D-103E

STANDARD ENGINEERING SPECIFICATION

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TOYO ENGINEERING CORP. ISSUED

D-103 E

FRACTIONATING TRAYS PAGE

APR. 15, ’99

NOTE:

T E S

1

THIS SPECIFICATI SPECIFICATION ON IS VALID VALID FOR ANY SPECIFIC SPECIFIC PROJECT PROJECT ONLY ONLY WHEN MODIFIED TO COMPLY WITH SPECIFIC JOB REQUIREMENTS AND ACCOMPANIED BY A COVER SHEET. THE PARAGRAPHS INDICATED INDICATED BY MARK (*) ARE SPECIFIC JOB REQUIREMENTS. CONTENTS

PAGE 1.

GENERAL

2

1.1

Scope

2

1.2

Priority for the Requirements

2

1.3

Vendor’s Drawings and Responsibility

2

1.4

Purchaser ’s Drawings and Specifications

2

1.5

Vendor’s Drawings and Documents

2

2.

PERFO ERFOR RMANCE DES ESIIGN

4

2.1

Hydraulics

4

2.2

Tray Geometry

4

3.

MECHANICAL DES DESIGN

4

3.1

Material

4

3.2

Design Loading and Allowable Stress

5

3.3

Deflection

5

3.4

Support Beam

5

3.5

Tray Junctions

6

3.6

Tr Tray Support Ring

6

3.7

Others

6

4.

INSPECT ECTION ION AN AND TES TEST TS

7

4.1

General

7

4.2

Trial Assembly

7

4.3

Leakage Tests

7

5.

PAC PACKIN KING AND AND SH SHIP IPPI PING NG

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OF

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1. 1. 1

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GENERAL Scope

This specification, together with data sheets, Purchaser’s Requisition, Purchase Order/Inquiry, vessel Engineering Drawings sets forth the requirements for the design, fabrication, inspection, testing and supply of trays. This specification shall apply to conventional type trays such as valve trays, bubble cap trays, sieve trays and chimney trays. 1.2 1.2

Prio Priori rity ty for for the the Requ Requir irem emen ents ts

As a rule, priority order for the design, fabrication, inspection, testing and supply of trays is as follows ; (1) (2) (3) (4) (5) (5)

Applica Applicable ble legal legal requi requirem rement, ent, if any Requis Requisitio itions ns and and minutes minutes of meeting meeting Purchaser’s Purchaser’s vessel Engineering Engineering Drawings Drawings and/or data sheets Purcha Purchaser’ ser’ss Engineering Engineering Specific Specificatio ation n and Engineer Engineering ing Standard Standard Code Code and and standa standard rd,, if if any any However where there are conflicts between these drawings and documents, such conflicts shall be promptly referred to Purchaser for solution.

1.3 1.3

Vendo endor’ r’ss Gu Guar aran ante teee and and Resp Respon onsi sibi bili lity ty

1.3.1

Vendor shall guarantee the tray hydraulics, such as flooding approach, weep point, operating range, pressure drop specified on requisition and/or data sheets and downcomer back up based on the system factor factor specified on requisition and/or data sheets. If system factor is not specified by Purchaser, Vendor shall select the suitable figure in consideration of the data available. In the event that certain requirements can not be practical or desirable for the design of trays, it shall be the responsibility of Vendor to point out. In such case, alternate design shall be proposed by Vendor for Purchaser’s approval.

1.3.2

Vendor shall be responsible for the mechanical design of the trays including support beams and support structures.

1.3.3

Tray support ring, downcomer clamping bar and all other welded-parts to vessel required for tray installation shall be designed by Vendor. Detail drawings for such hardware shall be furnished to Purchaser for approval.

1.4 1.4.1

Purc Purcha hase ser’ r’ss Drawi Drawing ngss and and Sp Spec ecif ific icat atio ions ns

The related Engineering Specifications to supplement this specification are as follows ; (1) (2) (2) (3) (4) (4)

1.5

D-102E 02E R-20 R-201E 1E D-123E 23E R-20 R-203E 3E

“ Pr Pressure Ve Vessels ” “ Sho Shop p Qua Quali lity ty Cont Contro roll Req Requi uire reme ment ntss “ “ Vessel Standa ndard ” “Insp Inspec ecti tion on and and Tes Testt Pro Progr gram am””

Vend Vendor or’s ’s Draw Drawin ings gs and and Doc Docum umen ents ts

1.5.1

Vendor shall submit to Purchaser drawings and documents as called in Purchaser’s Requisition.

1.5.2

All drawings and documents shall give the name of t he client, Purchaser ’s Work No., Item No., and name of the commodity.

1.5.3

Drawings and documents to be submitted shall be in measurement system specified in Purchaser’s requisition. As a rule, drawing shall be prepared to scale and in third angle projection.

