专利名称：超大型容器的运输和竖立的制作方法
技术领域：
本发明涉及超大型容器的运输和竖立。具体地，涉及一种使超大 型容器准备好以进行运输和/或竖立的方法、 一种运输超大型容器的方法、以及一种竖立超大型容器的方法。
技术背景通常，在化学处理装置中所需的容器的直径很大、从一端到另一 端的距离很长、并且需要内部构件一一例如热传管。 一般地，这些容 器为压力容器，在低于大气压或高于大气压的压力下操作，并且还在 其他苛刻的条件一一例如非常高的温度一_下操作。当设计这些容器 时，除了要考虑例如制造、运输和竖立的容易性与成本等因素外，还 必须考虑所有工艺条件。当设计容器时，尤其是设计超大型容器时，必须加以确定的设计 规格之一是该容器的壁厚。通过使用本领域技术人员已知的适当的公式或者运算法则，以及通过考虑以下因素，比如操作压力和温度、 构造材料、喷嘴的设置与否和位置、必须附连到容器壁上的其他容器 内部构件以及静载荷和动载荷，可以确定容器壁的最小厚度。然后还 要按照惯例留出余量以应付该容器例如在制造、运输和竖立过程中可 能承受的其他力，从而增加容器壁的设计厚度。能够理解，对于这些 容器，例如超大或者超长的容器，由于针对运输和竖立而留出余量， 因此采用上述方法得出的容器壁的设计厚度可能非常厚，使加工(例 如焊接和热处理)非常困难并且非常昂贵。通过使用受限的壁厚余量、 内部支承件、内部和/或外部支撑环和件以及类似物，这个问题可以 减轻到有限程度，但是缺点是增加了容器质量、增加了制造工作量 和成本以及使运输和竖立复杂化。发明内容依照本发明的第一方面，提供了一种准备超大型容器准备以进行运输和/或竖立的方法，该方法包括用可流动的填充材料至少部分 地填充该容器，其中该可流动的填充材料大致呈固态或者能够被制成 为大致呈固态，以便为了运输和/或竖立的目的而加强容器。在本申请文件中，用语"超大型容器"是指长度与直径的比至少 为5并且直径至少为2米的容器。而且，"大致固态"的填充材料是 指包括凝胶、胶类物质、半固态物质、以及类似物质，与不采用本发 明方法的情形相比，这些填充材料足够牢固以将容器加强到 一定程度 从而能够采用减小的设计壁厚。固态的可流动材料包括当在其大的自 身重量的作用下被压紧时可视为固体的颗粒材料和粉末。优选地，整个容器都填充可流动材料。从而整个容器都优选地填 充固态材料以便为了运输和/或竖立的目的而加强容器。该容器可以包括内部构件，该方法可以包括通过将内部构件浸没 在填充材料中的方式或者通过使填充材料围绕内部构件的方式而利 用该填充材料固定该容器的内部构件。可流动填充材料可以是能够被固化的流体，因此该方法可以包括 对容器中的可流动填充材料进行固化，或者允许容器中的可流动填充 材料凝固。在本发明的一个实施方式中，可流动填充材料是一种在环境条件 下通常为固态而在升高的温度下能够流动的材料，例如像费托衍生蜡 那样的烃。因此该方法可以包括用处允许烃流动的温度下的烃填充 容器，随后固化烃或者允许烃凝固一一例如通过使烃散去热量。可流动填充材料，例如烃，可以包括用在使用该容器的处理过程 中的催化剂。因此，对于一些工艺容器和工艺过程，容器可以有利地 预先装载将用在该工艺过程中并且甚至可以包括催化剂的填充材料， 其中该容器的预先装载还用作为了运输和/或竖立的目的而加强该容 器。为了在竖立之后使该容器进入操作状态，固态填充材料，例如蜡， 能够通过加热而使蜡熔化的方式重新转化成流体。在本发明的另一实施方式中，可流动填充材料是一种在环境条件 下通常为液体而在低于环境温度条件时凝固的材料，例如水或者冷冻水。从而该方法可以包括将容器中的可流动填充材料冷却到使填充 材料成为固态的低于环境温度的温度，以及在运输和/或竖立过程中 使所述填充材料保持在该温度下。向填充材料添加热或者从填充材料散去热可以通过容器壁进行。 替换地或附加地，当该容器包括适合用于这种目的的像传热管或盘管 那样的内部构件时，可以使用这些内部构件。在本发明的另一实施方式中，可流动填充材料是一种颗粒材料。 这种颗粒材料的示例包括矿物或矿石颗粒、沙子、锯屑、以及天然塑 料或合成塑料或聚合材料的颗粒，所述天然塑料或合成塑料或聚合材 料比如橡胶、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或者ABS珠。有利地，当 使用颗粒材料时，不必为了加强该容器或者为了从该容器中移除填充 材料而改变该材料的状态。在本发明的又一 实施方式中，可流动填充材料是一种泡沫能够固 化的发泡流体。从而该方法可以包括用泡沫填充容器以及使泡沫固 化。