gira. Comprende un collar 11 periférico el cual se dimensiona para ajustarse al interior de la torre 20 en la cual va a utilizarse el deflector 10. Un collar 12 interior central forma un cubo central. Un número de aletas 13 radiales, similares a las paletas de un ventilador, se extiende entre el collar 12 central y el collar 11 periférico exterior. Una aleta 13 sencilla se ilustra en la Figura 1. Cada una de las aletas 13 tiene una construcción similar. Cada aleta 13 tiene una construcción generalmente plana, como se muestra en las Figuras 2-5. La presente invención, sin embargo, no se pretende para ser limitada a una construcción plana; de hecho, se contempla que otras configuraciones que incluyen la construcción corrugada mostrada en la Figura 6 se contemplen y consideren para estar bien dentro del alcance de la presente invención. Las corrugaciones o curvaturas en la aleta 113 incrementan la estabilidad de las aletas y pueden servir para mejorar la recolección del componente arrastrado. Las aletas 13 ó 113 se extienden externamente del collar 12 interior. Es preferible que la porción más 'superior de las aletas se localice bajo el borde superior del collar 12, pero sobre el borde más superior del collar 11 periférico. Como se muestra en la Figura 2, un par de placas 18, 19 paralelas se extiende a través del deflector 10 desde un lado al otro bajo el nivel de las aletas 13 y el collar 12 central para formar un tubo 16 de bajada de liquido radial, centralmente localizado con entradas de liquido radialmente opuestas en cada extremo para permitir que el liquido fluya desde el canal 12 circular en la zona 25 de descarga hasta la charola 31 del depurador bajo el deflector 10. El collar 11 periférico se interrumpe en las regiones donde se encuentra con las placas 18, 19 para permitir la entrada de liquido a través del canal 27. El collar 12 central puede dejarse abierto, como se muestra en las Figuras 2-6 para proporcionar una trayectoria adicional para que pase el vapor hacia arriba de la región bajo el deflector, o alternativamente, pueda sellarse por una placa circular si el área abierta del deflector es de otra forma adecuada para la capacidad de flujo de vapor requerida. Si el collar 12 central se deja abierto para el flujo de vapor, puede ser cubierto con una placa o campana que tiene aberturas o ranuras formadas en la misma, que permite el flujo de vapor a través del mismo y evita que cualesquier gotitas de líquidos, por ejemplo, en forma de rocío, pasen hacia las zonas del depurador. La cubierta puede proporcionarse por una placa 300 circular plana, como se muestra en la Figura 8 que es soportada por el borde superior del collar 12 por varillas o montantes 301, que permiten una trayectoria de flujo de vapor entre el borde superior del collar 13 y la cubierta 300. La placa 300 puede incluir aberturas en la misma para permitir el p aso de vapor a través de la misma. La cubierta puede proporcionarse por una campana o tapa 200 en forma de domo o cónica soportada sobre el borde superior del collar 12 por varillas o montantes 201 planos que permiten una trayectoria de flujo de vapor entre el borde superior del collar y el borde periférico inferior de la cubierta, como se muestra en la Figura 7. La cubierta o tapa puede tener ranuras o aberturas 302 formadas en la misma para permitir el paso de vapor adicional a través de la misma . La presente invención no se pretende para ser limitada a la modalidad descrita en la Figura 2, otras disposiciones de tubo de bajada como se describe, por ejemplo, en las Figuras 3-6 se considera que están bien dentro del alcance de la presente invención. La Figura 3, por ejemplo, muestra un deflector de tablillas radiales similar a aquel de la Figura 2 (números de referencia para elementos similares omitidos para claridad) con un tubo 40 de bajada de cadena sencilla localizado en un punto alrededor de la periferia del collar 11. En este caso, una placa 41 plana se extiende en cadena desde un punto en la circunferencia del collar 11 hasta otro punto, bajo el nivel de las aletas 13 para definir el tubo de bajada entre la placa 41 y la superficie curvada interior de la columna de modo que el liquido pueda pasar a través de la misma. La disposición en cadena puede duplicarse en lados radialmente opuestos del deflector como se muestra en la Figura 4 (referencias de elementos similares nuevamente omitidas) donde las placas 42, 43 planas se extienden a través de la trayectoria circunferencial del collar 11 para formar dos tubos 44, 45 de bajada en cadena entre las placas y la superficie curvada interior de la columna. La formación de múltiples tubos de bajada se considera que está bien dentro del alcance de la presente invención. Las