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Verfahren und Vorrichtung zur alternativ kontinuierlichen und diskontinuierlichen Rektifikation flüchtiger Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur wahlweise kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Destillation von Rohpetroleum, Benzin, Spiritus, Teer und sonstigen Flüssigkeiten und bezweckt, eine leichte und scharfe Regelung der in der Anlage jeweils herrschenden Arbeitsbedingungen zu ermöglichen, um diese dem eben vorliegenden Ausgangsmaterial anpassen und Fraktionen von einander naheliegenden Siedepunkten erhalten zu können. Hauptsächlich weil die Erfindung letzteres zu erreichen erlaubt, eignet sie sich für die bisher undurchführbare kontinuierliche Rektifikation von Benzin, ohne aber den Übergang zu dessen diskontinuierlicher Destillation, welche mitunter durch die Marktlage ge- boten ist, zu verhindern.
Das neue Verfahren gehört in jene Gruppe von Destillationsverfahren, bei welchen das Kondensat in der Kolonne wiedererhitzt und zum Teil in den Kessel zurückgeleitet wird, während die Gase in einen Dephlegmator ziehen. Gemäss der Erfindung wird in sämtlichen Teilen der Anlage gleicher Druck hergestellt, was ein regelmässiges Übergehen der Kesselinhalte gewährleistet und die Möglichkeit bietet, Destillate von einem benachbarten Apparat in die Kolonne des vorhergehenden übertreten zu lassen. wodurch die Produkte abgeändert werden können. Gleichzeitig können aber auch die Leichtbenzine mehr oder weniger intensiv gekühlt werden, so dass letztere nicht verloren gehen. auch wenn sie wiederholt umgetrieben werden.
Dies wird dadurch erreicht, dass man au" dem Dephlegmator durch einen Ejektor einen Teil des Kondensats ansaugt, welches in einem, in einem Kühlbehälter liegenden Radiator zur Verdampfung kommt, wodurch die Temperatur des Kühlwassers erniedrigt wird. Beim Verlassen des Ejektors reisst das Wasser. welches in letzteren aus dem oberen Teile der Kolonne einfliesst, Dämpfe mit ; man leitet daher das Gemisch in ein Gefäss, in welchem das Wasser von den Gasen getrennt wird. weich letztere wieder in den Dephlegmator gepresst werden.
Die bei dieser Anlage zur Verwendung kommenden Dephlegmatoren können nach Art der Radiatoren oder anders konstruiert sein und können staffelförmig angeordnet sein, um das bereits benutzte Kühlwasser wiederverwenden zu können und je nach dessen Temperatur verschiedene Produkte zu erzielen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen im Auf- und Grundriss in schematischer Darstellung eine Anlage, welche eine Batterie von mehreren Apparaten umfasst. Fig. 3 ist ein Vertikaichitt eines Teiles der Anlage, welcher für sich einen vollständigen Destillierapparat bildet.
Letzterer setzt sich aus folgenden Elementen zusammen : einem Destillierkessel K.
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um die Temperatur des KÜhlwassers in diesem Kühler beliebig herabzusetzen.
Die Kolonne C enthält im Innern eine gewisse Anzahl eiserner Teller. wie sie derselbe Erfinder in seinem Privilegium Reg. Bd. 46, Seite 2343 von 15. Juni 1896 beschrieben hat. Zwischen Gruppen derartiger Teller t sind aber hier Siebbleche s angeordnet, wodurch die Gase fein verteilt und mit der herabtropfenden Flüssigkeit in innige Herührung gebracht werden. Ausserdem wird hiedurch eine Richtungsänderung bewirkt, indem die Gase über die Teller t horizontal durch einen engen Querschnitt und sogar teils durch die Flüssigkeit der Teller t streichen, während dieselben durch die Siebteller s in grösserem
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daselbst ebenfalls ein Teil der schweren Produkte niederschlägt.
Jeder Teller t der Kolonne C bildet auf diese Weise einen kleinen Kessel und gleichzeitig einen Kondensator. Die schwereren Destillate sammeln sich im unteren Teile der Kolonne an. Hier befindet sich
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rohr b, das zu einer Kühlschlange r2 des letzten Kühlbehälters R führt. Am Boden der Kolonne ist eine perforierte Schlange d2 angebracht, um direkten und eine nicht perforierte, um indirekten Dampf einzulassen. Diese Dampfschlange kann übrigens durch einen Dampfmantel oder eine andere Erhitzungseinrichtung ersetzt werden, welche die Läuterung des am Boden der Kolonne angesammelten Destillates besorgt, von welchem je nach der Stellung des Hahnes im Rohre b ein grösserer oder geringerer Anteil in den Kühler r2 fliesst, während der Rest zur nochmaligen Destillation durch Rohr a in den Kessel K zurückkehrt.
Die Gase, welche oben in, der Kolonne entweichen, treten in den Dephlegmationskühler D.
Die Konstruktion dieses letzteren kann verschieden sein. Man kann einen Hilfsdephlegmator mit naturkaltem oder künstlich gekühltem Wasser (oder Salzwasser) oder einen Radiatorendephlegmator oder einen Dephlegmator anderer Konstruktion hinzufügen, welche dem folgenden Prinzip entspricht.
