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PROCEDE ET APPAREIL POUR LA SEPARATION PAR DISTILLATION DE
LIQUIDES MELANGES.
L'invention se remporte à un procédé par lequel des matières composées de mélanges de liquides ayant des points d'ébullition différants, ou se vaporisent à des températures différentes, peuvent être traités pour séparer et récupé- rer les. différents liquides, ou poux' séparer du mélange pri- mitif, des fractions ayant le point d'ébullition désire.
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Elle se rapporte également à une forme spéciale d'ap- pareils pour la réalisation de ce procédé. cette invention s'applique spécialement au traitement de?huiles de pétrole ou desmélanges d'huiles, pour séparer les nulles de degrés différents ou de poids spécifiques dif- férents, et elle peut eussi être employée affreusement pour la traitement des huiles de pétrole contenant des matières étrangères, pour en séparer et en purifier les éléments de valeur,
Le dit procédé consiste à soumettre la matière pre- miere à un chauffage progressif en la faisant circuler dons un passage continu, et à recueillir séparément, en divers points de sa circulation,
les vapaurs produites par l'ébul- lition des pitiés de cette matière en ces diff4rents points et à condenser ensuite lesdites valeurs.
Pour la réalisation de ce procédé, la metiére à séparer en frétions liquides appropriées de point d'ébullition diffé- rent, ou en catégories de points d'ébullition, est mise en circulation en un courant continu à travers un appareil dans lequel l température de ce mélange est progressivement éle- v-e afin d'amener à leur point d'ébullition, les Divers à- léments du mélange, en des parties appropriées de l'appareil.
Les vapeurs ainsi formées sont captées dans des zones de va= peur appropriées et ces zones sont condensées et ramenées sous forme de liquide dans leurs divers récipients. Il peut être prévu dans ces zones, une purification supplémentaire, soit par des scrubbers du type usuel, c-à-d, à refoulement du courant, ou plus simplement par une disposition appropriée de collecteurs disposés dans les zones en une position telle qu'ils assurent le retour soit vers le courant de liquide pour le réchauffai ou vers les collecteurs antérieurs, des vapeurs condensées qui pourraient plus utilement servie dans
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d'autreszônes.
Il est indispensable, pour réaliser ce procédé, que le liquide à séparer en les fractions voulues, circule d'une manière continue dans un canal présentant au-de ssus de lui un espace libre pour la vapeur, et que le chauffage progres- sif se produise pendant son passage dans ce oanal, Il faut aus- si quel'espace libre pour la va.peur soit divisé en zônes de vapeur en des points appropriés pour la. séparation des vapeurs en la manière voulue, et que cesdivisions soient arrangées de façon que les vapeurs passent directement vers les zônes voulues sans traverser aucune autre zône.
Comme les vapeurs passent directement et librement dans les zones qui leur conviennent, et sont ainsi séparées sans qu'il soit nécessaire d'employer une contre circulation ou de s'opposer d'autre façon à leur libre passage par un niveau plus élevé du liquide, il n'y a pas de contre pres- sion et ce procédé convient donc spécialement pour la, dis- tillation dans le vide,
Ce passage desvaleurs directement dans la zône re- qui se a pour conséquence que le travail n'exige qu'un minimim de chaleur, puisqu'il n'y a Pas de contre-pression résultant de ce qu'une fraction doit en chasser une autre,, comme c'est le casdans lestours de fractionnement normales.
En autre les principes ci-dessus assurent que le cracking d'une huile soit réduit à un minimum puisque les vapeurs sont immédiatement enlevées du liquide et ne peuvent pas retomber dans ce liquide en un point où le liquide est à une température plus élevée que celle à laquelle la fraction en question entre en ébullition.
Le procédé susdit peut être réalisé dans tout appareil de forme convenable assurant la circulation du liquide en un courant continu en-dessous -d'une série de zones collectri- ces de valeur séparées, dont chacune est combinée avec des @ organes de condensation et possède des dispositifs pour re-
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cueillir et entraîner la vapeur condensées
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G:a - -pp2eil d'une construction 8pprop:;'"iée est représen- tée à#iis 1e dessins prinexés dans lesquels: est une vue en perspective d'une forme de l'appa- reil.
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î",2 est un plel1 en coupe de le, partie supérieure, ou zona :e "!?.f;=lrB de -,et appareil.
3=s.3 e3t une vue en plan de 1 partie inférieure de 1'-:.p}re':l, qui contient le liquide.
Fig.4 en est une élévation en coupe transversale.
Fig.5 est une élévation en coupe -d'une variante de
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,mï: ti¯X. 2n de 1 ' x pp zre 1 1 ,
Fig.6 en est une vue en plan suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5.
