Installation pour la condensation fractionnée d'un mélange de gaz ou de vapeurs.
La présente invention se rapporte à une installation pour la condensation fractionnée d'un mélange de gaz ou de vapeurs. Cette installation est caractérisée par une enveloppe en différentes régions de laquelle on produit des températures diffe'reites et que le mélange traverse en passant successivement d'une région à celle dont la température est immédiatement inférieure, de fac on à abandonner, dans chaque région, la plus grande partie au moins du composant dont la température de condensation correspond à celle de cette région, des moyens étant prévus pour extraire séparément les produits de condensation de chaque région.
Elle pourra être utilisée, par exemple, pour l'obtention de diverses séries d'hydrocarbures ou encore pour réaliser la séparation de l'anhydride phtalique d'avec la naphtaline et d'autres impuretés, telles que l'anthracéne, de l'anthraquinone, etc.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 à 4 montrent une premiére forme d'exécution;
La fig. 1 en est une élévation latérale; la fig. 2 une vue en plan; la fig. 3 une coupe verticale par 3-3 de fig. 2 et la fig. 4 une vue en bout avec arrachement partiel;
Les fig. 5 à 11 se rapportent à une deuxième forme d'exécution;
La fig. 5 en est une coupe verticale lon gitndinale; la fig. 6 une coupe horiontale et la fig. 7 une coupe transversale; les fig. 8 à 1 L montrent des détails;
Les fig. 12 à 15 représentent une troisième forme d'exécution;
La fig. 12 en est une coupe horizontale; la fig. 13 une coupe verticale et la fig. 14 une autre coupe verticale prise à angle droit par rapport à celle de la fig. 13;
la fig. 15 montre un détail
La fig. 16 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution, dont la fig. 17 est une coupe horizontale, tandis que les fig. 18 et 19 en montrent des détails en perspective;
La fig. 20 est une coupe verticale d'une autre forme-d'exécution, dont la fig. 21 est une coupe horizontale;
La fig. 22 est une coupe verticale partielle de la dernière forme d'exécution et la fig. 23 en est une coupe horizontale.
La forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 4 comprend une enveloppe allongée formant trois compartiments de condensation séparés 3, 4 et 5. Ces compartiments sont de section carrée et plus hauts que larges.
Ils sont, de préférence, constitués par des plaques métalliques, de sorte que les parois constituent des surfaces conductrices de la chaleur et sont soutenus par un bâti commun 6 servant à les renforcer et à les supporter.
Chaque compartiment est traversé par un tuyau vertical 7 de section rectangulaire et dont les extrémités ouvertes, débouchent à l'extérieur desdits compartiments pour permettre le libre passage de l'air. On remarquera, en se référant particulièrement à la fig. 2, que les parois de ces tuyaux d'air de réfrigération sont relativement peu épaisses et qu'elles sont plus étroites que les compartiments, de manière à constituer ce que l'on peut appeler des parois défiectrices. En outre, on observera que ces tuyaux sont disposés plus près des parois frontales que des parois arrière.
Les compartiments adjacents sont reliés Åa leurs parties inférieures par des conduites horizontales 8 qui ont à peu près la même largeur que les compartiments. Ces conduites sont pourvues sur 1-un de leurs côtés d'un volet 9 comme représenté en fig. 1. Le premier des compartiments, 3, est relié, par un tuyau d'alimentation 10, avec un vaporisateur ou un appareil de sublimation 11 et, à la partie supérieure du dernier compartiment, 5, est disposée une cheminée d'évacution 12.
Chacun des compartiments est en outre pourvu, à la partie inférieure de ses parois latérales, d'ouvertures d'extraction 13 obturées par des volets 14.
Sur des tiges 15 qui s'étendent transversalement à la partie supérieure des compartiments sont supportés, au moyen de crochets 16, des cadres articulés 17 comportant des écrans 18. Les extrémités inférieures de ces écrans sont disposées de fanon à venir buter contre des tiges d'arrêt 19. Les écrans sont en outre reliés entre eux au moyen de tringles de manoeuvre 20 traversant les différents compartiments et la paroi arrière du dernier compartiment 5, les extrémités extérieures de ces tringles étant munies de poignées 21.
On remarquera que le premier compaitiment 3 ne comprend qu'un écran qui se trouve disposé du côté du tuyau 7 opposé au tuyau d'alimentation 10, tandis que, dans les autres compartiments, les écrans sont placés de part et d'autre desdits tuyaux 7.
