CZ280265B6 - Varák vákuovej rektifikačnej kolony - Google Patents

Abstract

Vo varáku sú vytvorené dve odparné plochy na povrchov dvoch súoso orientovaných odparných valcov (1,2). Oba vyhrievané odparné povrchy sú stierané stieračami (3,4). Na vnútorný odparný valec (1) sa prievádza nástrek a na vonkajší odparný valec (2) sa privádza reflux z rektifikačnej kolony. Varák može byť využitý pri delení zmesí tepelne nestálých látok najma vo farmaceutickom priemasle.ŕ

Description

(57) Anotace:

Vo vařáku sú vytvořené dve odparné plochy na povrchoch dvoch súoso orientovaných odparných valcov (1,2). Oba vyhrlevané odparné povrchy sú stlerané stleračmi (3,4). Na vnútorný odparný válec (1) sa privádza nástrek a na vonkajší odparný válec (2) sa privádza reflux z rektifikačnej kolony. Vařák může byť využitý pri delení zmesi tepelne nestálých látok najmá vo farmaceutickom priemysle.

CZ 280 265 B6

Vynález sa týká varáka vákuovej rektifikačnej kolony pre destilačné delenie zmesí tepelne nestálých látok, ktoré pri dlhodobom vystavení účinku zvýšených teplót sa rozkladajú alebo inak chemicky menia.

Z hladiska možností tepelného poškodenia termolabilnej látky je vařák rektifikačnej kolony najvážnejším miestom, doba pobytu spracovávanej kvapaliny v ňom má byť preto čo najkratšia. Túto požiadavku splňujú vařáky filmového typu, například vařák so splývájúcim filmom kvapaliny, ktorý je vlastně vertikálnym trubkovým výmenníkom tepla s filmom spracovávanej kvapaliny na vnútornej stene rúrok. Nevýhodou varákov s touto konštrukciou je, že rozdelenie kvapaliny rovnoměrně na všetky rúrky sa nedá spolahlivo zabezpečit. Váčší význam majú potom filmové rotorové odparky vo funkcii varáka pre rektifikačnú kolonu, například podlá Schweiz. 248 799 a US. 2 596 086 s rotorom s pevnými lopatkami, alebo podlá Ger. 1 061 293 a Brit. 740 561 s rotorom s pohyblivými lopatkami. Kvapalinový film na ohrevnej ploché je priamo, alebo nepriamo premiešavaný účinkom rotora, ktorý sa pohybuje s relativné vysokou frekvenciou. Zabezpečí sa tým popři krátkej době pobytu aj rovnoměrné rozdelenie kvapaliny po celej odparnej ploché a výhodné poměry pre přestup tepla. Nevýhodou zariadení tohto konštrukčného typu je ich zložitosť, vysoká cena a vysoké nároky na presnosť výroby, montáž a prevádzkovanie. Spoločnou nevýhodou oboch spomínaných typov varákov je skutočnosť, že majú jedinú teplovýmennú plochu, na ktorú prichádza spoločne aj čerstvý nástrek, aj spatný tok z rektifikačnej kolony. Keďže odparovanie nástreku v případe viskóznych, živičných alebo tuhnúcich destilačných zbytkov bývá často spojené s technickými ťažkosťami, zbytočne tu dochádza k zmiešavaniu nástreku a spatného toku, ktorý už raz prešiel parnou fázou a neobsahuje už spomínané problémové zložky nástreku.

Spomínané nevýhody sú odstránené u varáka pre vákuovú rektifikačnú kolonu podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že je tvořený dvoma odparnými valcami, pričom na vnútornom odparnom válci je nasunutý vnútorný stierač a do vonkajšieho odparného valca je zasunutý vonkajší stierač, a hrdlo nástreku ústi nad vnútorným odparným valcom a hrdlo refluxu ústi nad rozdelovacím žlabom.

Vařák pre vákuovú rektifikačnú kolonu podlá vynálezu má v porovnaní s doteraz známými konštrukčnými riešeniami rad výhod. Zachovává sa v ňom stieraný film na oboch odparných plochách, čím sa zabezpečí rovnoměrné rozdelenie spracovávanej kvapaliny na teplovýmennej ploché, intenzívně premiešavanie kvapaliny vo filme a najma optimálna doba jej pobytu na ohrevnej ploché. Zmysel pohybu stieračov a orientácia jednotlivých stieracich segmentov sú také, že pri ich rotačnom pohybe je kvapalinový film nadvihovaný a udržiavaný na odparnej ploché dostatočne dlho na to, aby přijal výparnú entalpiu pri nízkom teplotnom spáde bez tepelného poškodenia spracovávanej termolabilnej látky. Hydraulický odpor pre vznikájúce páry je minimálny, takže tlakový spád po výške varáka je prakticky zanedbatelný. Konštrukcia varáka podlá vynálezu nie je výrobně náročná, rovnako prevádzkovanie a údržba sú jednoduché. Hlavnou výhodou je skutočnosť, že nedochádza tu k zmiešavaniu čerstvého nástreku a spatného toku z rektifikačnej kolony. Čerstvý nástrek je privádzaný na vonkajší povrch vnútorného odparného válca, kým reflux z kolony prichádza na odparnú

-1CZ 280265 B6 plochu vonkajšieho valca, vytvorenú z jeho vnútornej strany. Týmto nedochádza k ich zmiešavaniu a vytváraniu velkých objemov kvapaliny s rizikom problémového destilačného spracovania, najma v případe viskóznych alebo tuhnúcich destilačných zbytkov. Nástrek móže tiež niekedy obsahovat zložky, katalyzujúce rozklad dešti lovanej zmesi a je preto žiadúce dostat tieto čo najskór vo formě destilačného zbytku von zo zariadenia. Vhodnou volbou priemeru vnútorného odparného valca je možné dosiahnuť výhodný poměr velkostí oboch odparných plóch, zodpovedajúci poměru odpařovaných množstiev s ohladom na obvyklé hodnoty refluxu, ktoré sa pohybujú medzi 3 - 10. Výhodné spojenie oboch stieračov do jedného celku umožňuje ich pohon jediným hriadelom, utěsněným jediným vákuovým těsněním.

