DE1767836A1

DE1767836A1 - Dekantiervorrichtung

Info

Publication number: DE1767836A1
Application number: DE19681767836
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Cramer; Guenther Dipl-Ing Heck; Egon Malow
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1968-06-21
Publication date: 1971-04-22
Also published as: FR2011451A1; NL6908097A; GB1263095A; US3555820A

Description

FARBWERKE HOECHST AG.

dt ci&uUt/tta-

Frankfurt (M)-Hoechst

Anlage I

zur Patentanmeldung Fw

19. Juni 1968 Kp/D.Ph.Schm/mi

Fw 5773 = Gm 8A2 Dekantiervorricutung

Gegenstand der Erfindung ist eine Dekantiervorrichtung mit Deruhigungskamraern und einem Wä'rmeauet aus eher. Die Vorrichtung dient zum Trennen und Entgasen von flüssigen Dispersionen unter Kühlen oder Erwärmen.

Ein besonderer Zweck des Dekanters ist das Trennen von Dispersionen, die bei der azeotropen Rektifikation und verwandten Verfahren, wie Wasserdampfrektifikationen, hinter den Kondensatoren anfallen.

Bisher wurden zum Trennen solcher Hspersionen Dekanter verwendet , die schon von Extraktionsanlagen her bekannt aindj sie bestehen in der Regel aus einfachen, liegend oder stehend angeordneten Behältern, die eine Beruhigungskammer darstellen· Es werden dort auch Dekanter verwendet, die Prall- und Leitbleche zur Unterstützung dos Trennvorganges enthalten.

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Bei der Anwendung dieser Dekanter zur Trennung der flüssigen Phasen, die bei der azeotropen Rektifikation hinter dem Kondensator anfallen - insbesondere beim Vorliegen binärer, heterogener Azeotrope - wird der Dekanter mit einem Wärmeaustauscher verbunden.

Durch den Wärmeaustauscher soll die Dispersionstemperatur in den Bereich geringerer gegenseitiger Löslichkeit der Flüssigkeiten gebracht werden* In anderen Fällen dient der Wärmeaustauscher auch zur Vermeidung eines Phasenwechsels, z.B. des Ausdampfens oder Auaflockens einer Gemisch- bzw. Dispersionskomponente. Es ist üblich, diese Wärmeaustauscher im Anschluß an den Kondensator vor dem Dekanter aufzustellen und ihn -weil filr die meisten wirtschaftlich interessanten Gemische eine Temperaturerniedrigung angestrebt wird - als Nachkühler zu bezeichnen.

Die Höhenlage des Wärmeaustauschers in Bezug auf den Dekanter und die Auswahl dieser Einrichtung werfen erhebliche Probleme auf, die bisher nur unbefriedigend gelöst wurden. Wird der Wärmeaustauscher - beispielsweise ein Elementenkühler oder ähnliche Einrichtungen, die sich für diese Zwecke durchgesetzt haben -über dem Dekanter angeordnet, so muß der Vorteil des ungestörten Durchflusses der Dispersion mit einer schlechteren Übertragungsleistung erkauft werden, weil die Austauschtlachen von der Dispersion nur zu geringem Teil berührt werden* Sitzt der Wärmeaustauscher dagegen tiefer als der Dekanter oder wird auf andere Weise eine getauchte Fahrweise erreicht, so führt dies zu instationärer Strömung bzw* zum stoßweisen Durchlauf der Dispersion, weil in den dann unvermeidlichen Säcken sich Schichten der schwereren Flüssigkeit absetzen und Durchflußhindernisse bilden.

Dem unmittelbaren Zusammenbau von Wärmeaustauscher und Dekanter, etwa durch im oder am Dekanter angeordnete Kühleinrichtungen, standen Bedenken entgegen, weil die durch solche Ein-

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richtung verursachten Konvektionsströme dem beabsichtigten Trenneffekt entgegenwirken könnten.

Die beschriebenen Nachteile werden*durch eine Dekantiervorrichtung mit Wärmeaustauscher und Deruhigungskamraern, bei der erfindungsgemäß die Einlaufkammer über die im Verhältnis zu ihrer Höhe echmale, in mehreren Windungen um die Einlaufkammer geführte Produktkammer des in Spiralbauweise ausgebildeten Wärmeaustauschers mit einer um den Wärmeaustauscher herum angeordneten Auslaufkanimer verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf kleiner Grundfläche unterzubringen, der Raumbedarf ist gering. Verbindende Leitungen zwischen Wärmeaustauscher und Dekanter werden gespart. In der engen Produktkammer des Wärmeaustauschers treten nur geringe, für den Sedimentationsvorgang unbedeutende Konvektionsströme auf.