Le fonctionnement de la forme d'exécution décrite est le suivant: Le mélange de vapeurs provenant du vaporisateur 11 pénètre, par le tuyau 10, dans le premier compartiment 3 dans lequel règne une température relativement élevée. Si on traite de l anhy- dinde phtalique qui est mélangée avec de la naphtaline ou autres impuretés, l'anhydride phtalique se coitdensant à la température la plus haute se dépose dans le compartiment 3 et est recueilli sur les deux faces de l'écran 18. Les résidus passent dans le com- partiment suivant 4 où règne une température un peu moitis élevée.
Dans ce dernier peut avoir lieu la condensation de l'anhydride phtalique restant et de la naphtaline. Une plus grande proportion d'anhydlide phtalique que de naphtaline se condense sur le premier des écrans 18 du compartiment 4 et vraisemblablement une plus grande proportion de naphtaline que d'anhydride phtalique se coit- dense sur le second des écrans 18, disposé dans le eompartialent 4. Le reste des va peurs passe ensuite du compartiment 4 dans celui 5 où règne une température encore plus basse et il s'y produit la condensation de la naphtaliiie, les résidus sous forme de vapeurs étant évacués par la cheminée 12.
Les différents produits peuvent être recueillis sé parément par les extracteurs de deeharge 14 et les aiguilles ainsi que les cristaux qui se sont formés sur les écrans peuvent être facilement enlevés en actionnant les tiges 20 et en faisant heurter les écrans contre les butées 19.
L'enveloppe de la forrne d'exécution des fig. 5 à 11 comprend une carcasse 22 snp
portant des plaques métalliques 23 et forme
une chambre dont le plafond est en gradins,
ainsi que représenté en fig. 5. Cette chambre
est divisée par les deux écrans 45 et les trois
écrans 47 en cinq compartiments 24, 25, 26,
27 et 28 communiquant librement l'un avec
l'autre et dont le volume va en augmentant
depuis le plus petit 24 jusqu'au plus grand 28.
Les produits à condenser sont introduits
dans le plus petit compartimeiit 24 au moyen
d'un tuyau 29 et les résidus qui ne sont pas
condensés dans la chambre s'échappent par
un tuyau 30 relié à une cheminée d'évacua
tion 31. Des filtres 32 sont disposés dans la
cheminée 31, à la partie inférieure de laquelle
sont prévues des portes d'extraction 33. Un
tuyau 34 sert à introduire un agent de
chauffage dans le compartiment d'entrée 24.
En outre, des pommes d'arrosage 35 créent
une circulation d'eau à la partie supérieure
de l'un ou de tous les compartiments, cette
eau, guidée par les parois défiectrices 40,
pouvant s'écouler le long des parois de ces
compartiments et être recueillie dans des
augets 36 représentés plus particulièrement
en fig. 7 et 8. Le liquide qui ruisselle sur
les parois des différents compartiments ne
peut s'écouler sur le compartiment voisin
grâce aux rebords 39.
41 sont des déflecteurs formés de volets
rotatifs reliés par des entretoises 42 et se
manoeuvrant par des tiges à poignées 43.
Les paliers pour ces tiges sont protégés par
des plaques de garde 44, comme représenté
en fig. 11. Les écrans 45 et 47 sont montés
de fagon à pouvoir tourner autour d'un axe
horizontal passant dans leur partie médiane et peuvent venir heurtèr des butées 46. La
commande se fait au moyen de tiges 48
comportant extérieuremeut des poignées 49.
Les fig. 9 et 10 représentent, de face, deux
portions, l'une supérieure et l'autre inférieure,
d'un des écrans 45.
Le fonctionnement de cette forme d'exé
cution est le suivant: Les vapeurs, comme
par exemple de l'anhydride phtalique et de
la naphtaline mélangés, chauffées ct sous
pression, sont introduites dans l'enveloppe et
s'y détendent en pénétrant successivement
dans chacun des compartiments 25 à 28, les
résidus s'échappant finalement par la chemi
née 31. Il est évident que la vitesse d'écou
lement des vapeurs diminue au fur et à
mesure que ces deniiéres pénètrent dans les
compartiments successifs; comme le volume
de ceux-ci va en augmentant, la détente ira
aussi en augmeutant, ce qui réalise un re
froidissement de plus en plus intense.
Ainsi
l'anhydride phtalique qui se condense aux
températures les plus élevées peut être re
cueilli dans les premiers compartiments.