这种情况下，该方法还可以包括用泡沫释放辅助化合物涂敷该 容器内的表面。为了从该容器中移除固态泡沫，可以采用合适的溶剂 或者试剂使该泡沫化学溶解，或者例如通过喷砂处理、喷丸处理、或 者使用超声波而使该泡沫发生机械或物理分解。该方法可以包括处理容器内的表面以避免该表面受填充材料的 损害，例如避免容器的内表面以及容器内部构件的外表面受到腐蚀和 /或侵蚀。处理该表面可以包括将保护涂层涂敷于该表面。该方法可以包括处理该填充材料以减小或减轻填充材料对容器 和/或其内部构件一一当设置有内部构件时一一的构造材料的可能的 有害影响。例如，填充材料可以与防蚀剂混合。依照本发明的第二方面，提供一种运输超大型容器的方法，该方 法包括通过用可流动的填充材料至少部分地填充容器来准备容器以进 行运输，所述可流动的填充材料大致呈固态或者能够被制成为大致呈 固态，以便加强容器；以及将处于这样的加强状态下的容器运输到目标地点。 可以按照前述方法准备该容器。依照本发明第二方面的方法可以包括将处于加强状态下的容器 装载到车辆上以运输该容器。该方法还可以包括运输到目标地点后， 将处于加强状态下的容器从车辆上卸下。依照本发明的第三方面，提供一种竖立超大型容器的方法，该方 法包括通过用可流动的填充材料至少部分地填充容器来准备容器以进 行竖立，所述可流动的填充材料大致呈固态或者能够被制成为大致呈 固态，以加强容器；以及竖立处于这样的加强状态下的容器。竖立容器可以包括在竖直平面内将容器从制造或者运输方位转 过一角度而到达操作方位。 一般地，容器绕着横向于容器的轴线转过 90°角。依照本发明第三方面的方法可以包括在竖立容器后，从容器移 除填充材料。必要的话，从容器移除填充材料可以包括处理该填充材 料以使其能够重新流动。处理填充材料可以包括加热填充材料，例如 使填充材料熔化。依照本发明第三方面的方法还可以包括处理填充材料和/或容器 以便于从该容器移除该填充材料。处理填充材料和/或容器以便于从 该容器移除该填充材料可以包括向填充材料和/或容器施加振动力， 和/或机械处理填充材料，例如采用链条、捅杆、搅拌器、刮刀、螺 旋钻或类似物。代替在竖立容器后从容器移除填充材料，依照本发明第三方面的 方法可以包括处理填充材料使其适合在使用该容器的工艺过程中在 该容器中使用。从而填充材料可以是在使用该容器的工艺过程一一比 如费托合成工艺一一中通常存在于该容器内的试剂、产品、催化剂或 者惰性组分。可以按照前述方法准备该容器。 现在参照以下示例对本发明进行更详细的描述。
具体实施方式
具有大约10米的直径以及大约60米的长度并且设有像蒸汽盘管 那样的内部构件的超大型圆柱状容器设计成作为一整件工艺设备进 行运输。能够理解，这意味着该压力容器将具有在运输和竖立过程中 出现的所有点载荷。采用针对超大型容器的操作的设计温度和压力的传统压力容器 设计规范，计算出压力容器的壁厚为66亳米到76毫米之间。考虑到 制造、运输、质量和成本因素，优先选择66亳米的较小厚度。为了 允许这种较薄的壁厚，选用其单位质量强度大于碳素钢大约20%的 特殊构造材料，其中所述碳素钢通常用在使用所述超大型容器的工艺 条件下。选择较薄壁厚和该特殊构造材料的条件之一是该容器的形状 必须保持尽可能地接近最初设计形状，即，该容器必须保持圆柱状。以下这些组合因素，即容器的长度与直径的比、选择的壁厚、 点载荷、压力容器所安装的内部设备、以及需要在不弯曲壳軍或者甚 至不扭曲壳罩形状的情况下运输和竖立压力容器，要求采用特殊的措 施以确保不造成损坏或者不发生形状改变。解决这个问题的传统的工 程方案是选择较厚的壳罩，从而将导致比标准的碳素钢设计中的壁厚 大约厚25%。这将使该压力容器的制造(尤其是焊接和热处理)以 及该压力容器的操纵变得非常困难。通过本发明能够提高容器的强度，从而确保压力容器在操纵、运输 以及竖立的过程中不会弯曲或者扭曲，并且允许压力容器仅具有66毫 米的壁厚。对于本示例的特定工艺容器，可以预期该容器将填充液体蜡， 所述液体蜡将能够在该容器进行运输和竖立之前得以固化。能够理解， 通过使用可凝固的液体，比如蜡，该压力容器的内部构件得以完全固定。 有利地，当该容器旨在用于费托工艺时，预期为费托衍生蜡的所述蜡可 以包括费托催化剂。 一旦容器已经竖立，可以通过供应热，例如通过使 蒸汽流动经过所安装的蒸汽盘管，使费托蜡熔化，随后，压力容器能够 通过已经存在于容器内的费托衍生蜡和费托催化剂而^生产。
权利要求