Die Radiatorenelemente von D sind oben und unten miteinander verbunden, wie bei den Radiatorenöfen. Die Gase treten unten ein und müssen sich über die ganze Innenfläche der Radiatoren verbreiten. Hiebei kondensieren die schweren Produkte, fliessen abwärts und werden durch das Abflussrohr X abgeführt. Die leichteren Teile verlassen die Radiatoren oben durch Rohr p. Um diese Operation zu regeln, wird der Wasserzuftuss nach Bedarf gerogelt, wie es das zu erzeugende Produkt erfordert, indem vor dem Austritte der Produkte bei den Schaugläsern 01, 02, 03 Proben genommen werden. Nach dem Austritt werden die kondensierten Produkte in Behältern gesammelt.
Die Gase, welche sich in D nicht kondensieren, werden in dem tiefer stehenden Kühler R kondensiert. Diese Gase enthalten aber ganz leichte Anteile, welche sich durch das gewöhnliche Kühlmittel, d. i. kaltes Wasser, nicht kondensieren lassen. Dies bringt bei allen bestehenden Apparaten grosse Verluste, und zwar Verluste der wertvollsten Teile, mit sich.
Um auch diese Produkte zu gewinnen und den Verlust auf ein Minimum zu be- schränken, wird im Sinne dieser Erfindung ein bisher unbekanntes Mitte ! angewendet. Es wird nämlich die Fallhöhe des Wassers, welches zur Kühlung des oberen Teiles der Kolonne G dient, zum Betriebe eines kleinen Ejektors Q benützt. Dieser ist durch ein Rohr u mit einer Radiatorenschlange q im Kühler R verbunden, durch welche der Ejektor einen Teil des aus X austretenden Kondensates ansaugt. Durch dieses Ansaugen kommt das Kondensat im Radiator q zur Verdampfung, wodurch die Temperatur des Kühlwassers in T ? bedeutend herabgesetzt wird. Bei dieser niedrigen Temperatur des Kühlwassers werden
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Tei) en der Anlage der Druck geregelt werden.
Das Wasser des Ejektors würde die angesaugten Gase kondensieren, da dasselbe aber warm ist, kondensieren dieselben nicht. sondern es bleibt ein Gas-und Wassergemisch.
Um diese Gase vom Wasser zu trennen, dient der Behälter P, welcher unter dem Drucke der Wassersäule des Ejektors Q steht. Dieser durch einen Hahn regulierbare Druck ist notwendig. um die Gase nach D zu drücken, wo dieselben von neuem kondensiert werden.
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dem Wasser, aber nicht den Gasen den Austritt gestattet, abgeleitet.
Um den Gang der ganzen Destillation zu regeln, wird noch eine Rohrverbindung \crwendet, welche nach Bedarf verschiedene Produkte trennt oder in dem unteren einer beliebigen Kolonne vereinigt, um dieselben durch die unteren Dampfschlangen einer Wiederdestillation zu unterziehen oder in die Destillierkessel zurücklaufen zu lassen.
Das Rohmaterial tritt in den ersten der aufeinanderfolgenden Kessel K1, K2, K3, K4 (Fig. 1 und 2) durch fin Rohr M1, welches den Kessel seiner ganzen Länge nach durchset/t, ein, tritt durch das vertikale Rohr v1 aus und durchströmt dann auf dieselbe Weise den zweiten, dritten, vierten Kessel usw. Die Rückstände verlassen kontinuierlich den letzten Kessel, werden in einem Rückstandkühler entsprechend abgekühlt und aufgefangen.
Die Kessel werden durch Dampfschlangen oder direkten Dampf oder direkte Feuerung erhitzt. Die Schlangen werden in zwei oder mehr Gruppen geteilt, um die Destillation entsprechend dem Material regeln zu können, indem man eine, zwei oder mehr Schlangen in Tätigkeit setzt oder auch die entsprechenden Dampfvontile mehr oder weniger öffnet.
Durch die kontinuierliche Destillation nach obigem Verfahren erhält man von jeder Kolonne mindestens drei verschiedene Produkte, ohne die Rückstände, welche zum Schluss
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zehn verschiedene Produkte. Es besteht aber auch die Möglichkeit, durch noch weitergehende Trennung so viel Produkte als man will zu erhalten und dieses immer nach domselben Prinzip.
Eine andere Art der einfachen Regulierung besteht in der staffelförmigen Anordnung des Dephlegmationskühlers D derart, dass das Wasser des ersten in den zweiten abfliesst, von diesem in den dritten usw. Hiedurch und durch beliebigen Zufluss von kaltem Wasser in jeden Behälter kann man die Temperatur des Kühlwassers beliebig abändern und dadurch die gewünschten Produkte erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur alternativ kontinuierlichen und diskontinuierlichen Rektifikation flüchtiger Flüssigkeiten, wobei die in einer Kolonne sich kondensierenden Anteile zum Teil in den Destillierkessel zurückgeleitet, zum Teil in der Kolonne selbst wieder verdampft werden, während die gasförmigen Anteile in einen Dephlegmator abziehen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ansaugen und Verdampfen eines Teiles des Kondensates mittels eines Ejektors Kühlung der Kondensate bewirkt und der im Apparate herrschende Druck geregelt wird, zu dem Zwecke, die Arbeitsbedingungen entsprechend der verschiedenen Natur des Rohmateriales ändern und Fraktionen von einander naheliegenden Siedepunkten erhalten zu können.