DE2149155A1

DE2149155A1 - Rectification column - concentric tube within column in used as additional rectification area

Info

Publication number: DE2149155A1
Application number: DE19712149155
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Phys Frischbier
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1971-10-01
Filing date: 1971-10-01
Publication date: 1973-04-05

Abstract

The rectification column comprises rectification trays with liquid flowing in a circular direction and passing through outlet openings to the next lower tray, an external rectification column jacket and an internal concentric tube, whereby this tube is used as additional rectification area and this tube of Dk + 1 in diameter has fitted a smaller concentric tube of Dk + 2 in diameter. The relation between the column diameter Dk and the diameter of the tubes is Dk/Dk + 1 = Dk + 1/Dk + 2 = a where a is dependent on the number of tray outlet openings in the outer area and the tray outlet opening n of the inner area, m/n = a and will be 2 = a =4. Very large rectification diameters can now be used.

Description

Kennwort: Doppelring-Rundlaufboden Rektifizierkolonne Di. Erfindung betrifft eine Rektifizierkolonne, die aus einem Kolonnenmantel und einem konzentrischen Kernrchr bestcht, zwischen denen sich kreieringförmige Rektifizierböden befinden, auf denen die zu rektifizierende Flüssigkeit auf Kreisbahnen umläuft und von einem Boden durch Ablaufschächte auf den darunterliegenden Boden fließt (sog. Rundlaufkolonne). Bei kleineren Kolonnendurchmeasern haben die Rcktifizierböden jeweila nur einen Flüssigkeitszu- und Flüssigkeitsablauf. Grössore Kolonnen werden mehrflutig ausgeführt, um keine unzulässigen Werte für die Flüssigkeitsbelestung und den Flüssigkeitsgradienten zu bekommen.Keyword: Double ring rotary tray rectifying column Di. Invention relates to a rectifying column, which consists of a column jacket and a concentric column Core arches, between which there are ring-shaped rectifying trays, on which the liquid to be rectified circulates on circular paths and from one Bottom flows through drainage shafts to the bottom below (so-called circular column). In the case of smaller column diameters, the rectifying trays each have only one Liquid inlet and liquid outlet. Larger columns are multi-flow, to ensure that there are no inadmissible values for the liquid contamination and the liquid gradient to get.

Der Kernrchrdurchmesser DK+1 unterliegt bei einem gegebenen Kolonnenboiendurchmesser DK der verfahrenstechnischen Forderung, dea Wegunterschied der ströuenden Flüssigkeit im Rektifikationsringraum zwischen Aussenwand und Kernrchr nicht über ein bastimmtes Verhältnis a wachsen zu lasaan, wobei jan a zwischen 2 und 4 wählt. Soll aber DK-a. DK+1 eingehalten werdne, so erhält man bei Rundlaufböden mit mehreren Mstern Durchmesser beachtliche Kernrchrabmessungen. Die innere Kernrchrfläche geht als Rektifikationsflöche verloren.The core diameter DK + 1 is subject to a given column bow diameter DK of the procedural requirement, dea path difference of the flowing liquid in the rectification annulus between the outer wall and the core tube does not have a specific one Ratio a grow to lasaan, where jan a chooses between 2 and 4. But should DK-a. DK + 1 is adhered to, one obtains in the case of concentric floors with several Mstern diameters considerable core dimensions. The inner core surface is used as a rectification surface lost.

Hat eine Kolonne beispielsweise einen Durchmesser von DK- 6 = und wählt man den Faktor a - 2, o so wird der Kernrchrdurchmesser DK+1=3 m. Die damit verbundene Kersrchrverlustfläche beträgt 7 m² bei einer Rektifikationsfläche (Ringraum) von 21 m².For example, if a column has a diameter of DK- 6 = and if one chooses the factor a - 2, the core diameter is DK + 1 = 3 m connected Kersrchr loss area is 7 m² with a rectification area (annulus) of 21 m².

Bezogen auf die Gesamtflöche von 28 m² bedeutet dies einen zwangaläufigen Verlust von 25%. Bei einem Durchmesserverhültni@ @ = DK/DK+1= 3 verm@@ @rt @ich der Verlustanteil auf 11%. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Einbeziehung des größten Teils der Kernrchrfläche in die Rektifizierfläche den Verlustanteil zu verringern und die Rektifizierfläche zu vergrößern.In relation to the total area of 28 m², this means an inevitable Loss of 25%. With a diameter reduction @ @ = DK / DK + 1 = 3 verm @@ @rt @ich the loss share to 11%. The invention is based on the object by including most of the core surface in the rectifying surface to reduce the proportion of loss and to enlarge the rectifying area.

