DE1917750A1

DE1917750A1 - Fractionating column for distillation of - multi-component material

Info

Publication number: DE1917750A1
Application number: DE19691917750
Authority: DE
Inventors: Schwarz-Bergkampf Dr Erich
Original assignee: SCHWARZ BERGKAMPF DR ERICH
Current assignee: SCHWARZ BERGKAMPF DR ERICH
Priority date: 1969-04-05
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1970-10-15

Abstract

Fractionating column for distillation of multi-component material The mixture is passed up in a vapour state through a central feed tube, and with increase of height the various components condense at different rates and are taken in liquid from into the rectifying column. The condensed vapour which remains, is taken into the rectifying column via openings in the top of the feed tube.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von Mehrstoff-Destillations-Trennkolonnen. Method and device for charging multicomponent distillation separation columns.

In einer Destillations-Trennkolonne herrscht ein strenges Gleichgewicht, Je nach den vorhandenen Betriebsbedingungen. Das Gleichgewicht betrifft die Konzentrationsverhältnisse der gegeneinander bewegten Dampi- und Flüssigkeitsströme, sowie ihrer Temperaturen, die örtlich nur geringe Unterschiede aufweisen und durch ihren Verlauf in der Höhe der Kolonne den Trennungsvorgang bestimmen.There is a strict equilibrium in a distillation separation column, Depending on the existing operating conditions. The equilibrium affects the concentration ratios the mutually moving steam and liquid flows, as well as their temperatures, which show only minor differences locally and due to their course in height the column determine the separation process.

Besonders kompliziert sind die Gleichgewichte, wenn sich mehrere, verschiedene Stoffe - Komponenten -in der Destillations-Kolonne befinden. In einer in Betrieb befindlichen Trennkolonne reichem sich die Stoffe entsprechend den nach oben abfallenden Te:-peraturon in der Reihe nach ihren Siedepunkten.an.The equilibria are particularly complicated when there are several various substances - components - are located in the distillation column. In a The separating column in operation is enriched with the substances according to the Te: -peraturon falling above in sequence according to their boiling points.

Eine dauernde gleichzeitige Entnahme der verschiedenen Produkte in verschiedenen Höhen ist durch besondere Maßnahmen in guter Anreicherung möglich, z.B. durch Teilkondensation nach ö.PS. 162 584 (1948). Diese stetige Folge von Gleichgewichtseinstellungen in den verschiedenen Höhen der Trennkolonne erfährt keine Störung, wenn dort gleichzeitig die verschiedenen Produkte entnommen werden. Eine starke Störung wird aber bei der Einführungsstelle des Aufgabegemisches bewirkt, wo gleichzeitig alle zu trennenden Stoffe an einer Stelle vorliegen. Eine solche Störung kann von der Trennsäule überhaupt nicht bewältigt werde, daher ist es bisher üblich, immer nur ein Produkt in einer Destillationskolonne anzureichern und dieses dann oben oder unten zu entnehmen.Continuous simultaneous removal of the various Products at different heights is possible through special measures in good enrichment, e.g. by partial condensation according to Ö.PS. 162 584 (1948). This constant sequence of attitudes of equilibrium in the different heights of the separating column experiences no disturbance if there at the same time the various products are removed. However, there is a strong disturbance in the The introduction point of the mixture causes where all to be separated at the same time Substances are present in one place. Such a disruption can occur from the separation column at all not dealt with, so it has been customary so far to only ever have one product in one Enrich the distillation column and then remove this from above or below.