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1.5.4

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Vendor’s hydraulic calculation sheet shall contain at least; Floo Floodin ding g app appro roac ach h (je (jet) t) Flooding approach approach (downco (downcomer mer aeration, aeration, downc downcomer omer choke) choke) Down Downco come merr bac back k up up Syst System em fact factor or Weep limit limit (at 10% weep or at at the point point where Vendor Vendor can can guarantee) guarantee) in sieve sieve trays trays Entrainm Entrainment ent limit limit for for sieve sieve trays trays Tray Tray geom geomet etrry Weir load Crest Crest height height / fro froth th heig height ht Pressu Pressure re drop drop

Vendor’s performance chart shall contain at least ; (1) (1) (2) (2) (3) (3) (4) (5) (6) (7) (7) (8)

1.5.6

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(1) (1) (2) (3) (3) (4) (4) (5) (6) (7) (7) (8) (9) (9) (10) (10) 1.5.5


Jet Jet floo flood d cur curve ve Entr Entrai ainm nmen entt curv curvee Weep We epin ing g limi limitt curv curvee Dumpin Dumping g Curve Curve (for (for sieve sieve trays trays only) only) Downco Downcome merr chok chokee floo flood d cur curve ve Downco Downcomer mer aerati aeration on floo flood d curve curve Oper Operat atin ing g line line Design Design point point / Maximum Maximum operatin operating g point / Minimum Minimum opera operating ting point point

Tray assembly drawings and tower attachment drawings shall contain at least ; For tray assembly drawings : (1) Mechanical Mechanical design design data such such as design design temperatur temperature, e, design design load, allowable allowable deflec deflection tion (2) Parts Parts numbe numberr for for each each tray tray compo component nentss (3) Assembl Assembly y system system to faste fasten n the the tray tray components components (4) Dimens Dimension ion of each each tray tray comp compone onents nts (5) Layout Layout and and quanti quantity ty of valve valvess or perfo perforat ration ionss especially for combined valves of heavy and light, heavy valves location shall be clearly shown (6) Valve Valve type type or or perf perfora oratio tion n size size (7) Downco Downcomer mer widt width, h, downco downcomer mer clea clearan rance ce (8) Weir eir hei height ght (9) Depth Depth and and widt width h of suppor supportt memb member er (10) Drain size and its location (11) Clearance Clearance between between tray periphery periphery and tower tower shell For tower attachment drawings : (1) Tolerance Tolerance for tower tower attachmen attachmentt if Vendor Vendor cannot agree agree with with the requirements requirements shown shown in Fig.B Fig.B of Engineering Specification D-102. (2) (2) Width Width and and thick thickne ness ss of atta attachm chmen entt (3) Minimum Minimum throat throat thick thicknes nesss of fille fillett weld weld (4) (4) Loca Locati tion on of of clea clean n corn corner er

1.5.7

Purchaser’s approval for drawings and documents shall not relieve Vendor of his responsibility to meet all requirements of the purchase order.

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2. 2. 1

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PERFO ERFOR RMANCE DES ESIIGN Hydraulics

2.1.1

Vendor shall check the hydraulics by using tray l oading data specified on data sheets in Purchaser ’s Requisition. In the case that tray geometry is also specified on data sheets, Vendor shall rate the hydraulics based on such geometry. In the event that Vendor can not guarantee a certain hydraulic point, it shall be pointed out and the suggested design shall be submitted.

2.1.2

In case that no tray geometry is specified on data sheets, Vendor shall decide each dimension such that Vendor can guarantee the hydraulics.

2. 2

Tray Geometry

2.2.1

In case of Vendor’s design, flow path length shall not less than 450mm unless otherwise specified on data sheets.

2.2.2

In case of Vendor’s design, the under downcomer clearance and the outlet weir height shall be determined in consideration of the static seal. The design with no static seal is not acceptable unless otherwise specified on data sheets.

2.2.3

The quantity of perforations in sieve trays shall be tolerated within +/- 2% of that specified on data sheets or hydraulic calculation sheets.

3. 3. 1

MECHANICAL DES DESIGN Material

3.1.1

All material shall conform to those specified on Purchaser’s data sheet’s and/or vessel Engineering Drawings.

3.1.2

Minimum thickness(including the corrosion allowance) and the corrosion allowance for trays and components are as follows unless otherwise specified on data sheets ; < minimum thickness > Item Carbon Steel ( mm ) Alloy Steel ( mm ) Tray panel 3.5 2.0 Downcomer plate, Sumps 3.5 2.0 Weirs, Miscellaneous parts 3.5 2.0 (*1) Chimney deck 3 .5 2.0 (*1) Tray support beams 6 6 (*1) ; Vendor to confirm whether deformation is not expected in case that chimney is installed by seal welding. < corrosion allowance > Item Tray panel Downcomer plate, Sumps Weirs, Miscellaneous parts Chimney deck Tray support beams ♦ independent beam ♦ (*1)

Carbon Steel ( mm ) Nil Nil Nil 1/4 C.A.(*1) for both side

Alloy Steel ( mm ) Nil Nil Nil Nil

1/2 C.A.(*1) for all surface Nil

Nil

integral beam ; C.A. means the corrosion allowance for vessel shell

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Nil

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3.1.3

In the event that the tray panel thickness is changed from that specified on data sheets, the effect on pressure drop shall be furnished to Purchaser for approval.

3.1.4

Tray fastener material such as bolts, nuts, washers and clamps shall be 11-13% Cr for carbon steel trays and similar material to the tray panel material when alloy steel is specified. Minimum size of the bolting shall be M10.

3.2 3.2.1

8

Desi Design gn Load Loadin ing g and and Allo Allowa wabl blee Str Stres esss

Tray shall be designed with the combined load of dead weight and the uniform static load under operating condition. The uniform load shall be considered to act either upward or downward at design temperature. Separately, tray shall be designed in consideration of the concentrated load of 1177N (120kgf) in addition to dead weight at any point on the tray. Such load shall be considered to act downward. The uniform load, the concentrated load and each allowable stress shall be determined as shown below ;

Active area ♦ bottom tray & trays directly above/below flash feed ♦ other trays

uniform static load

concentrated load

4805Pa (490 kgf/m2)

1177N (120kgf)

the largest of the followings 1177N (120kgf) 980Pa (100 kgf/m2) ♦ process liquid head equal to the twice the outlet weir ♦ process liquid on tray to a 1177N (120kgf) depth of 100mm the heavier of process liquid or 1177N (120kgf) water on tray to a depth of vapor riser ♦

u

chimney tray

Under downcomer area Chimney trays Allowable stress

3.2.2 3. 3

process liquid head equal to 75% of downcomer height process liquid head equal to vapor riser height

1177N (120kgf)

33% of tensile stress at design temperature

67% of yield stress at ambient temperature

1177N (120kgf)

Initial camber can be applicable to independent beams. Deflection

3.3.1

Deflection under both operation and maintenance shall be designed so as not to exceed the followings ; ♦ Beam for both independent type and integral type having the length less than 3000mm : 3mm maximum ♦ Beam for both independent type and integral type having the l ength 3000mm and over : 1/800 times vessel inner diameter maximum.

