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- J"" ## w vi| pri w " Appareil pour la rectification de mélanges liquides
La séparation par rectification de mélanges de liquides est un procédé courant de la technologie chimique, s'effectuant essentiellement : a) au moyen de colonnes à plateaux; b) au moyen de colonnes à matériaux de remplissage.
C'est une caractéristique du premier type de colonnes que l'organe rectificateur est disposé horizontalement et est tra- versé perpendiculairement par le contre-courant de liquide et de vapeur effectuant la rectification. Le passages, soit du liquide, soit de la vapeur à travers un plateau, provoque une discontinuité dans la composition des deux phases* Entre un plateau et le pla- teau voisin, il est nécessaire de ménager un espace qui est inactif
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au point de vue de la rectification et où la composition de la phase liquide et de la phase gazeuse ne varie pas. Les colonnes à plateaux sont par conséquent en grande partie vides et inutili- sées.
L'efficacité d'une colonne s'exprime en nombre de plateaux théoriques par mètre de hauteur ; elle est une fraction du nombre des plateaux réels, qui, à cause de la nécessité de laisser un espace appréciable entre plateaux voisins, est en pratique compris entre trois et sept.
Les dispositifs très variés qui ont été proposés jusqu'à présent n'ont pas réussi à modifier substantiellement cette situation.
Même dans les colonnes à matériaux de remplissage, l'espace n'est pas entièrement utilisé parce que, l'empilage des matériaux de remplissage étant livré au hasard, la vapeur ascendante et le liquide descendant suivent des trajets divers et, surtout, labiles et imprévus. Par conséquent, l'effet de rectification est irrégulier et fait défaut en grande partie. Ce type de colonne a été abandonné, à l'exception des cas où il faut effectuer la rectification sous vicie poussé, à cause de la basse résistance opposée par ce genre de colonne au passage de la vapeur.
L'appareil de rectification formant l'objet de la présente invention élimine tous les inconvénients des colonnes employées jusqu'à présent et en réunit les avantages, cet appareil étant essentiellement caractérisé par le fait que ses organes rectifi- cateurs sont disposés, non pas perpendiculairement, mais parallè- lement au contre-courant de liquide et de vapeur. Par conséquent, dans chaque élément s'étendant en hauteur, la composition du liquide peut se mettre en équilibre avec celle de la vapeur et ces compositions varient toutes deux d'une façon continue le long de la hauteur de l'appareil, dont le volume est entièrement actif au point de vue de la rectification.
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Dans l'appareil selon la présente invention, le liquide s'écoule en descendant le long de surfaces verticales, planes ou cylindriques, poreuses ou trouées (par exemple, le long de toiles métalliques), tandis que la vapeur monte dans l'espace libre compris entre deux surfaces contiguës.
Toujours selon l'invention, dans l'espace compris entre deux surfaces rectificatrices contiguës, on peut disposer des diaphragmes, de préférence en chicane, dans le but de créer des tourbillons locaux dans le flux de vapeur et d'intensifier ainsi l'âchange de matière entre la phase liquide et la phase gazeuse*
Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que les surfaces rectificatrices sont munies chacune, à leur partie supérieure, d'un organe de fixation constituant en même temps un canal de distribution du liquide à rectifier sur les dites surfaces. Dans ce cas, en variant le niveau du liquide dans le canal, on peut régler le débit de telle façon que le liquide se répartit sur chaque surface sous la forme d'une pellicule, ce qui est essentiel. pour le bon rendement de l'appareil.
L'invention sera décrite ci-après avec référence au dessin schématique ci-joint à titre d'exemple non limitatif, dans lequel : la Fig. 1 représente une coupe verticale de l'appareil de rectification selon l'invention, muni de surfaces planes ; la Fig. représente une coupe transversale du dit appareil selon la ligne 1-1 de la Fig. 1; la Fig. 3 représente une coupe verticale de l'appareil de rectification selon l'invention, muni de surfaces cylindriques; la Fig. 4 représente une coupe transversale du dit appareil selon la ligne II-II de la Fig. 3; la Fig. 5 représente une coupe verticale, à plus grande échelle, d'un détail des surfaces rectificatrices selon l'inven- tion, montrant le système de fixation des surfaces à l'intérieur de l'appareil et les canaux distributeurs qui répartissent le liquide sur chacune des surfaces;
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la figure 6 représente une coupe transversale dudit détail selon la ligne III-III de la figure 5; et la figure 7 représente une coupe verticale, à plus grande échelle, d'un détail des surfaces reetificatrices selon l'inven- tion, qui montre schématiquement la disposition des diaphragmes dans l'espace ménagé entre lesdites surfaces. Comme il a déjà été mentionné, ces diaphragmes favorisent la formation de tour- billons locaux dans le courant de vapeur ascendant.
Dans ces figures, les éléments identiques ou similaires sont indiqués par les mêmes références.
Le fonctionnement de l'appareil (marqué 1) est évident et peut être facilement compris à l'examen du dessin annexé, puisque le principe de rectification est le même que pour les colonnes usuelles employées auparavant. Le liquide a rectifier est intro- duit par 4 dans chacun des canaux 3, placés au-dessus de chaque rectificateur 4, en réglant la hauteur de son niveau au moyen d'un trop-plein (non représenté dans le dessin) de façon que le débit aux surfaces inférieures, constituées par exemple par des toiles métalliques 4, soit juste suffisant pour former une pellicule liquide mince et uniforme.
La vapeur monte, en contre-courant. avec le liquide, dans les espaces compris entre deux surfaces 4 contigues, et se décharge par le haut, en 5, où elle arrive en traversant des ouvertures 6 prévues entre lesdits canaux distributeurs qui servent en même temps à fixer le bord supérieur des surfaces rectificatrices 4.
Par 7 on a désigné les pièces d'écartement entre les canaux 3, tandis que 3' et 7' sont les organes de fixation intermédiaires, de même construction, pour les surfaces rectificatrices. Identique est aussi la forme des organes de fixation inférieurs (non repré- sentés dans le dessin) qui se trouvent au-dessus de la partie in- férieure 8 de l'appareil, où le liquide est recueilli et évaporée
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par exemple à l'aide d'un serpentin de chauffage 9; 10 est une ouverture de décharge.
Par 11, on a désigné les diaphragmes transversaux disposés dans l'espace compris entre les surfaces rectificatrices.
La distance entre les surfaces rectificatrices est choisie de telle façon que le flux de vapeur ascendant atteigne la vitesse la plus convenable pour obtenir un échange efficace de matière entre la phase liquide et la phase gazeuse. En outre, par le seul fait que les surfaces en question sont rèches, étant constituées par exemple par des toiles métalliques, il se produit dans le courant de vapeur des tourbillons locaux qui ont pour effet d'activer l'échange de matière entre la phase liquide et la phase gazeuse, en empêchant que le flux de cette dernière soit laminaire.
La formation de ces tourbillons peut en outre être accentuée par des diaphragmes 11, de préférence disposés en chicane.
Parmi les avantages de l'appareil rectificateur selon l'invention, il faut signaler aussi le fait que grâce à la haute efficacité que l'on peut atteindre, sa construction peut devenir extrê- mement compacte, de sorte que sa hauteur est beaucoup plus faible que celle des colonnes employées jusqu'à, présent.