Dans ceux iiitermédiaires se trouve un me-
lange cl'anhydride phtalique et de naphtaline
et, dans les derniers, la naphtaline pure se
dépose. Ces difiérents produits, lorsqu'on
secoue les tamis, tombent sur le plancher,
à leur pied et sont extraits séparément au
moyen des portes 50 ménagées sur les parois latérales des compartiments, comme in
diqué en fig. 7. Les matières qui se sont
déposées sur les écrans, généralement sous
la forme de cristaux, en sont détachées par
la manoeuvre des poignées 49 qui permettent
de produire l'oscillation des écrans et qui les
choquent contre les butées 46.
La forme d'exécution des fig. 12 à 15
comprend une chambre que limitent: une
paroi arrière plane 51, de préférence en ma-
tière isolante, une paroi semi-cylindrique 52,
en matière conductrice, telle qu'une plaque
métallique, un plancher 54 et un plafond 53
pouvant être en matière isolante. A l'intérieur
de cette chambre sont disposées des cloisons
semi-cylindriques 55 constituées par des
écrans en toile métallique, à mailles assez
larges, ou par des tales perforées, montés
concentriquement, leurs extrémités venant
s'appliquer pour y être assujetties sur la
paroi arrière 51. On forme ainsi différents
compartiments de condensation 56, 57, 5s
et 59 dont le nombre n'est pas limité.
Les vapeurs à condenser qui proviennent
d'un vaporisateur 60 pénètrent dans le com
partiinent interne 56, dont le volume est le
plus réduit, par un tuyau 61 et sont évacuées
hors de l'appareil par un tuyau d'échappement 62 branché sur le compartiment externe 59 qui présente la plus grande capacité. Les vapeurs traversent donc successivement les différentes cloisons senii-cylindriques limitant les différents compartiments, avec une vitesse qui va graduellement en décroissant. I1 est évident que dans le plus petit compartiment o6 règne la température la plus élevée, tandis que, dans les autres, la tenipérature di minue successivement pour être la moins élevée dans le compartiment externe 59.
L'action et le fonctionnement de cette forme d'exécution sont donc semblables à ceux des formes d'exécution déjà décrites.
Pour recueillir les différents produits de condensation, chaque compartiment présente, à sa partie inférieure, une ouverture d'évacuation 63; un racloir 64 (voir aussi fig. 15) est disposé de manière à balayeur le fond de la chambre et à amener les produits près de ladite ouverture d'extraction. Comme repré- senté en fig. 13, les écrans ne touchent pas le plancher de la chambre 54, laquelle possède des rebords verticaux 65, qui empêchent le mélange des différentes matières condensées dans les différents compartiments. Cet espace pennet également le déplacement du racloir. Ce dernier comprend des brosses verticales 66 qui agissent sui' la surface des écrans pour les débarrasser des cristaux qui s'y condensent.
Le racloir est solidaire de l'arbre vertical montré en fig. 13, arbre rotatif actionné par un engrenage conique.
La forme d'exécution des fig. 16 à 19 comprend une chambre cylindrique; celle-ci est limitée par une paroi cylindrique externe 67, un plafond fixe 68 et un fond rotatif 69.
Un faux-fond fixe 70 est disposé au-dessous du fond rotatif 69. A la partie supérieure de la chambre sont suspendus des écrans cylindriques et concentriques 71 réservant entre eux un certain nombre de compartimeiits concentriques 72, 73, 74 et 75. Les vapeurs produites par l'appareil de sublimation 76 sont introduites par un tuyau 77 dans le compartiment central, puis pénètrent successivement dans les compaftiments juxtaposés, pour s'échapper hors de la chambre, par
exemple par l'espace existant entre le fond rotatif 69 et la paroi verticale 67.
Le foiid 69 qui est mis en rotation par l'intermédiaire d'un engrenage 78 comprend des rebords saillants 79 correspondant aux écrans 71 et qui servent à empêcher le mélange des différentes produits condensés. Le fond est également pourvu de brosses verticales 80 agissant sur les écrans pour les débarrasser des cristeaux qui s'y rassemblent. Le fond 69 et le faux-fond 70 présentent les ouvertures d'évacuation 81. Des racloirs 82, supportés par la partie supérietlre de l'appareil, balaient le fond rotatif entre les rebords saillaiits 79 pour déverser les produits condensés par les ouvertures de décharge 81.