3.3.2

Initial camber upward shall be less than 1/800 times vessel inner diameter.

3. 4 3.4.1 .4.1

Support Be Beam Independent Be Beam

(1) The top of the the support support beam shall not be be protruded protruded from from the level level of tray tray panel.

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(2) The beam shall shall be designed designed to attach attach to shell with with bolts and nuts nuts with slot slot holes such such that it can not be lifted lifted or rotated and it can not be restricted from thermal expansion. (3) The beam perpend perpendicular icular to to liquid flow flow path shall shall be designed designed so as to to have its depth depth as 25% of the tray spacing and less. (4) The beam parallel parallel to liquid flow flow path shall shall be designed designed so as to have have its depth depth as 30% of tray tray spacing spacing and less. 3. 4. 2

Integral Beam

(1) Beam shall be designed designed to be turned turned down from the tray tray panel. panel. (2) The maximum maximum depth of of the beam shall shall be be 25% of the tray spacing. spacing. 3. 5

Tray Junctions

3.5.1

All tray junctions shall be stiffened either by integral beam or independent beam.

3.5.2

The maximum width of the tray junctions in active area shall be designed such that support members do not exceed 100mm in width.

3.6

Tray Support Ring

3.6.1

The minimum support ring width and overlapped dimension between trays and the support ring shall be as follows ; Vessel I.D. (mm) Support Ring Width (mm) Overlap (mm) less than 900 40 20 900 to 1400 50 30 1401 to 2600 65 35 2601 to 4100 75 40 4101 to 7500 90 50 7501 and over Vendor ’s recommendation 50

3.6.2

The minimum support ring thickness shall be determined by Vendor. One(1) corrosion allowance for pressure vessel shell plus 6mm shall be kept in case of carbon steel support ring.

3. 7

Others

3.7.1

All trays shall be of removable plate type so as to be passed through nearest manhole of vessel unless otherwise specified on data sheets.

3.7.2

All tray parts except for the manway, shall be designed to be installed from top side of the tray panel.

3. 7. 3

Manway

(1) Each tray pass pass shall be provided provided with with the manway manway which should should form a componen componentt of the active active area. (2) The tray tray manway manway shall shall be in vertical vertical alignme alignment nt as far as as possible. possible. (3) The manway shall shall be designed designed to assemble assemble and disassemb disassemble le from either either side of the the tray by single single workman. workman. (4) Minimum Minimum size size of of the manw manway ay shall shall be 380mm 380mm x 450mm. 450mm. 3.7. 3.7.4 4

Fast Fasten ener erss / Mis Misce cell llan aneo eous us

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(1) At the bottom bottom of downcom downcomer, er, spacers spacers shall shall be provided with with spacing spacing 600mm in center center to center of spacer spacerss in order to avoid the distortion of the downcomer. (2) Tray deck deck shall be fastened fastened to support support ring ring by clamping clamping or equivalent equivalent devices devices with maximum maximum spacing spacing of 150mm. (3) Seal plate plate shall shall be provided provided with with all gap to avoid leakage. leakage. 3. 7. 5

Drainage

(1) Drain hole is required required at at the bottom bottom of the inlet inlet weir. weir. 6mm half half radius radius hole shall shall be provided provided each each 2500mm length of the inlet weir. (2) At least one(1) one(1) drain drain hole of 6mm is require required d for the recessed recessed seal seal pan unless unless otherwise otherwise specified specified on data data sheets. (3) One(1) One(1) drain drain hole of 6mm 6mm shall shall be provide provided d in sump sump for for every every 0.9m2 sump area, unless otherwise specified on data sheets. (4) In the design design of the bubble cap cap trays, active active area area shall be provided provided with with one(1) -10mm -10mm diameter diameter weep weep hole 2 for every 2.3 m unless otherwise specified on data sheets. 3.7.6

Seal weld is required when liquid seal is specified for trays. Manway shall be provided with gaskets.

3.7.7 .7.7

Vessel T To olerance

Vessel tolerance is assumed as stipulated in Fig.B item 13a through 18 of Engineering Specification D-102 “Pressure Vessels”. Vendor shall confirm that tray supplied can be operated without the deterioration of the performance under the severest condi tion. In the event that Vendor can not accept the tolerance, the th e required tolerance shall be referred to Purchaser to incorporate into the design of vessel suppliers.

4.

INSPECT ECTION ION AN AND TES TEST TS

4.1 General

Inspection and test of trays shall be done in accordance with inspection and test procedure furnished by Vendor, which shall be approved by Purchaser. Such procedure shall be included the following requirements described below. below. 4. 2

Trial As Assembly

One(1) tray for each size and geometry shall be assembled and checked dimension and flatness at Vendor ’s shop. Dummy manhole is required to check if all parts can be passed through. 4. 3

Leakage Tests

4.3.1

Leakage test shall be carried out with water after assembling of the trays at site when liquid tight sealing is specified in data sheet and/or data sheets.