1.一种准备超大型容器以进行运输和/或竖立的方法，该方法包括用可流动的填充材料至少部分地填充所述容器，所述可流动的填充材料大致呈固态或者能够被制成为大致呈固态，以便为了运输和/或竖立的目的而加强所述容器。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，整个所述容器都填充所述 可流动材料。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其中，所述容器包括内部构 件，所述方法包括通过使所述内部构件浸没在所述填充材料中的方 式或者通过使所述填充材料围绕所述内部构件的方式而利用所述填 充材料对所述容器的所述内部构件进行固定。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可流动的 填充材料是能够固化的流体，从而所述方法包括固化所述容器中的 所述可流动的填充材料，或者允许所述容器中的所述可流动的填充材 料凝固。
5. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可流动的 填充材料是在环境条件下通常呈固态而在升高的温度下能够流动的 材料。
6. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述填充材料 是经，从而所述方法包括用处于允许所述烃流动的温度下的所述烃 填充所述容器，随后固化所述烃或者允许所述烃凝固。
7. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可流动的填充材料包括用在使用所述容器的工艺过程中的催化剂。
8.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，所述可流动 的填充材料是在环境条件下通常呈液态而在低于环境温度时固化的 材料，从而所述方法包括将所述容器中的所述可流动的填充材料冷 却到所述填充材料成为固态的低于环境温度的温度，以及在运输和/ 或竖立过程中使所述填充材料保持在所述温度下。
9. 如权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述可流动 的填充材料是颗粒材料。
10. 如权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，所述可流动 的填充材料是泡沫能够固化的发泡流体，从而所述方法包括用所述 泡沫填充所述容器以及固化所述泡沫。
11. 一种运输超大型容器的方法，所述方法包括通过用可流动的填充材料至少部分地填充所述容器而准备所述 容器以进行运输，所述可流动的填充材料大致呈固态或者能够被制成 为大致呈固态，以便加强所述容器；以及将处于这样的加强状态下的所述容器运输到目标地点。
12. 如权利要求ll所述的方法，其中，所述容器按照权利要求l 到10中的任一项所述的方法进行准备。
13. 如权利要求11或12所述的方法，所述方法包括将处于加 强状态下的所述容器装载到车辆上以便运输所述容器，或者，在运输 到所述目标地点后，将处于加强状态下的所述容器从所述车辆上卸 下。
14. 一种竖立超大型容器的方法，所述方法包括通过用可流动的填充材料至少部分地填充所述容器而准备所述 容器以进行竖立，所述可流动的填充材料大致呈固态或者能够被制成 为大致呈固态，以便加强所述容器；以及竖立处于这样的加强状态下的所述容器。
15. 如权利要求14所述的方法，其中，竖立处于所述加强状态 下的所述容器包括在竖直平面内将所述容器从制造或者运输方位转 过一角度而到达操作方位。
16.如权利要求14或15所述的方法，所述方法包括在竖立所述 容器后从所述容器移除所述填充材料。
17. 如权利要求14或15所述的方法，所述方法包括处理所述 填充材料以使其适合用在使用所述容器的工艺过程中。
18. 如权利要求14到17中任一项所述的方法，其中，所述容器 按照权利要求1到10中的任一项所述的方法进行准备。
全文摘要
一种准备超大型容器以进行运输和/或竖立的方法，该方法包括用可流动的填充材料至少部分地填充该容器，该可流动的填充材料大致呈固态或者能够被制成为大致呈固态，以便为了运输和/或竖立的目的而加强该容器。
文档编号B01J8/00GK101237923SQ200680028596
公开日2008年8月6日 申请日期2006年7月31日 优先权日2005年8月3日
发明者兹比格涅夫·弗朗齐歇克·毛吉尧, 爱德华·卢多维克斯·科佩尔 申请人:南非煤油气科技(私人)有限公司