Au lieu que le fond de l'appareil soit rotatif et la partie supérieure fixe, le fond pourrait être fixe et la partie supérieure mo- bile, comme représelité en fig. 20 et 21.
Dans cette forme d'exécution, le fond 83 supporte la paroi verticale externe 84. La partie supérieure 85 de l'appareil peut tour- nel autour de son axe et elle supporte des écrans cylindriques 86 qui forment entre eux des compartiments 87, 88 et 89 dont les volumes vont progressivement en augmentant.
Les écrans 86 ; ne touchent pas le fond 83 qui est pourvu de rebords séparateurs verti- caux 90. Ce e fond porte également des brosses 91 qui agissent sur des écrans rotatifs et, sur la partie supérieure de l'appareil, sont fixés des racloirs 99 qui balaient le fond et qui servent à entraîner les produits condensés vers les ouvertures d'évacuation 93. Les vapeurs sont introduites dans le compartimellt central 87, au moyen d'un conduit 94 et s'échappent hors du compartiment externe par le tuyau 95.
Dans la forme d'exécution des fig. 22 et 23, l'enveloppe comporte un fond fixe inférieur 96 supportant une paroi latérale cylindrique 97 et un fond rotatif supérieur 98. nes écrans à treillis 99 sont pontés sur ce fond mobile et alternellt avec des écrans à treillis fixes 100 appartenant au fond fixe 96 de la chambre. Des racloirs 101 et 102 se combinent avec les différents écrans et agissent sur les écrans voisins et sur le fond pour débarrasser les premiers des cristaux qui s'y condensent et pour balayer le fond en entraînant les produits condensés vers les ouvertures d'extraction 103.
Dans le compartiment central 104 est disposée verticalement une colonne 105 dont la partie inférieure forme réchauffeur 106 et communique avec une cheminée centrale d'évacuation 107. Cette cheminée, qui est munie de chicanes 108, est entourée d'un conduit 109 dont l'extrémité inférieure débouche dans la colonne 105 audessus du réchauffeur 106. A l'extrémité supérieure du conduit 109 est branché un tuyau 110 de distribution de vapeur, sur lequel est également montée une dérivation lîl comportant une valve et aboutissant à la partie supérieure de la cheminée 107.
Entre le conduit 109 et la paroi de la colonne 105 sont disposés un certain nombre de plateaux étagés 112, au-dessus desquels est disposée une trémie d'alimentation 113 supportée par la paroi supérieure rotative 98 de l'enveloppe.
La partie du tuyau 109 qui se trouve placée dans la trémie 113 est pourvue d'une vis d'Archimède 114.
Le fonctionnement de cette forme d'exécution est le suivant: La colonne 106 est chauffée de toute manière appropriée et les produits de la combustion s'échappent par la cheminée 107. (: Ces produits peuvent tout d'abord passer par la dérivation 111 et descendre dans le conduit 109, puis remonter par dessus les plateaux 112 pour s'écouler ensuite dans les différents compartiments dans lesquels ils pénètrent successivement au travers des écrans.
De cette façon, la chambre est préalablement chauffée pour être amenée à la température voulue, après quoi la dérivation 111 est fermée. Un gaz, par exemple de l'air ou de l'oxygène, est ensuite amené par le tuyau 110 et, en descendant le long du tuyau 109, est chauffé par contact avec la cheminée 107.
La matière à traiter sous forme solide est introduite dans la trémie 113 et, comme la partie supérieure de l'appareil est animée d'un mouvement rotatif, la matière distribuée par la vis d'Archimède tombe sur le plateau supérieur 112. Elle se liquéfie et s'écoule sur les autres plateaux pour être soumise à l'actien du gaz chaud qui circule en sens inverse dans la colonne 105. Les vapeurs sont entraînées dans le compartiment central 104 pour pénétrer ensuite dans les compartiments successifs de volumes croissants où les différents produits sont condensés et recueillis séparément.
REVENDICÂTION:
Installation pour la condensation fractionnée d'un mélange de gaz ou de vapeurs, caractérisée par une enveloppe en différentes régions de laquelle on produit des températures différentes et que le mélange traverse en passant successivement d'une région à celle dont la température est immédiatement inférieure, de façon à abandonner, dans chaque région, la plus grande partie au moins du composant dont la température de condensa- tion correspond à celte de cette région, des moyens étant prévus pour extraire séparément les produits de condensation de chaque région.