4.3.2

Bubble cap tray shall be leak-tested under the condition of the proper level and plugging weep holes at site. Holding time and acceptance leakage rate shall be referred to data sheets.

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5.1

All tray parts made of carbon steel shall be coated with a removable rust preventative grease. Trays made of corrosion resistance alloy steel shall be cleaned and be free from grease.

5.2

Each tray parts shall be marked with corresponding marking shown on the assembly drawings.

5.3

All fasteners shall be hard-stamped such that the material can be distinguished easily.

5.4

All tray parts shall be packed so as to be protected against damage during transportation.

5.5

Spare parts shall be supplied in accordance with Purchaser’s requisition. Spare parts shall be packed separately from proper tray parts in same wooden box.

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Engineering Specification for Trays の解説

従来まで使用されていた，トレイに関するエンジニアリングスペックは，内容がメカニカル要求に偏っており，通常ベンダー保証範囲となるハイドロリクスに関連する具体的な記述はなされていなかった。また，メカニカル設計要求も，言及されていない項目もある。このような理由から，各ジョブ，プロポーザルにおいて，スペック利用が徹底されていなかった。このため，ライセンサーに確固たるスペックが存在しない場合や，ノンライセンスプロセスにおいては，トレイベンダーの一般仕様により設計・製作されているのが実状であった。このような場合，各ベンダーにより設計基準が異なることや検討不足の点があり，問題解決に時間を要していた。よって， TEC 標準のスペックを見直し，これを適用することで，これらの問題を解消することとしたい。スペック作成にあたっては，下述した ABB Lummus, UOP, Shell, Mobil 等のスペックを参考資料とした。当然ながら，今回作成したスペックと各ライセンサーのスペックでは，同じ項目に対して異なる要求をしている場合もあるため，適用にあたってはこれらの点に十分留意し，必要に応じてライセンサー，客先と話し合うことが望まれる。参考としたスペック th

ABB Lummus Grobal Inc.

DB-201

Mobi Mobill Engi Engine neer erin ing g Guide uide

EGE EGE 12-B 12-B--21

UOP Standard Specification

3-18-5

Shell Shell Desi Design gn and Engineer Engineering ing Practic Practicee Fluor Daniel

4 Apr. ’96 1998 1998 (及び関連スペック )

DEP 31.20.20 31.20.20.31 .31-Ge -Gen n

Aug. Aug. 1998 1998

Specification for Fractionating Tower Trays, Packing and Internals ( YEP Project 時に使用 )

旧 D-103E

TEC Spec.

1. GENERAL 1. 1

このスペックは，ダウンカマーを有する従来型のトレイ（バルブトレイ，シーブトレイ，バブルキャップトレイ）を対象とする。高性能トレイ，デュアルフロウトレイに関しては，設計荷重，許容応力等メカニカル設計要求項目に関しては流用できるが，ハイドロリクスに関わる設計手法が異なる為，適用の際は十分に注意のこと。

1. 3. 1 この項は，トレイベンダーの役務にハイドロリクス保証が含まれる場合に適用される。

分離性能保証を含めて発注する場合は， 1. 3. 1 項に記載されているハイドロリクス保証に加えて，シミュレーター等による分離性能を確認させる必要がある。

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TES

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一般に，トレイベンダーはハイドロリクスのみを保証範囲としている場合が普通である。ハイドロリクスを保証させる場合，下記の点を保証させることとする。 l

flooding approach (jet, do wncomer aeration, downcomer choke)

l

entrainment / weep limit

l

operating range

l

pressure drop

l

downcomer back up

また，ハイドロリクス計算において， system factor がライセンサー又は TECの指定と合致しているか確認する必要がある。異なる system factor を用いて計算している場合は，プロセスエンジニアと協議することとする。 system factor を指定していない場合は，トレイベンダーに適当な値を実績，サービスから

決定してもらうこととする。ライセンサーがある場合は，ライセンサーと最終確認すべきである。 system factor は通常 ”1. 0”であるが，以下の場合等は 1. 0より小さくとることが多い。 l

高圧系 (hydraulics 上では約 1 MPa{10 kgf/cm2G}以上は高圧と考えるべき )

l

(液密度 ) / (気体密度 )

l

フォーミング傾向があるもの

l

表面張力が大きい液（ H2O等）

< 10

1. 5. 4 ベンダー設計（ハイドロリクス）を確認する上で，下記の条項は最低でも確認すべきで

ある。 l

jet flooding approach

80- 85% vapor の処理に対する目安。 maximum 80l

downcomer aerated flooding approach

80- 85% downcomer 内における液処理に対する目安。 maximum 80l

downcomer choke flooding approach downcomer 入口での液処理に対する目安。 maximum 80%程度

l

downcomer back up downcomer 内でどの程度液が溜まるかを示す。トレイスペーシングとウェア高

さの合計に対して下記のように制限するのが通常である。低圧系 : maximum 60% 常圧系 : maximum 50% 高圧系 : maximum 40% l

system factor

l

weep limit

シーブトレイに関しては，ある程度の液のウィーピイングはキャパシティ，性能に影響を与えないとみなせる。

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(解

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通常，許容ウィープ液量は全液量の 10%以下とされるが，ベンダーによっては 25% 程度までを保証範囲とする場合もある。広範囲の運転が要求される場合は，低負荷時のウィーピングが問題になる場合があるので，このような場合どの運転ロードまで性能劣化を起こさないか確認することが必要である。 l

entrainment limit vapor によりトレイデッキ上の，ある液滴量が上のトレイに同伴される（エントレ

イメント）と，性能劣化を起こす。このため，性能劣化を引き起こすエントレイメント限界を確認する必要がある。（トレイスペースが小さい場合等， jet flood flood が起こる前に性能が劣化する場合もある）特に，シーブトレイの場合，本項を確認することが重要である。バルブトレイの場合は， jet flooding を引き起こす vapor 量とエントレイメント限界が相関付けられ flood が引き起こされない場合は，エントレイメントによるていることが多く， jet flood