Die Spiegelhöhe in der Vorrichtung kann durch entsprechende Anordnun^tles Auslaufstutzens für die leichtere flüssige Phase bestimmt werden. Es ist zweckmäßig, diesen Stutzen nur so hoch zu setzen, daß über dem Spiegel noch ein Gasraum verbleibt. Vorteilhafter ist, in der Auslaufkammer ein verstellbares Wehr anzuordnen. Dadurch ist Produktwechseln oder Xnderungen der Fahrweise leichter Rechnung zu tragen.

Um auch in der Einlauf- und in der Auslaufkammer die unter Umständen mögliche Konvektionsströmung auf ein unwirksames Maß herabzudrücken, können die flüssigkeitsberührten Wände mit einem schlechten Wärmeleiter beschichtet werden. Die Auelaufkammer sollte bei hohen Betriebstemperaturen auf der Außenseite isoliert werden.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in beispieleweiser Ausführung dargestellt: Es zeigen: Figur 1 einen Vertikalschnitt und
Figur 2 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung.

* vermieden

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Die zentrale Einlauf kanuner 1 ist über die Produkt kammer 2 des Spiralwarraeaustauschers mit der konzentrisch zur Einlaufkammer angeordneten Auslaufkammer 3 verbunden. Der Spiegelstand in den Kammern ist durch die Stellung des Wehres k bestimmt.

Der Dispersionseinlaufstutzen ist zu einem Tauchrohr 5 verlängert. Aus der Kammer 1 tritt die bereits teilweise getrennte Dispersion durch den Eingangespalt 6 in die Produktkammer 2 des Austauschers. Auf dem langen, spiraligen Weg durch die Kammer 2, von der zur Vereinfachung der Darstellung nur wenige Windungen gezeichnet sind, setzt sich der Sedimentationsvorgang fort..Der Abstand der seitlichen Wände beträgt in der Produktkammer nur wenige Millimeter) er soll unter Berücksichtigung des Durchsatzes und der Stoffeigenschaften vorzugsweise zwischen 6 und 30 mm gewählt werden, wobei einem großen Durchsatz besser durch eine Erhöhung des vertikalen Baumaßes als durch eine Verbreitung der Kammer Rechnung getragen werden sollte.

Der Einlauf in die äußere Beruhigugskammer geht durch den Auslaufspalt 7 der Kammer 2 und liegt in der Nähe der Trennwand 8, die mit der zweiten Trennwand 9 einen Kühlmittelverteiler oder Sammelkasten bildet.

Das leichtere Produkt fließt über das Wehr k und den Ablaufdaten 11 zum Auslaufstutzen 12. Das schwerere Produkt wird an einer tiefen Stelle vor dem Wehr abgezogen. Das Kühlmittel wird in de-r Regel gegen die Bewegungsrichtung in der Produktkammer vom Sammelkasten 10 zum Auslaufsammler I3 geführt. Die aus den flüssigen Phasen der Dispersion austretenden Dämpfe und Gase werden über den fintgasungsstutzen tk abgeführt.

Nur gefcrichelt angedeutet, aber wie bei kontinuierlich arbeitenden Dekanter» erforderlich, ist ein Grenzschichtregler 15 an sich bekannter Art. An den Ablauf 12 für das leichtere Produkt kann ein Standregler für den Ablaufkasten 11, z.B. in

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Form einer Aufwärtsschleife l6 angeschlossen werden. Zur weiteren Vereinfachung der Darstellung sind dl« beschriebenen Beschichtungen und die äußere Isolierung nicht in die Zeichnung aufgenommen.

Die Anwendung der erfindungsg«m&ßen Dekantiervorrichtung ist nicht auf Rektifikationsanlagen beschränkt} si· kann auch bei Extraktionsanlagen und weiter dort angewendet werden, wo noch Flüssig-Dispersionen bis scharf an die durch die gegenseitige Löslichkeit gegebene Grenze getrennt werden sollen.

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Claims

Fw 577δ .■ Pat entanspruche

1. Dekantiervorrichtung mit Wärmeaustauscher und Beruliigunskammern zum kontinuierlichen Trennen und Entgasen von Dispersionen unter gleichzeitigem Erwärmen oder Kühlen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkamner (l) über die im Verhältnis zu ihrer Höhe schmale, in mehreren Windungen um diese Kammer angeordnete Produktkammer (2) des in Spiralbauweise ausgebildeten Wärmeaustauschers mit einer um den Wärmeaustauscher herum angeordneten Auslaufkammer (3) verbunden ist*

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufkammer (3) ein verstellbares Wehr (4) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeit«berührten Wände der Einlaufkammer (l) und der Auslaufkammer (3) mit einem schlechten Wärmeleiter beschichtet sind.

k, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Wände der Produktkammer (2) einen Abstand von 6 bis 30 mm aufweisen.

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