Es wurde nun eine Rektifisierkolonne gefunden, die aus Rektifizierböden bestcht, auf denen die su rektifizieronde Flüssigkeit auf Kreisbahnen umläuft und von einem Boden durch Ablaufschächte auf den derunterliegenden Boden fließt tmd die ferner aus qinem äußeren Kolonnenmantel und einem inneren konzentrischen Kernrohr besteht. Gemaß der Erfindung dient der größte Teil der Kernrohrfläche als zusätzliche Rektifikationßfläche und in das Kernrohr mit dem Durchmesser DK+1 wird ein kleineres konzentrisches Kernrchr mit dem Durchmesser DK+2 eingesetzt, wobei zwischen dos Durchmesser DK des Kolonnenmantels und den Kernrohrdurchmessern die Besiehung besteht und sich die Zahl der Ablauf schächte m in der äußeren Rektifizierfläche zur Zahl der Ablaufschächte n in der inneren Rektifizierfläche verhält wie mit 2 4 a # 4 4 Es wird demnach der größte T.il der Kernrohrfläche mit in die Rektifikationsfläche einbezogen, und zwar so, daß im Kernraum die gleichen Verfahrensbedingungen vorherrschen, wie im Ringraum. Dann treten keins zusätzlichen Regelprobleme wia z. B.A rectifying column has now been found which consists of rectifying trays on which the rectifying liquid circulates in circular paths and flows from a tray through drainage shafts to the tray below, and which also consists of an outer column jacket and an inner concentric core tube. According to the invention, the largest part of the core tube area serves as an additional rectification area and a smaller concentric core tube with the diameter DK + 2 is inserted into the core tube with the diameter DK + 1, with the difference between the diameter DK of the column jacket and the core tube diameter exists and the number of drainage shafts m in the outer rectifying surface to the number of drainage shafts n in the inner rectifying surface behaves as with 2 4 a # 4 4 Accordingly, the largest part of the core tube area is included in the rectification area in such a way that the same process conditions prevail in the core space as in the annulus. Then there are no additional control problems such as B.

bei parallel-geschalteten Kolonnen auf, die bei Verstimmung letztlich zu unterschiedlichen Konzentrationen führen und daher siner ständigen Überwachung und Nachregulierung badürfen.in the case of columns connected in parallel, which is ultimately the case in the event of a detuning lead to different concentrations and therefore require constant monitoring and readjustments.

Da aum konstruktiven Gründen geringfügige Abweichungen von den geoaetrischen Beziehungen vorkommen können, ist eine beeinflussbare Steuerung der Flüssigkeitsmenge auf beide Ringräume zu empfehlen. Dazu kann man einen gemeinsamen Flüssigkeitsverteiler verwenden, der mit "m" festen gleichgroßen Ausflusablenden verschen ist und die Beschickung des äusseren Ringraumes gewährleistet. Zusätzlich fliesst noch ein Flüssigkeitsanteil über ein analysengesteuertes Regelventil zu einem darunter angeordneten Flüssigkeitsverteiler für den inneren Ringraum.Because there are slight deviations from the geoetrical ones for constructional reasons Relationships can occur is an influenceable control of the amount of fluid Recommended on both annular spaces. A common liquid distributor can be used for this use, which is given away with "m" fixed outflow blinds of the same size and the Loading of the outer annular space guaranteed. In addition, a portion of the liquid flows Via an analysis-controlled control valve to a liquid distributor arranged below for the inner annulus.

Bei der erfindungsgemäßen Rektifizierkolonne beträgt die für die Rektifikation nicht aunnutzbare Fläche in dem kleineren Kernrohr mit des Durchmesser DK+2 nur noch einen geringen Bruchteil der Gesamtoberfläche, und zwar ist So ergibt sich mit a - 2 eine Verlustfläche von 6%, mit a - 3 eine Verlustrfläche von nur 1,.In the rectifying column according to the invention, the area not usable for rectification in the smaller core tube with the diameter DK + 2 is only a small fraction of the total surface area, namely is So with a - 2 a loss area of 6% results, with a - 3 a loss area of only 1 ,.

Wegen der endlichen Wandstärken der Kernrohrs und eventuell angeschweißter Trageringe für die Bodenbleche sind die tatsächlichen Verluste etwas größer.Because of the finite wall thicknesses of the core tube and possibly welded ones With the support rings for the base plates, the actual losses are somewhat greater.