性能劣化も起こっていないと考えて良い。バブルキャップトレイも vapor 挙動がバルブトレイと似ているため，同様に考えて良いこととする。例： Koch-Glitsch Ballast Tray では， 85% jet flood flood と 10%entrainment は同時に起きると考えられている。 l

tray geometry

l

weir load

ウェアを通過する液量は， 5∼ 13 gpm/ i nchが通常の設計である。特に低液負荷 ( < 0. 5 gpm/ i nch) ch) では，ウェアにノッチを設ける等の対策が必要なため，ベンダーへの確認が必要。 l

crest height (or froth height)

l

pressure drop

以上に加えて， under downcomer downcomer velocity, downcomer velocity(または residence time) 等の情報が記入されていれば更に良い。各 flooding approach に関しては， 80%を超えた場合には必ずベンダーの保証値を確認すること。 1. 5. 5

Performance chart に関しては，横軸に液負荷，縦軸にベーパー負荷をとる。スペック

中に記述した内容が必要である。 2.

PERFORMANCE DESI GN

2. 1 トレイデータシート中にトレイ寸法が記入されている場合は，ベンダーに指定寸法で

ハイドロリクス計算を行わせること。ベンダーが保証できない項目がある場合，保証できるよう寸法を修正した計算書を，代案として提出させること。

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説 )

TES

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代案を採用する際には，プロセスエンジニアと協議すること。トレイデータシート中にトレイ寸法が記入されていない場合は，ベンダーにてハイドロリクスを保証できるよう寸法を決定してもらうこととする。 2. 2

ベンダーがトレイ寸法を決定する際，設計自由度を大きくするため，最低限の要求のみを 2. 2 項に記述した。 2. 2. 1 項では， minimum flow path length を minimum 450m mと規定した。 450m m以下の場合

は，液がデッキ上で十分に気液接触を行わずにダウンカマーに落下し，性能劣化を起こす可能性があるので，規定を設けた。 2. 2. 2 項では，ウェア高さと，ダウンカマークリアランスの関係に関して，スタティック

シールを設けるよう規定した。ライセンサーによっては，このシールを 13mm以上としている場合もある（ LGI ）。 2. 2. 3 項では，シーブトレイにおける，穴数の公差を規定した。 ± 2%以上の公差になると

ハイドロリクスを再確認する必要がある。このスペックでは特定の規定はしないが，上述した weir load, under downcomer velocity に関してもベンダーのハイドロリクス計算書にて確認すること。

3. 3. 1. 2

MECHANI CAL DESI GN

トレイを構成する各部材の最小板厚及び，腐れ代に関して規定した。 m、 2. 0mmを基準とした。 Carbon Steel、 Alloy Steel( 11- 13Cr 含む ) に関しては，各々 3. 5m これは，最も一般的な値と言える。他スペックでの値を比較すると以下のようになる。 CS

Alloy

LGI

:

3. 5mm

2. 0mm

Mobil

:

3. 0mm

2. 0mm

for deck

3. 5mm

1. 5mm

for weir

UOP

:

by Vendor

by Vendor

Shell

:

not stated

not stated

Fluor Daniel

:

4. 0mm

2. 0mm

for deck

4.0mm

1. 5mm

for weir

2. 8mm

2. 0mm

旧 D-10 -103

:

チムニートレイで溶接による取付が必要な場合，指定した寸法でデッキの変形がおきないかを確認する必要がある。 Alloy Steel で溶接が必要な場合は， 3. 0mm程度を必要とすることが多い。 C.S 製トレイデッキには腐れ代をとらないこととしたが，ライセンサー，エンドユー

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ザーによってはデッキにも腐れ代を要求する場合があるので注意が必要。例 : UOP 全面に 0. 75mmCA 3. 1. 3

トレイデッキの厚さが変わると，圧力損失が変わる相関式を用いて設計しているベンダーもあるため，想定していたデッキ厚さから変わった場合は，圧力損失の再計算が必要である。通常，デッキが薄くなると圧力損失が大きくなる。ベンダーによっては，詳細設計段階で板厚を変更しても，圧力損失の影響を確認をしない場合もあるため，今回スペック中で言及することとした。

3. 2. 1

Design Load に関しては，ライセンサー，エンドユーザーによってまちまちであるが，

このスペック作成にあたっては LGI の値をベースに作成した。 Shell 等では，今回採用した荷重より，大きい値を採用している。また， flash feed 部では， feed が安定しない可能性を考慮して，より厳しい荷重で設計することが多いため，今回のスペックにも採用した。エンドユーザー（特にリファイナリー）によっては，真空系のタワーで非常に大きな荷重を指定していることがあるので注意が必要である。なお， 2 相流フィードのケースは，プロセスエンジニアがデータシートに明確に指定することとする。他スペックでの値を添付 −１表にまとめたので参考にされたい。 3. 2. 2

Allowable Stress に関しては， LGI のスペック中では記述がなかったが， ASME Sec.VIII Div.1 にて tensile stress への安全係数が， 4から 3. 5へ緩和されることや，他のランセ

