DE10256651B4 - Process for vacuum distillation and condensation equipment - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Vakuumdestillation, bei welchem eine Lösung in einem Verdampfungsbehälter (2) erwärmt wird, im Verdampfungsbehälter (2) ein Unterdruck erzeugt wird, das aus der Lösung verdampfende Gas abgesaugt wird sowie das im abgesaugten Gas enthaltene Lösungsmittel kondensiert und in einem Kondensatsammelgefäß (7) aufgefangen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile des nach dem Auskondensieren des Lösungsmittels verbleibenden Gases über eine Spüllanze (10) als Spülgas in die Lösung im Verdampfungsbehälter (2) eingeleitet werden, um eine Durchmischung der Lösung zu erzielen.method for vacuum distillation, in which a solution in an evaporation vessel (2) is heated, in the evaporation tank (2) a negative pressure is generated, sucked out of the solution evaporating gas is condensed and the solvent contained in the extracted gas and collected in a condensate collection vessel (7) is characterized in that at least parts of the after Condensation of the solvent remaining gas over a spout lance (10) as a purge gas into the solution in the evaporation tank (2) be introduced to achieve a mixing of the solution.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vakuumdestillation, bei welchem eine Lösung in einem Verdampfungsbehälter erwärmt wird, im Verdampfungsbehälter ein Unterdruck erzeugt wird, ein aus der Lösung verdampfendes Gas abgesaugt wird sowie ein im abgesaugten Gas enthaltenes Lösungsmittel kondensiert und in einem Kondensatsammelgefäß aufgefangen wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Kondensationseinrichtung, die sich vorzugsweise zur Ausführung dieses Verfahrens eignet.The The present invention relates to a process for vacuum distillation, in which a solution in an evaporation tank heated is, in the evaporation tank a negative pressure is generated, a gas evaporating from the solution is sucked off and a solvent contained in the extracted gas condensed and collected in a condensate collection vessel becomes. Furthermore The invention relates to a condensation device, preferably for execution this method is suitable.
In vielen chemischen Laboratorien werden häufig Vakuumdestillationen durchgeführt, um bestimmte Stoffe aus Lösungen zu gewinnen. Aus einem beliebigen Stoffgemisch muss dazu das Lösungsmittel herausdestilliert werden, wobei es insbesondere auf die Einhaltung bestimmter Destillationsbedingungen ankommt, um eine saubere Stofftrennung zu ermöglichen. Bei der sogenannten Vakuumdestillation wird die Lösung auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt und gleichzeitig wird der Druck verringert, um bereits bei geringen Temperaturen den Siedepunkt des zu destillierenden Lösungsmittels zu erreichen.In Many chemical laboratories are often vacuum distilled to certain substances from solutions to win. From any substance mixture must to the solvent being distilled out, paying particular attention to compliance certain distillation conditions to arrive at a clean separation of substances to enable. In the so-called vacuum distillation, the solution on heated a predetermined temperature and at the same time the pressure is reduced to even at low Temperatures the boiling point of the solvent to be distilled to reach.
Aus
der
Wenn Rotationsverdampfer zur Vakuumdestillation eingesetzt werden, muss der rotierende Verdampfungskolben über einen speziellen Rotationsanschluss an die weiteren Bestandteile der Kondensationseinrichtung angeschlossen werden. Trotz der erforderlichen Rotation des Verdampfungskolbens muss das System gasdicht abgeschlossen sein, woraus besonders hohe Anforderungen an den Rotationsanschluss erwachsen. Außerdem ist eine Antriebseinheit für den Rotationsverdampfer erforderlich, welche nicht unerhebliche Kosten verursacht. Die bisher bekannten Rotationsverdampfer sind daher relativ teuer, erfordern eine regelmäßige Wartung der rotierenden Teile und besitzen generell das Problem, dass Leckstellen an den Verbindungselementen zwischen dem rotierenden Verdampfungskolben und den feststehenden Elementen der Kondensationseinrichtung auftreten können.If Rotary evaporator for vacuum distillation must be used the rotating evaporating flask via a special rotary connection connected to the other components of the condensation device become. Despite the required rotation of the evaporation flask must The system must be gas-tight, resulting in particularly high demands grown to the rotary connection. There is also a drive unit for the Rotary evaporator required, which costs not insignificant caused. The previously known rotary evaporators are therefore relatively expensive, require regular maintenance of the rotating Parts and generally have the problem that leaks to the Connecting elements between the rotating evaporating flask and occur the fixed elements of the condensation device can.