placas planas pueden disponerse en un ángulo con respecto a una placa plana adyacente. Las placas pueden ser paralelas, como se muestra en la Figura 4. Las placas pueden ser ortogonales con respecto entre si, como se muestra en la Figura 6. Otros ángulos de orientación se contemplan y se considera que están bien dentro del alcance de la presente invención. Las aletas 13, 113 en el deflector de tablillas radiales pueden dirigirse en un ángulo en cualquier lugar entre 0o y 180° con respecto al plano del deflector, es decir, pueden yacer en el plano del deflector (en cuyo caso el deflector se vuelve un deflector radialmente ranurado como se describe en lo anterior) o puede dirigirse para proporcionar pasajes de flujo de vapor ascendente ya sea orientados hacia o lejos déla dirección de rotación del sistema de vapor/liquido de doble fase en la zona de descarga. La configuración preferida es para que las aletas impartan una rotación a los vapores que ascienden de la zona del depurador en la misma dirección que la rotación en zona de descarga. En este caso, las aletas se disponen en forma angular de modo que la alimentación "pasa rozando" sobre la parte superior de las aletas en el transcurso de su movimiento rotacional en la zona de descarga. Mientras las aletas pueden estar orientadas hacia la dirección de rotación del sistema de vapor/líquido de doble fase, no es preferible debido a que el flujo de rotación podría entrar a la cámara bajo el deflector y perturbar la superficie líquida provocando arrastre adicional. En términos generales, la disposición angular de las aletas puede describir por referencia a un ángulo característico entre el plano de cada aleta y el plano radial que pasa verticalmente a través del eje central del deflector (el cual corresponde al eje vertical de la torre) . Este ángulo variará entre 90° y +90° con un ángulo característico de 0o que representa una aleta vertical y ángulos de 90° que representan aletas paralelas al plano del deflector, equivalente al deflector radialmente ranurado. El sentido del ángulo (valores de - o +) pueden expresarse con respecto a la dirección de rotación del sistema de vapor/líquido en la zona de descarga. Las aletas definen pasajes de flujo para los vapores ascendentes del depurador y se prefiere que estos pasajes de flujo dirijan los vapores ascendentes en el mismo sentido rotacional que la rotación en la zona de descarga, es decir, en la dirección de flujo del sistema de doble fase en la zona de descarga. La inclinación inversa de las aletas (el flujo de vapor contra la rotación de zona de descarga) no se favorece generalmente debido a tales casos, a que las aletas pueden tender a "desprender" la capa inferior de alimentación entrante y dirigirla hacia abajo sobre la charola superior del depurador donde agitará el líquido e inducirá rearrastre. Ángulos bajos característicos, por ejemplo, de 0° a 30°, en la dirección deseada permitirán un buen flujo de vapor puesto que la disposición axial o casi axial de las aletas permitirá un buen flujo ascendente de la región bajo el deflector, asumiendo un espacio razonable entre las aletas. Normalmente, el ángulo característico será de 30° a 60° con respecto al eje vertical central del deflector, con un valor de 45° siendo el más preferido. Dentro de este margen, las aletas actuarán para evitar que o por lo menos impedir que el flujo de corriente de aire descienda a través del deflector hacia la región de la charola superior del depurador mientras al mismo tiempo, proporcione un área adecuada para flujo ascendente de vapores desde la parte inferior del depurador. Esta disposición angular preferida también será efectiva para eliminar vapores de la región bajo el deflector por un efecto tipo eductor ya que la alimentación sopla sobre los deflectores en ángulo para arrastrar vapores ascendentes aunque el paso descendente de vapores de alimentación es impedido por las aletas, el re-arrastre de líquido residual de la charola del depurador se evita ampliamente. El ángulo característico óptimo para un deflector en cualquier servicio dado es dependiente de un número de variables tal como la composición física de la alimentación (relación de vapor/liquido bajo condiciones prevalentes de torre) , proporción de alimentación, proporción del gas de depuración (vapor) con respecto a la proporción de alimentación, diámetro de la torre, ubicación de las horquillas de entrada con respecto al deflector, ubicación del deflector con respecto a la charola superior del depurador, con la relación entre estas variables siendo complicada extraordinariamente. En la mayoría de los casos, la dinámica de fluido computacional indicará el ángulo característico apropiado (o margen