ンサースペック等と総合して考えると，運転状態では， 33% of tensile stress, メンテナンス下では 67% of yield stress とすることが妥当と判断した。他スペックでの値を添付 −１に示す。 3. 2. 3

大口径タワーでトレイスペースが小さい場合は，ソリッドビームを使用すると，大きなビームが必要となり，後述するビーム高さ，幅の制限を受けることになる。このような場合は，ラティスビームを採用すべきであるが，最近は，より単純に，ダウンカマーとビームを一体で設計するダウンカマートラス構造を採用する場合もある。このような場合， deflection の規定を守るために，上向きにあらかじめビームを曲げる構造を採用する場合もある。（ initial camber ）このスペックでは， initial camber を採用可能とし，後項にて initial camber の上限を規定した。 UOP 等でも initial camber に関しては認めている。

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3. 4

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説 )

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局所的なベーパー量のばらつきや，これに起因するフラッディング ( jet 及び downcomer choke)を避けるために，トレイ間のベーパーの動きが制限されないようなサポートビーム

の設計が求められる。これを 3. 4. 1. 3 & 4項及び 3. 4. 2. 2項に規定した。この値は，決して厳しいものではなく， Mobil, UOP 等ではサポートビームと液流れの方向の関係によらずトレイスペースの 20%としている。ライセンサー，エンドユーザーにより規定が厳しい場合もあるので，注意が必要である。このスペックの値は LGI の規定から採用している。なお，このスペックでは規定しなかったが，過去エチレンプラントにて下記のトラブルを経験している。 ( MKE, MEP Proj) 同サービス，類似サービス（大口径、高圧、段間小）では注意されたい。サービス :

C2 fractionator, C3 fractionator

トラブル :

4- パストレイでのダウンカマーフラッディング

原因 : 上段トレイのシールパン下に液流れと直行して設けられたサポートビームにより，ダウンカマー内で分離したベーパーがアクティブエリアへ抜けられずに，フラッディングを起こした。対策 : 3. 4. 1. 3 項に加えて，ダウンカマー入口面積に対するフロス上のベーパー通過面積を十分に確保する。目安として， C2 frac. : 0. 827,

C3 Frac. : 0. 592

を minimum とする。 3. 5. 2

トレイデッキ同士の結合部では，一体型ビームや，ソリッドビームの存在により，穴やバルブを配置できなくなる。このような部位は，気液接触に寄与しなくなるので制限を設けることが必要となる。この項は，特に液流れに平行な結合部で重要となる。 UOP では，アクティブエリア内のサポートメンバー幅を 75mmとし，同様の配慮をしている。また， LGI でもサポートメンバー幅を 100mmとしている。このスペックでは， LGI の値を採用し， 100mmとした。

3. 6. 1

トレイサポートリング幅とトレイデッキとの重なり代に関しては，エンジニアリングを円滑に進める上で必要と考え，指定することとした。本スペックは LGI をベースとしているが， Shell, UOP と比較しても大きな違いは認められない。 Mobil と比較した場合，重なり代が Mobil のスペックに比べ大きくなるが， Mobil のスペック値が小さすぎると判断した。他スペックとの比較を添付表 -2 に示す。

3. 7. 2. 4 マンウェイのサイズは各スペックでかなり異なっていたが，従，従来より D- 103E で用いら

れてきた 380mmx 450m mを採用した。参考までに，他スペックの値を示す。

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LGI

:

350m mx 600mm

Mobil

:

not stated

UOP

:

not stated

Shell

:

320m mx 500mm ( 270m mx 450mmmay be acceptable)

Fluor Daniel

:

356m mx 406mm

7

OF

3. 7. 3. 3 デッキ結合部は，端部でデッキが不連続となる。トレイベンダーが設計で見落としや

すいので再認識させることが必要である。 3. 7. 7

各 A/E は，ジョブ・プロポーザルの初期段階で，ベンダーにエンジニアリングの関連部位を渡すこと。または Requisition 中に添付して発行すること。特に，トレイサポートリングの水平度に関しては，下記の作業が必要になるので注意されたい。ただし，このスペック作成にあたり，大口径のタワーでの水平度要求を再調査したところ，トレイベンダーとエンジニアリング会社の要求には隔たりがあることがわかった。つまり，トレイベンダーの水平度公差要求は最高点 - 最低点で 3∼ 4mm程度であり，非常に厳しい要求となっている。また，エンジニアリング会社の中でも， TEC より厳しい要求を出しているケースも見受けられた。そこで，デッキ上の液深と圧力損失の相関に着目し，実績等を調査したところ Weir Load が極端に低い場合に（ Notched Weir, Picket Fence 等を用いた後の状態），従来の

水平度要求では，圧力損失の差が 5%以上になる場合があることがわかった。よって， 6000mm以上の大口径タワーにおいては， Weir Load < 3 gp gpm/ i nchの ch の場合には，従来より厳しい水平度にて設計することとした。 Weir Load に関しては，ベンダーのハイドロリクス計算書にて上記基準以下の場合に

なるか確認する必要がある。 Weir Load は，プロセス設計への ID check 時に必ず確認すること。基準値以下の Weir Load の場合，メカニカルエンジニアは，タワーベンダー，トレイベンダーへ，トレイサポートリングの水平度要求が厳しくなる旨通知すること。 4. 4. 1

I NSPE SPECTI ON AND TESTS STS

建設現場から，組込後の問題が指定されることが非常に多いので，各セクションの仮組は，徹底して行われなければならない。ダミーマンホールは，各パーツがマンホールを通過できるかを確認するためのものであり，ダミーシェルとは異なることに注意されたい。