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Dl1:5 1 forme 3' pp.reil représentée dells les Figs, 1 à w, tUl c:l:mbie de b se 10 (Fig, 3)de forme circulaire est di- visée par despla-ques 11 en un passage 12 s'étendant en zig- zag sU!' toute s3 loiîJ?u¯1" d'un bout â l'autre, de façon don- ner un Pd.wcours continu, un tube d'admission 13 aboutit une extraite de ce passage et une décharge 14 débouche
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,''ce 1' .,".itre extrémité, En dessous du fond de cette chambre il est disposé des
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élément? de eh?uff?ge, tels que des brûleurs â gaz 15 qui ont pour but de chauffer le liquide tra.vers?l1t le parcours 12 et d'élever graduellement sa teapéreture pendent son pas- sage d'un bout à l'autre.
Au dessus du sommet ouvert de la chambre 10 est ménagé; une chambre supérieure 16 fermée sur les côtés, les extrémi- tés et le sommet, et entièrement ouverte à la. base vers la chambre inférieure 10. Le long de chèque côté, à l'intérieur
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cette c>:i.1..1mbre 16 présente un can?1 élevé, et chaque C211al est jivi'54 1>;: des plaques verticales 18 s'étendant jusqu'au som- met 10 1.- cu,r:ibre, en wi ('el"t:!il1 nombra de collacteur3 s4p;;iés
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17 17, ceux ménagés sur un côté étant en face de ceux ménagés sur l'autre.
La partie centrale de l'espace enclos dans la chambre, est divisée par les plaques verticales transversales
19 en descompartiments séparés tonnant leszones collectri- ces de vapeur 20. ces plaques 19 sont arrangées de façon à coïncider avec les plaques 18 et reposent sur la chambre in- férieure 10 et s'étendent jusqu'au sommet de la chambre 16 afin que chaque zône 20 soit entièrement séparée des autre: et pos- sède ses deux collecteurs 17.
La vapeur ainsi dégagée par le liquide pendant qu'il traverse le parcours 12 est captée dans cette zone pendant qu'elle passe en dessous d'elle.. etpar refroidissement et condensation, s'assemble les collecteurs 17 de cette zône, d'où elle est soutirée, Ceci est effectué de préférence par une décharge 21 venant d'un des collecteurs, le collec- teur de l'autre coté se déversant dens ce premier collecteur par le tube 22.
Le refroidissement de vapeur est réalisé en construi- sant les parois latérales de la chambre 16 avec des chemises 23 et en amenant un agent réfrigérant (tel que de l'eau froide) dans les dites chemises, cet 2.gent étant alimenté, à travers l'admission 24 et emporté par la décharge 25,
Les décharges 21 aboutissent aux récipients voulus et ces récipients sont de préférence raccordés à un dispositif d'épuisement d'air de façon à pouvoir y faire le vide ou un vide partiel et à assurer ainsi la rapide absorption des produits condensés dans les diverses zones,
Le nombre des zones sera déterminé par le lwmbre de fractions ou degrés en lesquels on désire séparer la matiez première en traitement,
et cette division est effectuée par @ un réglage approprie des organesde chauffage de manière à chauffer la matière première au degré voulu pour assurer la
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vaporisation des Hivers éléments pendant que la matière premiè- re passe sous les dites zones.
La. matière première circule à travers le passage 12 par gravitation ou par toute autre force, la partie non vaporisée et la boue ou les matière étrangères étant soutirées à travers la décharge 14 dans un récipient où l'on peut également faire le vide.
L'appareil représenté dans les Fige. 5 et 6 est construit et fonctionne dans lesmêmesconditions; toutefois, dans ce cas, l'appareil présente une forme générale cylindrique ou cir- culaire et la chambre inférieure 10 offre un parcours 12 en spirale du bord extérieur vers le centre. La décharge 14 s'ou- vre %lors en dessous de cette chambre.
Les appareils de chauf- fage (non représentés) sont disposés de manière à chauffer pro- gressivement la matière première pendant sa route vers sa, cham- bre ,
La chambre supérieure 16 est divisée en un nombre voulu de zônes séparées 20 par des cylindres concentriques 26 qui, étant disposés au dessus du passage 12 forment les collecteurs de vapeur séparés,
Une séparation plus efficace des zones par rapport au parcours du liquide , peut être obtenue 'en formant également ce parcours par des bagues concentriques au lieu d'une spira- le.
Dans ce cas chaque espace circulaire doit être bloqué sur à peu près toute la. circonférenceà partir de l'admission pour s'ouvrir dans l'espace intérieur immédiatement suivant afin de produire la circulation continue qui n'est en réalité qu'une circulation en spirale.