Erfindungsgemäß wird daher eine stö?ungslose Einführung der Mehrkomponeiatenmi schung in der Destillations-Kolonne so vorgenommen, daß diese heiße Mischung dampfförmig in die Kolonne durch ein zentrales Rohr eingespeist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in verschiedenen Höhen einige Auslässe vorhanden sind, durch die die im Temperaturgefälle der Kolonne kondensierenden Anteile der Mischung in die Kolonne austreten tönen. Diese anfallenden Kondensate besitzen daher weitgehend die Zusammensetzung der in derselben Höhe bei derselben Temperatur in der Kolonne vorhandenen Flüssigkeit. Durch diese Einspeisung wird nicht nur eine für die Destillationskolonne störungsfreie Aufgabe der Ausgangsmischung erreicht, sondern infolge der abgestuften Kondensation auch eine dem Destillstionuverlauf entsprechenden Heizung der ganzen Kolonne von unten und von innen bewirkt.According to the invention, a smooth introduction of the multicomponent data is therefore possible Schung in the distillation column is carried out so that this hot mixture is vaporous fed into the column through a central tube, which is characterized is that there are some outlets at different heights through which the im Temperature gradient of the column condensing portions of the mixture in the column to sound out. The resulting condensates therefore largely have the same composition the liquid present in the column at the same level at the same temperature. This feed not only makes one trouble-free for the distillation column Task of the initial mixture achieved, but rather as a result of the graded condensation also a heating of the whole column corresponding to the course of the distillation from effected below and from within.

Das Einspeiserohr (E) kann nach beiliegender Zeichnung zentral in die Kolonne eingebaut sein. Es besitzt mehrere Qbereinanderliegends Sammelringe (R) für die sich nacheinander beim Abkühlen abscheidenden Kondensate. Der durch Jeden Sammelring in der Mitte aufsteigende Dampfstrom (D) wird durch eine am Rand eventuell ausgezackte Haube (H) aten Rohrmantel gelenkt, um die Wärmeabgabe zu erhöhen und auch kondensierte Tröpfchen abzuscheiden. Jeder Sammeiring besitzt an einer oder besser an mehreren Stellen seines Umfanges Uberleitrohre () in den umgebenden Kolonnenteil für das sich Jeweils sammelnde Kondensat. Diese Überleitrohre sind s.B. entsprechend der Skizze durch eine im Kondensat aufechwimmende Kugel gegen Dampfdurchgang in üblicher Weise gesichert und münden in Höhe eines Kolonnenbodens (B) unter dessen Flüssigkeitsspiegels vor einem Prallblech. Da schon in geringer StandhUhe des Kondensates die Verschlußkugel angehoben wird, enthält das Einspeiserohr keine wesentliche Füllmenge und daher folgt die Verteilung bei der Einspeisung rasch allen Änderungen im Entnahmebetrieb der Fraktionierkolonne; Die Böden der GegensbDmkolonne sind in üblicher Weise als Gloockenböden ausgebildet oder anders, bei entsprechender Wirkung.The feed pipe (E) can be inserted centrally in accordance with the accompanying drawing the column must be installed. It has several collecting rings one on top of the other (R) for the condensates that separate out one after the other during cooling. The through Each collecting ring in the middle rising steam stream (D) is through one at the edge possibly jagged hood (H) steered pipe jacket in order to increase the heat dissipation and also to deposit condensed droplets. Every collecting ring has one or better at several points of its circumference transfer tubes () in the surrounding Column part for the condensate that collects in each case. These transfer pipes are s.B. according to the sketch by a ball floating in the condensate Steam passage secured in the usual way and open at the level of a column tray (B) below its liquid level in front of a baffle plate. Since already in less At the level of the condensate, the locking ball is raised, contains the feed pipe no substantial filling quantity and therefore the distribution follows quickly when feeding all changes in the removal operation of the fractionation column; The bottoms of the opposite column are designed in the usual way as bell bottoms or otherwise, with appropriate Effect.

Gans oben ist das Einspeiserohr von einer flachen Haube (H) abgedeckt mit einem Zwischenraum (Z), durch den die verbleibenden unkondensierten Dämpfe in den Dampfraum unter einem der letzten Kolonnenboden überströmen können.At the top, the feed pipe is covered by a flat hood (H) with a gap (Z) through which the remaining uncondensed vapors in the Overflow the vapor space under one of the last column trays can.