4. 3. 2

バブルキャップトレイにおけるライザーのトレイデッキへの取付方法に関しては，各

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説 )

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ベンダーの標準があり，標準を外れた場合にはコストアップ要因になるため，今回規定することは避けた。リークを抑えるためには，当然ながらシール溶接が望ましいが， Glitsch の標準は、 Pressure fitting (かしめ止め )， Koch の標準はガスケット止めである。

過去，SEP Project において下記のようなトラブルが発生しているのでライザーの止め方に関しては特に注意が必要である。また、 ROC Project でも発注の後，客先よりライセンサー ( LGI ) スペック中のシール溶接を強く要求され，追加コストでシール溶接を行った。（ベンダー Koch UK ）プロジェクト : SEP (エジプトエチレン ) ランセンサースペック ( LGI) : シール溶接ベンダー設計 ( Glitsch) : かしめ止め概要従来より LGI は，プロセスベッセルスケッチ中で，シール溶接を採用としてきたが， TEC では多くの実績中で，かしめによる取付方法が採用されてきていた。 SEP でも Glitsch の標準通りかしめにより設計を進めていたが， LGI が下記の理由により，溶接止めを再度要求してきたため。最終的に，かしめた後タック溶接を実施した。理由 LGI 実績により，据えつけ後のリークテストで合格した場合でも，かしめで取り

付けたライザーは，運転後の脱落やリーク問題が起こる。

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添付 −１ Design Load Uniform LGI

Same as D- 103

Mobil

- 960P a + dead load - bott botto omfive mfive tra trays above fla flash zone and all tra trays in in strip tripping zone : 14.4kPa

UOP

Operating ratingcondition tion ; (upw (upward ard and downward) ard) dead weight +50mmH2O on tray deck +DC 50%full of water Upset condition ; (upward and downward) dead weight +150mmH2O on tray deck +DC 67%full of water Shell 2000N/m2(=200mmH2O) at anywhere (upward and downward) (dead load should be added separately) Fluor Daniel - active area : dead load +1.435kPa(=146mmH2O) - under DC : 3.11kPa(=315mmH2O) - stripping zone in vacuumtower (1830mm and over) : 14.4kPa(=1470m 14.4kPa(=1470mmH2O) upward 旧 DD- 103E - active area : greater of 100kg/ m2 and 50mmH2O +weir height - un under DC : greater of 300kg/ m2 and 50%of DC height

D- 10 103E

- bo bott om tr tray and trays direc tltly above/ be below flash feed : 490 kg/ m2(=490mmH2O) (upward and downward) - active area in other trays : the greatest in the followings * 100 kg/ m2(=100mmH2O) * process liq head =twice outlet weir * process liq. on tray in 100mm (upward and downward) - under DC : 75%of DC height

Allowable Stress Concentrated 120kg (upward and downward)

Deflection

Uniform Not stated

115kg greatest of the followings at design temp. on a area of 0.09m2 at weakest point - 1/3 of ult ultim imate tensile sile stre stress - 2/ 3 of yield stress - creep rate of 1%in 10000 hours dead weight +114kg Operating condition ; (downward) not stated clearly Upset condition ; 67%of yield stress at operating temp. 1000N downward Not stated (downward) Same as Mobil Same as Mobil

Concentrated Not stated

- Tray panel : 3mm max. - Beam under 3175mm long : 3mm max. - Beam3175 and over : 1/100 1/ 1000 Tower ID greatest of the followings at ambinent temp. Based on 960P a live load +dead load - sam same as all all descri scribed left - up to 3050mmID : 3mm - 3051mm to 6100mm ID : 5mm - larger ID : 6mm 67%of yield stress at ambient temp. 1/ 800 of ID The The loa loading ngpoints are as follo follows ; up to 1200mm ID : at center up to 3600mm ID : Not stated 1/ 800 of ID Same as Mobil

130kg

- metal member except tray support member Not stated : 1.5 times allow.tensile stress in ASME Sec.VIII Div.1 @design temp - tray support member Not stated : yield strength or 0.2%proof strength at 20deg

120kg (downward)

33%of te tensile st ress at design t emp.

Same as Mobil

1/ 90 900 of ID

67%yield st re ress at ambient te temp.

column ID up to 3000mm : 3mm max. 3000mm and over : 1/ 800 ID

添付 −２ LGI

Mobil

Supprt Ring Width As min., width is sp specified tower ID 900 to 1400mm : CA of 0 to 6mm - - 50mm CA of 10mm- - 65mm 1401 to 2600mm: CA of 0mm - - 60mm CA of 3 to 6mm - - 65mm CA of 10mm- - 75mm 2601 to 4100mm : CA of 0 to 6mm - - 75mm CA of 10mm - - 90mm 4101 to 5025mm : all CA - - 90mm tower ID under 915mm: 38mm 915 to 1830mm : 50mm 1855 to 3050mm : 65mm over 3050mm: 75mm

UOP

tower ID up to 900mm : 40mm 900 to 2100mm: 50mm 2100 to 3900mm : 65mm 3900 to 6000mm : 75mm 6000 to 7500mm : 90mm 7500 and over : individual design Shell For tray tower ID under 800mm: 40mm 800 to 2500mm : 50mm 2500 to 3500mm : 60mm 3500 to 5000mm : 75mm 5000 to 7000mm : 85mm 7500 and over : individual design For chimney deck 800 to 6000mm : 85mm 6000 and over : 100mm Fluor Daniel tower ID under 915mm: 38mm 915 to 1830mm : 50mm 1830 to 3050mm : 65mm over 3050mm: 75mm