Le collecteur 17 pour chaque zône est disposé de façon à s'étendre autour de son bord extérieur et est fixé au cylin dre voulu à une hauteur convenable dans la zône, la vapeur s'é- levant dans le sommet de la zône autour du bord intérieur du collecteur.
Une chicane 27 est disposée audessus du dit passa- ,
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ge de vapeur pour empêcher le liquide condensé de retomber dans la chambre du fond, en le forcant à pénétrer dans le col- lecteur,
Dans le cas qui nous occupe, le refroidissement est ef- fectué par un système de tuyaux de circulation 26 disposés . autour de la Paroi extérieure de chaque zone et dans lequel on fait circuler l'agent réfrigérant déliré,
Chaque collecteur 17 est muni d'un tibe de drainage 22 partant de lui et dans lequel on peut faire le vide comme dans le cas précédent. ou bien à volonté, le vide dans l'ap- pareil peut être obtenu en ménageant dans le sommet de la chambre 16 un espace 29 d'où part un tube 30 aboutissant à l'appareil d'aspiration.
REVENDICATIONS.
1)- Procédé pour la, séparation, par distillation, de mélanges liquides, dans lequel les liquides mélanges sont forces de circuler en parcours continu dans une chambre fermée, et sont traités progressivement durant leur parcours, et dans lequel les vapeurs dégagées des liquides en des phases différentes de ce parcours sont recueillies condensées et soutirées séparément.
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METHOD AND APPARATUS FOR THE SEPARATION BY DISTILLATION OF
MIXED LIQUIDS.
The invention is successful in a process by which materials composed of mixtures of liquids having different boiling points, or vaporizing at different temperatures, can be treated to separate and recover them. different liquids, or lice, to separate from the initial mixture fractions having the desired boiling point.
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It also relates to a special form of apparatus for carrying out this process. this invention is especially applicable to the treatment of petroleum oils or oil mixtures, to separate nulls of different degrees or of different specific weights, and it could have been horribly employed for the treatment of petroleum oils containing petroleum oils. foreign matter, to separate and purify valuable elements,
The said process consists in subjecting the raw material to progressive heating by making it circulate in a continuous passage, and in collecting separately, at various points of its circulation,
the vapors produced by the boiling of the compounds of this material at these different points and then condensing said values.
For carrying out this process, the material to be separated into suitable liquid fretions of different boiling points, or into categories of boiling points, is circulated in a direct current through an apparatus in which the temperature of this mixture is gradually raised in order to bring the various elements of the mixture to their boiling point in suitable parts of the apparatus.
The vapors thus formed are captured in appropriate vapor zones and these zones are condensed and returned in the form of liquid in their various receptacles. It can be provided in these zones, an additional purification, either by scrubbers of the usual type, ie, with discharge of the current, or more simply by an appropriate arrangement of collectors arranged in the zones in a position such that ' they ensure the return either towards the current of liquid for the reheating or towards the previous collectors, of the condensed vapors which could more usefully served in
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other areas.
In order to carry out this process, it is essential that the liquid to be separated into the desired fractions circulates continuously in a channel having above it a free space for the vapor, and that the progressive heating takes place. occur during its passage through this channel. It is also necessary that the free space for the vapor is divided into zones of vapor at appropriate points for the. separation of the vapors in the desired manner, and that these divisions are arranged so that the vapors pass directly to the desired zones without passing through any other zone.
As the vapors pass directly and freely in the zones which suit them, and are thus separated without it being necessary to employ a counter circulation or to oppose in any other way their free passage through a higher level of the liquid , there is no back pressure and this process is therefore especially suitable for vacuum distillation,
This passage of values directly into the re- zone which has the consequence that the work requires only a minimum of heat, since there is No back pressure resulting from a fraction having to expel a other ,, as is the case in normal fractionation towers.
In addition the above principles ensure that the cracking of an oil is reduced to a minimum since the vapors are immediately removed from the liquid and cannot fall back into this liquid at a point where the liquid is at a temperature higher than that. at which the fraction in question comes to a boil.
The aforesaid process may be carried out in any suitably shaped apparatus which circulates the liquid in a direct current below a series of separate valuable collection areas, each of which is combined with condensing members and has devices for re
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to collect and entrain the condensed vapor
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G: a - -pp2eil of a construction 8pprop: the main drawing is shown in which: is a perspective view of a form of the apparatus.
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î ", 2 is a sectional plel1 of the, upper part, or zona: e"!?. f; = lrB of -, and apparatus.
3 = s.3 is a plan view of 1 lower part of 1 '- :. p} re': l, which contains the liquid.