Um eine ständige Durchmischung der Lösung im Verdampfungsbehälter zu gewährleisten, ohne dass der Verdampfungsbehälter rotiert werden muss, wurden gelegentlich auch Rührgeräte eingesetzt, die eine mechanische Durchmischung der Lösung mit Hilfe eines Rührwerkzeugs ermöglichen. Soweit eine Vakuumdestillation durchgeführt werden soll, ist die Integration mechanischer Rührgeräte in dem Verdampfungsbehälter problematisch, da die Antriebsachsen der Rührgeräte nach außen geführt werden müssen. Außerdem ist der Einsatz mechanischer Rührgeräte auf nicht aggressive Lösungsgemische beschränkt. Für eine vielseitig einsetzbare Kondensationseinrichtung, in der unterschiedlichste Lösungsgemische destilliert werden können, eignen sich mechanische Rührgeräte daher nicht.Around a permanent one Mixing of the solution in the evaporation tank to ensure without that the evaporation tank To be rotated, occasionally stirrers were used, which is a mechanical Mixing of the solution with the help of a stirring tool enable. So far carried out a vacuum distillation is the integration of mechanical stirrers in the evaporation tank is problematic, because the drive axles of the stirrers after Outside be guided have to. Furthermore is the use of mechanical stirrers on not aggressive solution mixtures limited. For one versatile condensation device, in the most diverse solution mixtures can be distilled Therefore, mechanical stirrers are suitable Not.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Vakuumdestillation und eine entsprechende Kondensationseinrichtung bereitzustellen, bei welcher der Siedeverzug im Verdampfungsbehälter sicher vermieden wird, wobei der Verdampfungsbehälter feststehend angeordnet werden kann und keine mechanischen Rührgeräte zur Durchmischung der im Verdampfungsbehälter enthaltenen Lösung benötigt werden.The The object of the present invention is thus a method for vacuum distillation and a corresponding condensation device to provide in which the bumping in the evaporation tank safe is avoided, wherein the evaporation vessel are arranged stationary can and no mechanical stirrers for mixing the contained in the evaporation tank solution needed become.
Diese und weitere Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst, bei welchem zumindest Teile des nach dem Auskondensieren des Lösungsmittels verbleibenden Gases über eine Spüllanze als Spülgas in die Lösung im Verdampfungsbehälter eingeleitet werden, um eine Durchmischung der Lösung zu erzielen.These and further objects are achieved by the method according to the invention solved, in which at least parts of the after the condensation of the solvent remaining gas over one flushing lance as a purge gas into the solution in the evaporation tank be introduced to achieve a mixing of the solution.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Lösung allein durch das Einleiten des Spülgases ständig durchmischt wird, so dass eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Lösung sichergestellt ist. Indem das im Verdampfungsbehälter verdampfte Gas als Spülgas verwendet wird, kann die Vakuumdestillation weiterhin in einem abgeschlossenen System ausgeführt werden und es besteht auch nicht die Gefahr der Verunreinigung der Lösung durch Einleiten externer Gase. Außerdem werden keine zusätzlichen Gase, insbesondere teure Inertgase benötigt.This method has the advantage that the solution is constantly mixed by introducing the purge gas, so that a uniform temperature distribution is ensured in the solution. By using the gas evaporated in the evaporation tank as the purge gas, the vacuum distillation can continue to be carried out in a sealed system, and there is no danger of contamination of the solution by introducing external gases. In addition, no additional Chen gases, especially expensive inert gases needed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Spülgas vor dem Einleiten in die Lösung getrocknet. Dies ermöglicht die vollständige Destillation bestimmter Stoffe, die beim Zurückleiten eines nicht getrockneten Gases erheblich erschwert werden würde.According to one preferred embodiment the purge gas before entering the solution dried. this makes possible the complete Distillation of certain substances when returning a non-dried Gas would be made considerably more difficult.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn das Spülgas über ein Spülgasventil geführt wird, mit welchem eine stoßweise getaktete Einleitung des Spülgases in die Lösung sichergestellt wird. Durch ein entsprechendes Steuersystem können die Menge und der Zeitpunkt des Einleitens des Spülgases exakt bestimmt werden, um an die spezifischen Stoffe und Destillationsbedingungen angepasst zu sein.When It has turned out to be particularly advantageous if the purge gas is passed over purge gas valve guided becomes, with which one intermittently timed initiation of purge gas into the solution is ensured. Through an appropriate tax system, the Quantity and the time of introduction of the flushing gas can be determined exactly adapted to the specific substances and distillation conditions to be.