de ángulos) para un caso dado pero en la mayoría de los casos, normalmente será suficiente para seleccionar un ángulo dentro del margen preferido de resultados adecuados. El ángulo característico no necesita ser constante a lo largo de la longitud radial de la aleta y, de hecho, puede existir una ventaja para ser obtenido al impartir un "torcimiento" a las aletas, en la forma o un propulsor de aeroplano, con el ángulo característico variando desde el extremo interior de la aleta hasta el extremo exterior. El ángulo característico puede incrementar o disminuir a lo largo de la longitud de las aletas, nuevamente dependiendo del diseño de la torre y las variables operacionales . Las dinámicas de fluido computacionales o experimentos pueden utilizarse para revelar un valor óptimo de la variación radial para el ángulo característico en cualquier caso dado.

Un problema que puede ser encontrado con deflectores para columnas de diámetro relativamente grande es que las aletas radiales requieren soporte a lo largo de su longitud; también, conforme incrementa el radio, la distancia entre cada aleta incrementa correspondientemente y el área abierta puede incrementar más allá de la cantidad necesaria para el flujo de vapor fuera de la zona del depurador. Una forma de deflector que dirige ambos de estos problemas se muestra en la Figura 5. Esta variante del deflector es similar a la mostrada en la Figura 2 (números de referencia para elementos similares omitidos para claridad) pero tiene un anillo 60 de soporte de aleta intermedia que se localiza entre el collar 51 central y el collar 50 periférico exterior. Un número de aletas 52 radiales interiores similares entre si se extiende entre el cubo central y el collar 60 intermedio, sujetado al cubo y el collar en cada extremo. Se contempla que más de un collar 60 intermedio pueda proporcionarse, lo cual producirá múltiples anillos de aletas. Múltiples collares intermedios pueden ser necesarios para deflectores de diámetro grande de modo que las aletas tendrán la rigidez necesaria. Un número de aletas 63 exteriores, nuevamente similares entre si se extienden entre el collar 60 intermedio y el collar 50 periférico, sujetado a los dos collares en sus extremos respectivos. El número de aletas exteriores puede diferir del número de aletas interiores y, si es asi, el número de aletas exteriores normalmente será mayor en vista del área más grande entre el collar intermedio y el collar periférico. Similarmente, las aletas exteriores pueden dimensionarse o conformarse en forma diferente a las aletas interiores puesto que el área exterior más grande permitirá que las aletas con una dimensión transversal más grande se acomoden. El tubo de bajada de liquido es de un tipo en cadena sencilla similar a aquel mostrado en la Figura 3. Una placa 64 plana se extiende a través de la circunferencia del collar 50 para formar la entrada del tubo de bajada entre la placa 64 y la superficie curvada interior de la columna. Dinámicas de fluido computacionales han demostrada la capacidad del deflector para reducir las velocidades de flujo axiales en la zona de alimentación/descarga de la torre, típicamente de valores tan altos como 14m/s a aproximadamente 2m/s, con uniformidad mejorada del flujo axial a través del diámetro de la torre. Beneficios de deflector de tablillas radiales preferido compartidos a un mayor o menor grado con los deflectores de placa con aberturas más simples, incluyen: • Instalación a bajo costo: el deflector de tablillas radiales es relativamente pequeño y no es complicado; no requiere de gran cantidad de soldadura que se necesita con deflectores de tipo tapa. • Es más pequeño en tamaño, por lo tanto reduce menos el volumen de zona de descarga disponible, un atributo deseable ya que reducciones en el volumen de la zona de descarga pueden tener un impacto negativo sobre la eficacia de captura de gotitas de alimentación. • El deflector de tablillas radiales, siendo inferior en perfil que la tapa cónica, puede instalarse en torres que tienen zonas de descarga pequeñas; también, la remoción de una o más charolas de depuración con sus costos mecánicos elevados y la reducción en el punto de corte no es necesaria. · El deflector de tablillas radiales tiene un potencial de re-arrastre inferior con respecto al diseño de tapa cónica que tiene la posibilidad de re-arrastrar el liquido por las fuerzas de cizalla debido a la xforma U' por el vapor. · El deflector de tablillas radiales tiene una caída de presión baja, un atributo muy deseable en una torre de vacío. Será aparente para aquellos con experiencia en la técnica que varias modificaciones y/o variaciones pueden hacerse sin apartarse del alcance de la presente invención.