Fig. 4 is an elevation in cross section.
Fig. 5 is a sectional elevation of a variant of
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, mï: tīX. 2n of 1 'x pp zre 1 1,
Fig.6 is a plan view taken along the line 6-6 of Fig. 5.
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Dl1: 5 1 form 3 'pp. Reil shown in Figs, 1 to w, tUl c: l: mbie de b se 10 (Fig, 3) of circular shape is divided by plates 11 in a passage 12 extending in zigzag sU! ' all s3 lawîJ? ū1 "from one end to the other, so as to give a continuous Pd.wcourse, an inlet tube 13 leads one extracted from this passage and a discharge 14 opens
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, '' this 1 '., ". its end, Below the bottom of this chamber there are
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element? heaters, such as gas burners 15 which are intended to heat the liquid through the path 12 and gradually raise its temperature as it passes from end to end. .
Above the open top of the chamber 10 is provided; an upper chamber 16 closed at the sides, the ends and the top, and fully open at the. base towards lower chamber 10. Along side check, inside
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this c>: i.1..1mbre 16 presents a high can? 1, and each C211al is jivi'54 1> ;: vertical plates 18 extending to the summit 10 1.- cu, r: ibre, in wi ('el "t:! il1 nombra of collactor3 s4p ;; iés
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17 17, those provided on one side being opposite those provided on the other.
The central part of the enclosed space in the chamber is divided by the transverse vertical plates
19 into separate compartments thundering the collection areas of steam 20. These plates 19 are arranged to coincide with the plates 18 and rest on the lower chamber 10 and extend to the top of the chamber 16 so that each zone 20 is entirely separate from the others: and has its two collectors 17.
The vapor thus released by the liquid as it passes through the path 12 is captured in this zone as it passes below it .. and by cooling and condensation, the collectors 17 of this zone are assembled, from where it is withdrawn. This is preferably carried out by a discharge 21 coming from one of the collectors, the collector on the other side flowing into this first collector through the tube 22.
The vapor cooling is achieved by constructing the side walls of the chamber 16 with jackets 23 and supplying a refrigerant (such as cold water) into said jackets, this liquid being fed, through. the admission 24 and carried by the discharge 25,
The discharges 21 lead to the desired containers and these containers are preferably connected to an air exhaust device so as to be able to create a vacuum or a partial vacuum therein and thus ensure the rapid absorption of the condensed products in the various zones,
The number of zones will be determined by the number of fractions or degrees in which it is desired to separate the raw material in treatment,
and this division is effected by appropriate adjustment of the heaters so as to heat the raw material to the desired degree to ensure the
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vaporization of the Winters elements while the raw material passes under the said zones.
The raw material circulates through the passage 12 by gravity or some other force, the unvaporized part and the sludge or foreign material being withdrawn through the discharge 14 into a vessel where a vacuum can also be evacuated.
The apparatus represented in the Figs. 5 and 6 is built and operates under the same conditions; however, in this case the apparatus is generally cylindrical or circular in shape and the lower chamber 10 provides a spiral path 12 from the outer edge to the center. The discharge 14 opens% when below this chamber.
The heaters (not shown) are arranged so as to gradually heat the raw material as it travels to its chamber,
The upper chamber 16 is divided into a desired number of zones 20 separated by concentric cylinders 26 which, being disposed above the passage 12, form the separate vapor collectors,
A more efficient separation of the zones from the liquid path can be obtained by also forming this path by concentric rings instead of a spiral.
In this case each circular space must be blocked over almost the entire. circumference from the inlet to open into the immediately following interior space to produce the continuous circulation which is really only a spiral circulation.
The manifold 17 for each zone is arranged so as to extend around its outer edge and is fixed to the desired cylinder at a suitable height in the zone, the vapor rising in the top of the zone around the edge. inside the collector.
A chicane 27 is placed above said passa-,
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ge of vapor to prevent the condensed liquid from falling back into the bottom chamber, forcing it to enter the collector,
In the present case, the cooling is effected by a system of circulating pipes 26 arranged. around the outer wall of each zone and in which the delirious refrigerant is circulated,
Each collector 17 is provided with a drainage tib 22 starting from it and in which a vacuum can be created as in the previous case. or else at will, the vacuum in the apparatus can be obtained by leaving a space 29 in the top of the chamber 16 from which a tube 30 emerges leading to the suction apparatus.
CLAIMS.
1) - Process for the separation, by distillation, of liquid mixtures, in which the mixed liquids are forced to circulate continuously in a closed chamber, and are treated progressively during their journey, and in which the vapors given off from the liquids in different phases of this journey are collected, condensed and withdrawn separately.
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