DE1103299B

DE1103299B - Siebbodenkolonne

Info

Publication number: DE1103299B
Application number: DEB57136A
Authority: DE
Inventors: Boris Pomper
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1959-03-25
Filing date: 1960-03-21
Publication date: 1961-03-30
Also published as: US3095462A; BE588962A; FR1230531A; GB898212A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Kolonnen, die dazu dienen, eine Flüssigphase mit einer Dampfphase wirksam in Berührung zu bringen.

Kolonnen, beispielsweise DestiHationskolonnen der üblichen Bauart, sind mit waagerechten Glockenboden ausgestattet. In einer solchen Kolonne behindert die Flüssigkeitsschicht auf dem Boden die aufsteigenden Dämpfe und wirkt so einer vollständigen gegenseitigen Durchdringung der Phasen entgegen.

Bekannt sind ferner Kolonnen mit waagerechten perforierten Böden, die mit Löchern von gleichem Durchmesser versehen sind. Hierbei strömt die Flüssigphase nach unten und die Dampfphase nach oben. Dieses System ergibt eine bessere gegenseitige Durchdringung der Phasen als die üblichen Glockenboden, aber der Durchgang der Phasen ist trotzdem behindert, so daß genügend gleichmäßige Resultate nur innerhalb enger Betriebsgrenzen erzielt werden können. Eine solche Installation ist außerdem anfällig für Korrosion und Ansatz von Rost un.d Ablagerungen, die ein Zusetzen bewirken, so daß es schwierig ist, zu vermeiden, daß die Flüssig- oder Dampfphase sich bevorzugte Wege sucht und die Leistung daher unregelmäßig wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Kolonne zur gegenseitigen Durchdringung von Flüssigkeiten und Dämpfen. Die Kolonne enthält übereinanderliegende perforierte Böden, die abwechselnd in entgegengesetzter Richtung geneigt sind und jeweils an ihrer Oberkante einen großen Überlauf bilden. Die Größe der Löcher eines Bodens nimmt von seinem oberen Teil zum unteren Teil progressiv ab. Der Ausdruck »groß« in Verbindung mit den Überläufen bedeutet größer als das größte Loch.

Die Größe der Überläufe beträgt vorzugsweise nicht mehr als ein Fünftel und nicht weniger als ein Dreißigstel des gesamten Kolonnenquerschnitts und kann zweckmäßig etwa ein Zehntel des gesamten Kolonnenquerschnitts betragen. Die Löcher in den Böden sind vorzugsweise kreisrund, müssen dies aber nicht sein. Die Durchmesser kreisförmiger Löcher, und, im Falle von nicht runden Löchern, die kleinste Abmessung können zwischen 1 und 40 mm liegen. Die Böden bestehen vorzugsweise aus zwei Abschnitten, von denen der untere stärker gegen die Horizontale geneigt ist als der obere. Die Böden oder — im Falle von geknickten Böden — deren Oberteile können in einer Kolonne von kleinem Durchmesser im Winkel bis zu 30° und in einer Kolonne von großem Durchmesser im Winkel bis zu 3° zur Horizontalen geneigt sein.

Auf diese Weise wird eine praktisch gleichmäßige Abwärtsbewegung der Flüssigphase erzielt, da die größte Flüssigkeitszufuhr mit den öffnungen des kleinsten Durchmessers übereinstimmt. Die Dampf-

Anmelder:

The British Petroleum Company Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Patentanwalt,
Köln 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 25. März 1959

Boris Pomper, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

phase folgt einem kurvenförmigen Weg. Sie steigt mit erhöhter Geschwindigkeit durch den offenen Raum zwischen dem Überlauf jedes Bodens und dem Kolonnenmantel und durch die versprühte Flüssigphase aus dem Raum unter einem Boden in den Raum unter dem nächst höheren Boden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert : .

Fig. 1 ist ein axialer, senkrechter Teilschnitt durch eine Bodenkolonne gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Boden längs der Linie II-II von Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Kolonne 1 enthält gleiche Böden 2 und 3. Die Böden 2 sind nach links und die Böden 3 nach rechts geneigt. Zwischen ihren Oberkanten und dem Kolonnenmantel lassen sie die Räume 4 und 5 frei. Jeder Boden hat einen Oberteil 17 bzw. 18 und einen unteren Teil 6 bzw. 7. Der untere Teil ist stärker geneigt als der zugehörige obere Teil. Die unteren Teile 6 bzw. 7 sind mit AbI auf öffnungen 19 bzw. 20 versehen. Mit 21 ist ein Ventil für eine Abzugsleitung bezeichnet. Der Dämpfeweg ist durch die kurvenförmige Linie F angedeutet.