Weiterhin wird eine Kondensationseinrichtung bereit gestellt, bei welcher die Druckseite der Vakuumpumpe an eine Spüllanze gekoppelt ist, über welche zumindest Teile des nach der Kondensation verbleibenden Spülgases in die Lösung im Verdampfungsbehälter zurückgeführt werden. Mit dieser Kondensationseinrichtung kann das oben genannten Verfahren vorteilhaft ausgeführt werden. Die Spüllanze wird so positioniert, dass sie unterhalb des Flüssigkeitspegels der Lösung im Verdampfungsbehälter mündet, damit der eingeleitete Spülgasstrom die Lösung effektiv durchmischt.Farther a condensation device is provided in which the pressure side of the vacuum pump is coupled to a flushing lance via which at least parts of the remaining after the condensation purge gas in the solution in the evaporation tank to be led back. With this condensation device, the above-mentioned method carried out advantageous become. The spill lance is positioned so that it is below the liquid level of the solution in the Evaporative tank opens, so the introduced purge gas stream the solution effectively mixed.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform wird als Vakuumpumpe eine sogenannte Hold-Back-Pumpe verwendet, wobei weiterhin ein Entspannungsgefäß am Ausgang des Verdampfungsbehälters angeordnet ist, über welches das verdampfende Gas von der Pumpe abgesaugt wird. Sollte es trotz der Gasrückführung und der damit einhergehenden Durchmischung der Lösung zu einem Aufschäumen der im Verdampfungsbehälter enthaltenen Flüssigkeit kommen, verhindert dieses Entspannungsgefäß durch das zusätzlich bereit gestellte Volumen das Ansaugen der Lösung in die Pumpe, so dass die Kondensationseinrichtung weiterhin funktionsfähig bleibt.According to one expedient embodiment is used as a vacuum pump, a so-called hold-back pump, wherein furthermore a flash vessel is arranged at the outlet of the evaporation tank is over which the evaporating gas is sucked by the pump. Should it despite the gas recirculation and the concomitant mixing of the solution to a foaming the in the evaporation tank contained liquid Come, prevent this relaxation vessel by the addition of ready Asked volume sucking the solution into the pump so that the condensation device remains functional.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further Advantages, details and further developments result from the following description of preferred embodiments of the invention, with reference to the drawing. Show it:
Die
Kondensationseinrichtung besitzt ein beheizbares Wasserbad
Ebenso
transportiert die Pumpe
Das
verbleibende Gas steht nach dem Intensivkühler
Um
die Vakuumdestillation durchzuführen, muss
die gesamte Kondensationseinrichtung bei Betriebsaufnahme evakuiert
werden. Zur Abfuhr des überschüssigen Gases
(Abluft) ist daher ein Überdruckventil
Das
im Verdampfungsbehälter
verdampfte Lösungsmittel
tritt in den Hohlraum
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass der entscheidende Vorteil der beschriebenen Erfindung darin besteht, dass der Verdampfungsbehälter nicht mehr (im Wasserbad) bewegt werden muss, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Lösung im Verdampfungsbehälter zur erzielen. Natürlich sind Abwandlungen der erläuterten Kondensationseinrichtung möglich, beispielsweise der Austausch des der Erwärmung dienenden Wasserbades durch eine andere Heizquelle.In summary It should be noted that the decisive advantage of the described Invention is that the evaporation tank is no longer (in a water bath) must be moved to a uniform temperature distribution in the solution in the evaporation tank to achieve. Naturally are variations of the explained Condensation device possible, for example, the replacement of the heating water bath through another heat source.
- 11
- Wasserbadwater bath
- 22
- VerdampfungsbehälterEvaporation tank
- 33
- Entspannungsgefäßflash vessel
- 44
- Absauganschlusssuction
- 55
- Kondensationskühlercondensor
- 66
- Hold-Back-PumpeHold-back pump
- 77
- KondensatsammelgefäßCondensate collection vessel
- 88th
- Intensivkühlerintensive condenser
- 99
- Spülgasventilpurge gas valve
- 1010
- Spüllanzeflushing lance
- 1111
- Spülgasanschlusspurge gas
- 1212
- ÜberdruckventilPressure relief valve
- 1313
- Steuereinheitcontrol unit
- 1414
- Belüftungsventilvent valve
- 2020
- Hohlraumcavity
- 2121
- DurchführungsleitungThrough line
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- 2002-12-03 DE DE2002156651 patent/DE10256651B4/en not_active Expired - Fee Related
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Organikum, 17. Aufl., VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1988, S. 37-40 * |
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