De este modo, se pretende que la presenta invención cubra las modificaciones y variaciones del método en la presente, con la condición de que entren dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes.

Claims (14)

1. EIVINDICACIONES 1. Un deflector de des-arrastre para su ubicación en una torre de destilación que tiene una zona de alimentación, una zona de descarga y una zona de lavado, el deflector comprende una pluralidad de aletas radiales con aberturas entre las aletas para permitir el paso ascendente de vapores desde la porción de la torre bajo el deflector.
2. 2. Un deflector de acuerdo con la reivindicación 1, donde cada aleta se inclina en forma angular con respecto a un plano que pasa a través de un eje central del deflector de modo que un borde superior de la aleta se desplaza con respecto al borde inferior en la dirección de flujo de alimentación entrante hasta la torre.
3. 3. Un deflector de acuerdo con la reivindicación 2, donde cada aleta se inclina en forma angular con respecto al plano que pasa a través del eje central del deflector de modo que el borde superior de la aleta se desplaza con respecto al borde inferior en la dirección de flujo de alimentación entrante hasta la torre por un ángulo de 0o a 180°.
4. 4. Un deflector de acuerdo con la reivindicación 3, donde el ángulo está entre 30° a 60°.
5. 5. Un deflector de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-4, donde la inclinación de cada aleta con respecto al eje central del deflector es constante a lo largo de la longitud radial de la aleta.
6. 6. Un deflector de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende por lo menos un tubo de bajada de liquido para permitir el paso descendente del liquido más allá del deflector.
7. 7. El deflector de acuerdo con la reivindicación 6, donde por lo menos un tubo de bajada de liquido se localiza en una porción central del deflector.
8. 8. El deflector de acuerdo con la reivindicación 6, donde por lo menos un tubo de bajada de liquido se desplaza del centro del deflector.
9. 9. El deflector de acuerdo con la reivindicación 6, donde por lo menos un tubo de bajada de liquido comprende dos pasajes de liquido separados.
10. 10. El deflector de acuerdo con la reivindicación 6, donde por lo menos un tubo de bajada de liquido comprende por lo menos dos tubos de bajada, donde un tubo de bajada se dispone en un ángulo con respecto a otro tubo de bajada.
11. 11. El deflector de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende: un cubo central circular; un collar periférico separado del cubo circular central, donde la pluralidad de aletas radiales se extiende entre el cubo central y el collar periférico.
12. 12. Un deflector de acuerdo con la reivindicación 11, donde el cubo central comprende un collar abierto que proporciona un tubo de bajada de liquido para el paso de liquido hacia abajo a través del deflector.
13. 13. Un deflector de acuerdo con la reivindicación 11, donde el cubo central comprende miembro de pared circular vertical y una cubierta sobre la parte superior del miembro de pared.
14. 14. Una torres de destilación que comprende: una zona de alimentación, una zona de descarga, una zona de depuración inferior localizada bajo la zona de descarga, una zona de rectificación sobre la zona de descarga, y un deflector de des-arrastre de acuerdo con acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.