Der in Fig. 2 dargestellte Boden 2 ist mit Reihen von öffnungen 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 versehen, die parallel zueinander im oberen Teil 17 des Bodens angeordnet sind. Die Durchmesser dieser öffnungen werden mit der Annäherung an den unteren Teil 6 des Bodens immer kleiner. Der untere Teil 6 des Bodens hat eine einzelne Öffnung 19.

Die Böden können in beliebiger bekannter Weise an der Innenwand der Kolonne befestigt werden. Falls

109 538/489

gewünscht, können Abzugsrohre an jeder geeigneten Stelle angebracht werden.

Die Anordnung der Böden in der Kolonne gemäß der Erfindung gewährleistet gute Verteilung der herabrieselnden Flüssigphase unter jedem Boden, bedingt dadurch, daß die Last der Flüssigphase um so größer ist, je kleiner der Durchmesser der Öffnungen ist. Ein etwaiger Flüssigkeitsüberschuß kann am Überlauf an den oberen Kanten der Böden 2 und 3 ablaufen. Die Durchgänge 4 und 5 der Überläufe sind im Verhältnis zu den Perforationen groß ausgelegt und können beispielsweise bis zu einem Achtel und zweckmäßig etwa ein Zehntel der gesamten Ouerschnittsfläche der Kolonne einnehmen. Die Folge ist ein beschleunigter Durchgang der Dampfphase unter jedem Boden durch die herabrieselnde Flüssigphase. Auf diese Weise wird innige und sehr schnelle Vermischung der Flüssig- und Dampfphasen und damit eine erhöhte Leistung im Vergleich zu bekannten Kolonnen erzielt.

Ferner wird übermäßiges Mitreißen von Flüssigkeit durch die Dämpfe vermieden, und die Kolonne bietet den Vorteil einer einfachen, verhältnismäßig billigen und leicht instand zu haltenden Konstruktion. Eine Kolonne gemäß der Erfindung eignet sich für die üblichen Verwendungszwecke, wie Fraktionierung, Entgasung, Reinigung, Waschen oder Kühlen von Gasen, und kann unter Druck, unter Vakuum oder bei Normaldruck betrieben werden.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf das vorstehend gegebene Beispiel beschränkt, sondern kann in verschiedenen Ausführungsformen verwirklicht werden.

Konstruktionsdetails, wie Neigungswinkel der Böden und Größe der Perforationen, hängen von der erforderlichen Betriebsart ab. Optimale Zahlen lassen sich leicht experimentell bestimmen. In der Praxis ist es ratsam, in jedem Einzelfall die Bedingungen, insbesondere die Viskosität der behandelten Flüssigkeiten dadurch in Rechnung zu ziehen, daß Öffnungen von geeigneter Größe vorgesehen werden. Die übereinanderliegenden Böden können auch mit Perforationen versehen sein, die den Viskositätsänderungen der behandelten Flüssigkeit angepaßt sind. Die beschriebene Vorrichtung kann auch andere in der Technik bekannte Abwandlungen sowie Verbesserungen und Zusätze aufweisen, ohne dadurch vom Sinn der Erfindung abzuweichen. Der Betrieb dieser Kolonnen ist der gleiche wie bei gewöhnlichen Kolonnen. Ebenso kann die Kolonne gemäß der Erfindung mit Elementen, wie Rückflußteil, Verdampferteil, Abstreifteil und Wiederaufkocher, versehen sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Kolonne mit übereinander angeordneten Siebboden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Siebboden (2, 3) abwechselnd gegeneinander geneigt sind, zwischen der Oberkante (17, 18) jedes Siebbodens und der Kolonneninnenwand ein freier Raum (4, 5) vorgesehen ist, und der Durchmesser der Löcher (8 bis 16) im Siebboden vom oberen Rand (17., 18) jedes Siebbodens nach seinem unteren Rand (6, 7) abnimmt.

2. Kolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (8 bis 16) in den Siebboden (2, 3) kreisrund sind.

3. Kolonne nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (2, 3) in einem Winkel von 3 bis 30° gegen die Horizontale geneigt sind.

4. Kolonne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der kreisrunden Löcher oder die kleinste Abmessung nicht kreisförmiger Löcher in den Siebboden 1 bis 40 mm beträgt.

5. Kolonne nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Oberkante (17, 18) eines Siebbodens und die Kolonneninnenwand (1) bestimmte horizontale Querschnitt (4, 5) ein Dreißigstel bis ein Fünftel, vorzugsweise ein Zehntel, des gesamten Kolonnenquerschnitts beträgt.

6. Kolonne nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden aus zwei Abschnitten (2, 3 bzw. 6, 7) bestehen, von denen der untere Teil (6, 7) stärker als der obere (2, 3) gegen die Horizontale geneigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen