DE1134966B

DE1134966B - Attachment designed as a steam splitter for distillation columns

Info

Publication number: DE1134966B
Application number: DER30524A
Authority: DE
Inventors: Kurt Rettberg; Helmut Rettberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-06-13
Filing date: 1961-06-13
Publication date: 1962-08-23

Description

Als Dampfteiler ausgebildeter Aufsatz für Destillationskolonnen Die Erfindung betrifft einen als Dampfteiler ausgebildeten Aufsatz für Destillationskolonnen, mit dem deren Automatisierung besonders vorteilhaft durchgeführt werden kann. Solche Dampfteiler dienen dazu, den aus der Destillationskolonne aufsteigenden Dampf zu kondensieren und das Kondensat entweder als Erzeugnis abzuziehen oder als Rückfluß in die Destillationskolonne zurückzuführen. Der Dampfteiler ist deshalb mit zwei Kondensationsvorrichtungen versehen, von welchen jeweils nur der einen der Dampf zugeführt wird. Die eine Kondensationsvorrichtung bezeichnet man als Rückflußkühler, die andere als Erzeugniskühler.An attachment designed as a steam splitter for distillation columns Die The invention relates to an attachment designed as a steam splitter for distillation columns, with which their automation can be carried out particularly advantageously. Such Steam dividers serve to control the steam rising from the distillation column condense and withdraw the condensate either as product or as reflux returned to the distillation column. The steam splitter is therefore with two Provided condensation devices, of which only one of the steam is fed. One condensation device is called a reflux condenser, the other as a produce cooler.

Alle kontinuierlich arbeitenden Ausführungen, bei denen die Teilung in Rücklauf und Erzeugnis mit Hilfe von Hähnen eingestellt wird, sind zur Reindarstellung von Flüssigkeiten ungeeignet, da das zum Dichten der Hähne unumgängliche Hahnfett von den meisten Kohlenwasserstoffen gelöst wird und als Verunreinigung in das mühsam gewonnene reine Kopfprodukt gelangt. All continuously working versions where the division is set in the return and product with the help of taps, are for pure display Unsuitable for liquids, as the faucet grease is indispensable for sealing the taps from most hydrocarbons gets dissolved and as an impurity in the troublesome recovered pure top product arrives.

Bei den bekannten und üblichen diskontinuierlich arbeitenden Destillationsaufsätzen, die in der Regel über einen Zeitgeber elektromagnetisch gesteuert werden, läuft ein wenn auch geringer Teil der Flüssigkeit fehl und wird deshalb von der Teilung nicht erfaßt. Aus diesem Grunde ist die Einstellung und Aufrechterhaltung eines definierten Rückflußverhältnisses außerordentlich schwierig. Die dadurch auftretenden Fehler auf dem Rückflußverhältnis sind nur schwer abschätzbar und können nur durch langwierige Messungen experimentell ermittelt werden. In the known and customary discontinuously working distillation attachments, which are usually controlled electromagnetically by a timer, runs an albeit small part of the fluid fails and is therefore prevented from dividing not recorded. Because of this, hiring and maintaining is one defined reflux ratio extremely difficult. The resulting Errors in the reflux ratio are difficult to assess and can only be through lengthy measurements can be determined experimentally.

Durch den Aufbau des als Dampfteiler ausgebildeten Aufsatzes für Destillationskolonnen gemäß der Erfindung sollen derartige Fehlerquellen von vornherein weitgehend ausgeschlossen werden. Due to the structure of the attachment designed as a steam splitter for Distillation columns according to the invention are intended to be sources of error from the outset largely excluded.

Der Dampfteiler gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Den Grundbestandteil des Dampfteilers gemäß der Erfindung bildet ein rohrförmiger Dampfsammler 12, der an einem Ende mit einem kegligen Normalschliff 16 und am anderen Ende mit einem Normalschliff in Form einer Kugelschale 17 versehen ist. Mit dem kegligen Normalschlifl wird der Dampfteiler unter vollkommener Abdichtung auf die nicht dargestellte Destillationskolonne aufgesetzt. Der Dampfsammler 12 ist ungefähr in der Mitte durch eine zur Längsachse des Dampfsammlers geneigt stehende Wand 5 in zwei Räume unterteilt. Die Trennwand 5 wird von einer kurzen in Höhe der Achse des Dampfsammlers gelegenen Hülse 5a durchdrungen. An jeden der beiden Räume des Dampf- sammlers 12 ist ein Kühler 4 bzw. 8 derart angeschlossen, daß sie geneigt zur Achse des Dampfsammlers stehen. Beide Kühler sind an eine gemeinsame Kühlwasserleitung 18 angeschlossen. The steam splitter according to the invention is in the drawing in a exemplary embodiment shown. The basic part of the steam divider according to the invention forms a tubular steam collector 12, which at one end with a conical normal cut 16 and at the other end with a normal cut in shape a spherical shell 17 is provided. The steam splitter becomes with the conical normal ground joint placed under complete sealing on the distillation column, not shown. The steam collector 12 is approximately in the middle through a to the longitudinal axis of the steam collector inclined standing wall 5 divided into two rooms. The partition wall 5 is of a penetrated short sleeve 5a located at the level of the axis of the steam collector. To everybody of the two rooms of the steam collector 12, a cooler 4 or 8 is connected in such a way that they are inclined to the axis of the steam collector. Both coolers are connected to a common Cooling water line 18 connected.

Die die schräge Trennwand 5 durchdringende Hülse 5a ist an dem dem Normalschliff 16 des Dampfsammlers 12 zugekehrten Ende als Kugelschale ib ausgebildet. In diese paßt eine andere Kugelschale 1, die von einer die Hülse 5a sowie eine an dem mit dem Kugelschliff 17 versehenen Ende des Dampfsammlers 12 befindliche Öffnung mit reichlichem Spiel durchdringenden Stange 2 getragen wird. In das Innere der Kugelschale 1 ragt das Ende eines Rohres 8a, mit welchem der eine Kühler 8 an den Dampfsammler 12 angeschlossen ist. Dieses Ende des Rohres 8a ist als Kugel ja ausgebildet. Auf sie kann sich die an der Stange 2 sitzende Kugelschale 1 dichtpassend aufsetzen, wodurch das nach dem Kühler 8 führende Rohr 8a vollkommen abgeschlossen wird. The inclined partition wall 5 penetrating sleeve 5a is on the dem Normal ground joint 16 of the steam collector 12 facing the end formed as a spherical shell ib. Another spherical shell 1 fits into this, one of which is the sleeve 5a and one the opening provided with the spherical joint 17 of the steam collector 12 with ample play penetrating rod 2 is carried. In the interior of the Ball socket 1 protrudes the end of a tube 8a, with which the one cooler 8 to the Steam collector 12 is connected. This end of the tube 8a is designed as a ball. The spherical shell 1 sitting on the rod 2 can sit tightly on it, whereby the pipe 8a leading to the cooler 8 is completely closed off.

Bei dieser Stellung der Kugelschale 1 besteht zwischen ihr und der an der Hülse 5a sitzenden Kugelschalelb ein gewisser Zwischenraum. Durch diesen kann dann aus der Destillationskolonne in den Dampfsammler 12 getretener Dampf hindurchtreten und nach dem Kühler 4 gelangen.In this position, the spherical shell 1 exists between her and the a certain space between the spherical shellb seated on the sleeve 5a. Through this can then pass from the distillation column into the steam collector 12 vapor and get to the cooler 4.

An dem über die obere Öffnung des Dampfsammlers 12 vorstehenden Ende der Stange 2 ist ein Weicheisenkern 2a angeschmolzen. Das über den Dampfsammler 12 herausragende den Weicheisenkern 2a tragende Ende der Ventilstange 2 wird durch eine Kappe 13 abgedeckt, die mit dem kuglig ausgebildeten Ende 13a in die Kugelschale 17 am Dampfsammler 12 eingreift. Auf die Kappe 13 ist eine Magnetspule 3 aufgeschoben. Die Magnetspule ist an den Stromkreis eines elektrischen Zeitgebers zur Steuerung des Dampfteilers angeschlossen. Fließt durch die Magnetspule 3 Strom, so wird der Weicheisenkern 2a angezogen und die mit diesem verbundene Ventilstange 2 von dem Kugelsitz la des Zuleitungsrohres 8a zum Kühler 8 abgehoben, so daß nunmehr Dampf aus dem Dampfsammler 12 in den Kühler 8 strömen kann. Durch das Anheben wird die Kugelschale 1 in die an der Hülse 5a vorgesehene Kugelschalelb dichtpassend emporgezogen, wodurch der obere Raum des Dampfsammlers 12 und damit der daran sitzende Kühler 4 gegenüber der Destillationskolonne abgesperrt ist. At the end protruding beyond the upper opening of the steam collector 12 a soft iron core 2a is melted onto the rod 2. That about the steam collector 12 protruding end of the valve rod 2 carrying the soft iron core 2a a cap 13 covered with the spherical end 13a in the spherical shell 17 engages the steam collector 12. A magnetic coil 3 is pushed onto the cap 13. The solenoid is on the circuit of an electrical timer connected to control the steam splitter. Current flows through the solenoid 3, so the soft iron core 2a is attracted and the valve rod connected to it 2 lifted from the ball seat la of the feed pipe 8a to the cooler 8, so that now Steam can flow from the steam collector 12 into the cooler 8. By lifting it will the spherical shell 1 tightly fitting into the spherical shellb provided on the sleeve 5a pulled up, whereby the upper space of the steam collector 12 and thus the one sitting on it Cooler 4 is shut off from the distillation column.

Der Kühler 4 ist zum Dampfsammler 12 so schräg gestellt, daß in ihm entstehendes Kondensat des Dampfes aus der Destillationskolonne an derselben Stelle, durch welche der Damf eingetreten ist, in den Dampfsammler 12 zurückfließen kann. Dieses zurückfließende Kondensat gelangt zur schrägstehenden Trennwand 5 des Dampfsammlers 12 und fließt auf dieser nach dem tiefsten Punkte derselben. Die die Querwand 5 durchdringende HülseSa ragt so weit über die Trennwand 5 vor, daß kein Kondensat durch die Hülse 5a nach unten fließen kann. An der tiefsten Stelle der Querwand ist an dem Dampfsammler 12 ein Röhrchen 7 angeschlossen, durch welches das Kondensat abfließt und nach dem mit dem Normalschliff 16 versehenen Ende des Dampfsammlers 12 geführt wird. Das hier befindliche Ende des Röhrchen7 steht zweckmäßig in Höhe der Achse des Dampfsammlers, so daß das herausfiießende Kondensat in die Destillationskolonne tropfen kann, ohne auf die Wände des Dampfsammlers oder die Kolonne zu treffen. Damit nun aber nicht Dampf aus der Destillationskolonne durch das Röhrchen 7 nach dem Kühler 4 gelangen kann, insbesondere wenn dieser durch das Zweigventil 1 gegenüber der Destillationskolonne abgesperrt sein soll, ist in dem Ablaufröhrchen 7 durch Ausbildung einer Schleife 6 ein Syphonabschluß geschaffen. The cooler 4 is inclined to the steam collector 12 that in it resulting condensate of the vapor from the distillation column at the same point, through which the steam has entered, can flow back into the steam collector 12. This flowing back condensate reaches the inclined partition 5 of the steam collector 12 and flows on this to the lowest point of the same. The transverse wall 5 penetrating sleeveSa protrudes so far over the partition 5 that no condensate can flow down through the sleeve 5a. At the deepest point of the transverse wall a tube 7 is connected to the steam collector 12, through which the condensate flows off and after the end of the steam collector provided with the normal ground joint 16 12 is performed. The end of the tube 7 located here is expediently at the same height the axis of the steam collector, so that the condensate flowing out into the distillation column can drip without hitting the walls of the steam collector or the column. But now there is no steam from the distillation column through the tube 7 can reach the cooler 4, in particular when this through the branch valve 1 opposite the distillation column should be shut off, is in the discharge tube 7 through Formation of a loop 6 created a siphon closure.

Der Kühler 8 andererseits ist an dem Dampfsammler 12 mit dem Rohr 8a in einer solchen Neigung angeschlossen, daß das im Kühler 8 innerhalb des Rohres 8a entstehende Kondensat des Dampfes aus der Destillationskolonne von dem Dampfsammler 12 wegfließt. Es gelangt in ein zur Entnahmestelle 9 führendes Rohrl9. An der Entnahmestelle ist zweckmäßig am Rohr 19 ein Normalschliff zum Anschluß eines Sammelgefäßes für das Erzeugnis angebracht. The cooler 8, on the other hand, is attached to the steam collector 12 with the pipe 8a connected in such an inclination that the cooler 8 inside the pipe 8a resulting condensate of the steam from the distillation column from the steam collector 12 flows away. It reaches a pipe 9 leading to the extraction point 9. At the extraction point is useful on the tube 19 a normal ground joint for connecting a collecting vessel for the product attached.

Die beiden Kühler 4 und 8 sind an ihren von dem Dampfsammler 12 abgekehrten Enden durch eine Leitung 10 verbunden, so daß ein Druckausgleich zwischen den beiden Kühlern geschaffen ist. Diese Leitung 10 ist mit einem verschließbaren Nippel 10a versehen, über welche durch eine Luftpumpe innerhalb der Kühler 4 und 8 ein Unterdruck erzeugt werden kann. The two coolers 4 and 8 are facing away from the steam collector 12 at theirs Ends connected by a line 10 so that a pressure equalization between the two Cooler is created. This line 10 is provided with a closable nipple 10a provided, through which an air pump inside the cooler 4 and 8 is a negative pressure can be generated.

Ein geringer Bruchteil des aus der Destillationskolonne aufsteigenden Dampfes kondensiert auch an der Glocke 1 des Zweiwegventils und an der sie tragenden Stange 2. Um diesen herabfließenden Niederschlag sicher von dem zum Erzeugniskühler 8 führenden Rohr 8a fernzuhalten, ist die Kugelschale 1 so bemessen, daß sie über das kuglige Ende 1a des Rohres 8a etwas übersteht und zwischen dem Rand dieser kugligen Verdickung la und der Innenwandung der Kugelschale 1 ein kleiner Zwischenraum besteht. An die untere Kante der Halbkugel 1 sind zweckmäßig Tropfennasen 14 angesetzt, die so gebogen sind, daß das Kondensat nach der Mitte der Destillationskolonne abtropfen kann. A small fraction of that rising from the distillation column Steam also condenses on the bell 1 of the two-way valve and on the one carrying it Pole 2. Around this down-flowing precipitation safely from the one to the product cooler To keep 8 leading pipe 8a away, the spherical shell 1 is dimensioned so that it over the spherical end 1a of the tube 8a protrudes somewhat and between the edge of this spherical Thickening la and the inner wall of the spherical shell 1 a small space consists. At the lower edge of the hemisphere 1 drop noses 14 are expediently attached, the are bent so that the condensate drips off towards the middle of the distillation column can.

Im Dampfsammler 12 ist dicht am Normalschliffl6 eine Tasche 11 ausgebildet, die zur Aufnahme eines Thermoelementes zum Messen der Dampftemperatur dient. In the steam collector 12, a pocket 11 is formed close to the normal grinding 6, which is used to hold a thermocouple to measure the steam temperature.

Die Ausbildung des Dampfteilers gemäß der Erfindung bietet Gewähr dafür, daß die Umschaltung auf Rückfluß oderErzeugnis so zuverlässig geschieht, daß je nach der Einstellung der gesamte aus der Destillationskolonne kommende Dampf entweder nach dem Rückflußkühler 4 oder nach dem Erzeugniskühler8 gelangt und ein Fehllauf von Flüssigkeitsmenge überhaupt nicht auftreten kann. Dadurch wird ein einwandfrei definiertes Rückflußverhältnis erhalten. Wesentlich zur Erreichung dieses Zieles ist es, daß die Ventilstange 2 große Bewegungsfreiheit besitzt, so daß sich ihrer Verstellung durch die Magnetspule und bei Unterbrechung des Stromes durch ihr Eigengewicht so gut wie kein Widerstand entgegenstellt. The design of the steam splitter according to the invention provides a guarantee that the switchover to reflux or product is so reliable, that depending on the setting, all of the steam coming from the distillation column either after the reflux condenser 4 or after the product cooler 8 arrives and a Failure of the amount of liquid can not occur at all. This becomes a perfectly defined reflux ratio obtained. Essential to achieve this The aim is that the valve rod 2 has great freedom of movement, so that their adjustment by the solenoid and when the current is interrupted their own weight offers almost no resistance.

Durch die Ausbildung des Zweiwegventils als hoch polierte Kugelschliffe wird dabei eine Zentrierung der Ventilstange 2 erreicht. By designing the two-way valve as a highly polished spherical joint a centering of the valve rod 2 is achieved.

Der Dampfteiler kann in manchen Einzelheiten anders ausgebildet werden als beschrieben und in der Zeichnung dargestellt ist, ohne daß das Wesen der Erfindung beeinträchtigt wird. Die im Dampfsammlerl2 unterteilende Querwand5 kann beispielsweise soweit tiefer als dargestellt verlegt werden, daß sie an den Rand der Hohlkugel 1b des Zweiwegventils zu stehen kommt. Diese Lage der Querwand 5 ist insofern vorteilhaft, als hier bis zur Wand weniger Zwischenraum zu überbrücken ist. The steam splitter can be designed differently in some details as described and shown in the drawing without affecting the essence of the invention is affected. The transverse wall 5 dividing the steam collector 12 can, for example be relocated deeper than shown so that they are at the edge of the hollow sphere 1b of the two-way valve comes to a standstill. This position of the transverse wall 5 is advantageous in that than there is less space to be bridged up to the wall.

Ferner ist es nicht unbedingt erforderlich, die Kappe 13 mit dem Dampfsammler 12 über einen Kugelschliff zu verbinden. Es könnte auch ein Normalschliff solcher Art vorgesehen werden, daß die Kappel3 auf den Dampfsammler aufgeschoben wird. Furthermore, it is not absolutely necessary, the cap 13 with the To connect steam collector 12 via a spherical joint. It could also be a normal cut be provided in such a way that the Kappel3 pushed onto the steam collector will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. An attachment designed as a steam divider for distillation columns with electromagnetic reversal to return flow or product, characterized in that that in the known manner as a tube in the middle part by a sloping transverse wall (5) subdivided onto the column by means of normal ground joint (16) to be attached steam collector (12) for reversing an inside and outside ground, Highly polished spherical shell (1) with limited mobility in the axis of the steam collector (12) is arranged, depending on their position either with their inner surface the spherical formed end (la) of a line (8 a) or line leading to the product cooler (8) with its outer surface an opening (5a) designed as a ball seat (lb) in the inclined transverse wall (5) of the steam collector (12) closes that this spherical shell (1) from a loose through the opening (5 a) in the inclined transverse wall (5) of the Steam collector (12) and through an opening at the upper end of the steam collector (12) passed through rod (2) is carried into which on from the steam collector (12) outstanding end The soft iron rod (2 a) is melted down, and that finally the upper opening of the steam collector (12) through one over one Normal ground joint (17) to be connected cap (13) is completed on which the outside the solenoid (3) is attached, in a known manner at the lowest Point of the inclined transverse wall (5) of the steam collector (12) a tube (7) for return that formed in the reflux condenser (4) flowing back into the steam collector (12) Condensate is provided in the column.

2. Steam divider according to claim 1, characterized in that the Two-way valve forming spherical shell (1) over the spherical end (la) of the in the Product cooler (8) leading pipe (8a) leaving an ample space protrudes considerably and one or more droplet lugs (14) attached to its edge which show the precipitation on the inner and outer walls of the spherical shell the middle of the steam collector (22) leading into the column

3. Steam splitter after Claim 1, characterized in that the end cap (13) for the steam collector (12) is sealed against this by a spherical joint (17).

4. Steam divider according to claim 1, characterized in that in the starting from the lowest point of the inclined transverse wall (5) of the steam collector (12) Tube (7) a siphon closure (6) is provided.

5. Steam divider according to claim 1, characterized in that the in as is known, reflux condenser directly connected to the steam collector (12) (4) is fused to the side in a slightly inclined position, useful on the opposite side to the connection of the likewise slightly inclined to the Steam collector (12) standing product cooler (8).

6. Steam divider according to claim 1, characterized in that the reflux condenser (4) and product cooler (8) are connected to one another by a pressure equalization line (10) are.