Clearance between Tray Periphery and Tower Shell

Overlapped

tower ID 900 to 1400mm: CA of 0 to 6mm - - 20mm CA of 10mm - - 22mm 1401 to 2600mm : CA of 0 to 6mm - - 25mm CA of 10mm - - 29mm

- -> - >30mm - - >43mm - - >35mm - - >46mm

2601 to 4100mm : CA of 0 to 6mm - - 32mm CA of 10mm - - 35mm 4101 to 5025mm : CA of 0 to 6mm - - 38mm CA of 10mm - - 41mm under tower ID 1065mm : 25mm 1065 to 2130mm : 38mm 2160mm to 3050mm : 50mm 3070mm to 3960mm : 65mm over 3960mm : 75mm not specified

- - >43mm - - >55mm - - >52mm - - >49mm under tower ID 1065mm : 13mm ∼ 25mm 1065 to 2130mm : 12mm ∼ 27mm 2160mm to 3050mm : 15mm 3070mm to 3960mm : 10mm over 3960mm: 0mm not specified

- - >15mm <- - - >20mm <- - - >25mm <- - - >40mm <- - - >45mm <- individual design

25mm 30mm 35mm 35mm 40mm individual design 40mm 58mm under tower ID 1065mm : 13mm ∼ 25mm 1065 to 2130mm : 12mm ∼ 27mm 2130mm to 3050mm : 15mm 3050mm to 3960mm : 10mm over 3960mm: 0mm min. 19mm

20mm 30mm 35mm 40mm 50mm 50mm

旧 D- 103E

not specified

- - >45mm <- - - >42mm <- under tower ID 1065mm : 25mm 1065 to 2130mm : 38mm 2130mm to 3050mm : 50mm 3050mm to 3960mm : 65mm over 3960mm : 75mm not specified

D- 103E

less than 900mm : 40mm 900 to 1400mm : 50mm 1401 to 2600mm : 65mm 2601 to 4100mm : 75mm 4101 to 7500mm : 90mm 7501 and over : Vendor recommendation

- - >20mm <- - - >20mm <- - - >25mm <- - - >35mm <- - - >40mm <- - - >greater than 40mm <- -

添付 −２ LGI

Mobil

Supprt Ring Width As min., width is sp specified tower ID 900 to 1400mm : CA of 0 to 6mm - - 50mm CA of 10mm- - 65mm 1401 to 2600mm: CA of 0mm - - 60mm CA of 3 to 6mm - - 65mm CA of 10mm- - 75mm 2601 to 4100mm : CA of 0 to 6mm - - 75mm CA of 10mm - - 90mm 4101 to 5025mm : all CA - - 90mm tower ID under 915mm: 38mm 915 to 1830mm : 50mm 1855 to 3050mm : 65mm over 3050mm: 75mm

UOP

tower ID up to 900mm : 40mm 900 to 2100mm: 50mm 2100 to 3900mm : 65mm 3900 to 6000mm : 75mm 6000 to 7500mm : 90mm 7500 and over : individual design Shell For tray tower ID under 800mm: 40mm 800 to 2500mm : 50mm 2500 to 3500mm : 60mm 3500 to 5000mm : 75mm 5000 to 7000mm : 85mm 7500 and over : individual design For chimney deck 800 to 6000mm : 85mm 6000 and over : 100mm Fluor Daniel tower ID under 915mm: 38mm 915 to 1830mm : 50mm 1830 to 3050mm : 65mm over 3050mm: 75mm

Clearance between Tray Periphery and Tower Shell

Overlapped

tower ID 900 to 1400mm: CA of 0 to 6mm - - 20mm CA of 10mm - - 22mm 1401 to 2600mm : CA of 0 to 6mm - - 25mm CA of 10mm - - 29mm

- -> - >30mm - - >43mm - - >35mm - - >46mm

2601 to 4100mm : CA of 0 to 6mm - - 32mm CA of 10mm - - 35mm 4101 to 5025mm : CA of 0 to 6mm - - 38mm CA of 10mm - - 41mm under tower ID 1065mm : 25mm 1065 to 2130mm : 38mm 2160mm to 3050mm : 50mm 3070mm to 3960mm : 65mm over 3960mm : 75mm not specified

- - >43mm - - >55mm - - >52mm - - >49mm under tower ID 1065mm : 13mm ∼ 25mm 1065 to 2130mm : 12mm ∼ 27mm 2160mm to 3050mm : 15mm 3070mm to 3960mm : 10mm over 3960mm: 0mm not specified

- - >15mm <- - - >20mm <- - - >25mm <- - - >40mm <- - - >45mm <- individual design

25mm 30mm 35mm 35mm 40mm individual design 40mm 58mm under tower ID 1065mm : 13mm ∼ 25mm 1065 to 2130mm : 12mm ∼ 27mm 2130mm to 3050mm : 15mm 3050mm to 3960mm : 10mm over 3960mm: 0mm min. 19mm

20mm 30mm 35mm 40mm 50mm 50mm

旧 D- 103E

not specified

- - >45mm <- - - >42mm <- under tower ID 1065mm : 25mm 1065 to 2130mm : 38mm 2130mm to 3050mm : 50mm 3050mm to 3960mm : 65mm over 3960mm : 75mm not specified

D- 103E

less than 900mm : 40mm 900 to 1400mm : 50mm 1401 to 2600mm : 65mm 2601 to 4100mm : 75mm 4101 to 7500mm : 90mm 7501 and over : Vendor recommendation

- - >20mm <- - - >20mm <- - - >25mm <- - - >35mm <- - - >40mm <- - - >greater than 40mm <- -

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