Na pripojenom výkrese je schematicky znázorněný vařák pre vákuovú rektifikačnú kolonu podlá vynálezu.

Centrálnou častou varáka je dvojica odparných valcov - vnútorný odparný válec 1 a vonkajší odparný válec 2. Odparná plocha vnútorného odparného valca 1 je vytvořená na jeho vonkajšom povrchu a odparná plocha vonkajšieho odparného valca 2. je vytvořená z jeho vnútornej strany. Na vnútorný odparný válec 1 je nasunutý vnútorný stierač 3 a do vonkajšieho odparného valca 2 je zasunutý vonkajší stierač 4 so stieracími segmentmi 9,. Vnútorný stierač £ a vonkajší stierač 4 sú s výhodou vzájomne spojené spojovacími tyčami 8,. Vnútorný stierač £ je spojený s vodiacim kotúčom 16, nasadeným zhora na vnútorný odparný válec 1. Nad vnútorným odparným valcom 1. ústi hrdlo nástreku 5 a hrdlo refluxu 6 ústi nad rozdelovacím žlabom £, ktorý je uložený na hornéj časti vonkajšieho stierača 4 spolu s rozdelovačom refluxu 12. Vnútorný odparný válec 1 je v dolněj časti ukončený zberným žlabom s hrdlom zbytku 11 a vonkajší odparný válec 2 dnom s hrdlom recyklu 10. Pastorok ozubeného převodu 13 je spojený s hriadelom 14, utěsněným těsněním 15,. Vnútorný odparný válec 1, je zvnútra vyhrievaný vhodným spósobom, například nasýtenou parou, cirkulujúcim teplonosným médiom a podobné. Ohřev vonkajšieho odprarného valca £ je zabezpečený zvonka pomocou ohrevného plášta 17 rovnako vhodným spósobom. Čerstvý nástrek sa privádza na vyhriaty povrch vnútorného odparného valca 1. hrdlom nástreku 6, preteká vodiacim kotúčom 16, ktorý je zo strany kontaktu s vnútorným odparným valcom 1 opatřený prepúšťacími otvormi, zabezpěčujúcimi rovnoměrné rozdelenie nástreku po celom obvode vnútorného odparného válca £. Cez vodiaci kotúč 16 sa prenáša rotačný pohyb od ozubeného převodu 13 na vnútorný stierač £ a vonkajší stierač 4. Nástrek stéká po povrchu vnútorného odparného valca £ smerom nadol, pričom je účinkom stieracích segmentov 9 na odparnej ploché intenzívně premiešavaný a prevracaný. Neodparený podřel je ako destilačný zbytok odvádzaný hrdlom zbytku 11 von zo zariadenia. Vzniklé páry odchádzajú do vákuovej rektifikačnej kolony, umiestnenej nad hrdlom refluxu 6, pričom ich odchod v tomto smere súvisi s tlakovým gradientom, vyvolaným zdrojom vákua, ktorý je připojený na chladič na vrchole rektifikačnej kolony. Reflux z rektifikačnej kolony přitéká spát do varáka hrdlom refluxu 6 a preteká cez rozdělovači žlab 7 na odparnú plochu vonkajšieho odparného valca 2. Rozdělovači žlab 7 je opatřený rozdelovačom refluxu 12., ktorým je vhodné tvarovaný kotúč s prepúšťacími otvormi na straně kontaktu s vonkajším odparným valcom 2. Vzniklé páry sa vracajú spáť do rektifikačnej kolony hrdlom refluxu 6. Neodparený podřel z von-2cz 280265 B6 kajšieho odparného valca 2 sa odvádza hrdlom recyklu 10 mimo vařák ako samostatná frakcia, alebo sa recykluje do nástreku s možnostou odvodu £ažšej zložky do destilačného zbytku.

Vařák pre vákuovú rektifikačnú kolonu podlá vynálezu móže byt použitý pri destilačnom delení zmesi tepelne citlivých látok najma vo farmaceutických výrobách.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vařák vákuovej rektifikačnej kolony, vyznačuj úci s a tým, že je tvořený vnútomým odparným valcom (1) a vonkajším odparným valcom (2), pričom na vnútornom odparnom válci (1) je nasunutý vnútorný stierač (3) a do vonkajšieho odparného valca (2) je zasunutý vonkajší stierač (4), a hrdlo nástreku (5) ústi nad vnútomým odparným valcom (1) a hrdlo refluxu (6) ústi nad rozdelovacim žlabom (7).

2. Vařák vákuovej rektifikačnej kolony podlá nároku 1, vyznáčujúci sa tým, že vnútorný stierač (3) a vonkajší stierač (4) sú vzájomne spojené spojovacími tyčami (8).