Damit werden mit dem erfindungsgemäß vorgasohlagenen Einspeiserohr alle unten zugeführten gemisohten Produkte entsprechend dem Temperaturverlauf der zu speisenden Kolonne der Reihe nach ihren fallen&en- Siedepunkten kondensiert und in gleicher Höhe der Kolonne zugeführt. Somit treten die Kondensate Jeweils an den Stellen in die Kolonne über, an denen sie weitgehend dieselbe Zusammensetzung aufweisen, wie die in der Kolonne herunterfließende- Flüssigkeit. Dieselbe Ubereinstimmung zeigen auch' die oben austretenden Restdämpfe mit dem dort befindlithen Dampf in der Eolonne, aus dem bei weiterem Aufsteigen durch den Kondensator (Ko) der Rücklauf, für die Kolonne erzeugt wird.Thus, with the feed pipe according to the invention vorgasohlagenen all mixed products supplied below according to the temperature profile of the The column to be fed is condensed in sequence according to its falling & en boiling points and fed to the column at the same level. Thus, the condensates occur in each case at those points in the column where they have largely the same composition have, like the liquid flowing down in the column. Same agreement also show the residual vapors escaping above with the steam located there in the Eolonne, from which the return flow, as it continues to rise through the condenser (Ko), is generated for the column.

So wird eine ungestörte Einspeisung und damit erst der Betrieb einer Mehrstoff-Trennkolonne - einer Fraktionierkolonne - möglich. Zweckmäßig ist es, auf Je 3 bis 7 Kolonnenböden einen Sammelring im Speiserohr einzusetzen und die Produkt entnahme aus der Kolonne wegen der Gleichgewichtseinstellung von einem dazwischen liegenden Boden vorzunehmen, indem man Flüssigkeit oder Dampf abzieht. Auch ist es manchmal günstig, das Einspeiserohr aus mehreren Teilen mit nach,oben abnehmendem Durchmesser zu bauan, um die geringer werdenden Dampimengen zu berücksiohtigen und im ganzen Rohr etwa gleiche Strömungsverhältnisse zu haben.In this way, an undisturbed feed-in and thus the operation of a Multi-component separation column - a fractionation column - possible. It is useful Use a collecting ring in the feed pipe on each 3 to 7 column trays and the Product withdrawal from the column due to the establishment of equilibrium from one in between to make lying soil by removing liquid or vapor. Also is it is sometimes convenient to have the feed pipe made up of several parts with decreasing upwards Diameter to be built in order to take into account the decreasing amounts of steam and to have approximately the same flow conditions throughout the pipe.

Claims

Process for the trouble-free feeding of multi-fuel distillation separation columns with the mixtures to be separated, characterized in that the vaporous mixture of substances is fed in from below through a centrally installed feed pipe (E) and the Components of this mixture with increasing height according to their on, one after the other Condensation in liquid form can be passed into the rectification column. The condensed residual vapors reach the upper end of the feed pipe through openings into the column.

2) Device for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the multicomponent distillation separation column in the middle is an im general'rundes feed pipe (E), the inside at different heights Contains collecting rings (R) for the zonal collection of condensates.

D) Device according to claim 2, characterized in that the collecting rings have a Durohetrömöffung inside, the top with a possibly jagged edge Cover hood (H) are provided.

4) Device according to claims 2 and 3, characterized in that that the collecting rings have some drainage channels (Ü) on their circumference, which with the next underlying 'tray (s) of the surrounding column in connection stand.

5) Device according to claim 4, characterized in that the drainage channels Have ball locks (K) to prevent backflow or steam penetration.

6) Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the feed pipe at the upper end under a cover (H) through a narrow one annular slot is connected to the vapor space of the surrounding soil, the is close to the top of the column under the condenser (Ko).