Bei der Rektifizierkolonne gemäß der Erfindung ergeben sich in beiden Sektionen gleiche Rektifikationsbedingungen. Dies bedeutet, die Rektifiaierwege sind gleich lang, die Gas- und Flüssigkeitsbelastungen sind gleich groß und die Flüssigkeitshohen auf den Böden sind gleich hoch. An den Kolonnenaustritten beider Sektionen ergeben sich dann keine oder nahezu keine Konzentrationsunterschiede.In the rectification column according to the invention, both result Sections have the same rectification conditions. This means the rectification routes are of the same length, the gas and liquid loads are the same and the Liquid levels on the floors are the same. At the column exits of both Sections then there are no or almost no differences in concentration.

Falls man eine beeinflussbare Flüssigkeitsverteilung auf beide Ringräume vorsieht, lässt sich ein sich ausgebildeter Konzentrationsunterschied leicht von einem automatisch auf die Flüssigkeitsverteilung arbeitenden Analysengerät ausgleichen.If you have an influenceable liquid distribution on both annular spaces provides a developed concentration difference easy by an analyzer that works automatically on the liquid distribution.

Durch die genannten Beziehungen und sind die Rektifizierlängen L, die Wehrbreiten b und die Rektifizierflächen F festgelegt, wobei sich folgende Beziehungen ergeben: Rektifizierlänge: also Laußen = Linnen Wohrbereite: Rektifizierflächen: somit Dementsprechand wird die gessmte zu rektifizierende Flüssigkeit durch foste Ausflußblenden im Verhältnis m² : 1 auf die Eußere und die innere Sektion verteilt. Das aufsteigende Gas verteilt sich dann von allein gleichnäßig in gleichen Verhältnis auf beide Xolonnenteile.Through the aforementioned relationships and the rectifying lengths L, the weir widths b and the rectifying areas F are defined, whereby the following relationships result: Rectifying length: So Laußen = Linnen Wohrbereite: Rectifying areas: Consequently Correspondingly, the poured liquid to be rectified is distributed to the outer and inner sections through fixed outflow screens in a ratio of m²: 1. The rising gas is then distributed by itself evenly in the same proportion to both parts of the column.

Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar eine Rektifizierkolonne mit vier Ablaufschächten im äußeren Ringraum und einer analysengesteuerten Flüssigkeitzbeschickung.The drawings illustrate an embodiment of the invention, namely a rectifying column with four downcomers in the outer annulus and an analysis-controlled liquid feed.

Ez zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Kolonne entlang der Linie A-B in flg. 2 Fig. 2 einen Schnitt durch die Kolonne entlang der Linie C-D in lis. 1 Fig. 1 zeigt im Querschnitt den Kolonnennantel 1 mit dem Durchmesser DX und die Kernrchre 2 und 3 mit den Durchmessern DK+1 und DK+2. Der Rektifikationsboden ist mit 4 bezeichnet, die Flüssigkeitszuläufe mit 5 und die Flüssigkeitsabläufe mikt 6. Die Pfeile 7 geben die Strömungsrichtung der Flüssigkeit auf den Rektifikationsboden 4 en. Es ist a = 2 gewählt, somit Fig. 2 zeigt die Leitung 8, durch welche die zu rektifisierende Flüssigkeit in den gemeinssmen Flüssigkeitsverteiler 9 fließt. Ein Teilstrom wird durch Loitung 10 abgezogen und über das analysengesteuerte Regelventil 11 zu dem Flüaigkeitsverteiler 12 für den inneren Ringraum geführt. Aus dem Flüssigkeitsvorteller 9 läuft durch vier mit festen Ausflußblenden verschene Leltungen 13 zu rektifizierende Plüasigkeit auf die @@@deu des üußoren Ringrauzes. Durch z@el enteprschend@ @@@@@@en @4 @lin@t zu rektifizinrunde @läs@igkait auf die @@@@@ @ @@@ @@@ @@@@@s@@.Ez show: FIG. 1 a section through the column along the line AB in FIG. 2 FIG. 2 a section through the column along the line CD in FIG. 1 Fig. 1 shows in cross section the column jacket 1 with the diameter DX and the core tubes 2 and 3 with the diameters DK + 1 and DK + 2. The rectification tray is denoted by 4, the liquid inlets with 5 and the liquid outflows with 6. The arrows 7 indicate the direction of flow of the liquid onto the rectification tray 4. A = 2 is chosen, thus FIG. 2 shows the line 8 through which the liquid to be rectified flows into the common liquid distributor 9. A partial flow is drawn off through the line 10 and passed via the analysis-controlled control valve 11 to the liquid distributor 12 for the inner annular space. From the liquid pre-plate 9 runs through four lines 13 to be rectified through four lines 13 to be rectified on the outer ring roughness. Through z @ el enteprschend @ @@@@@@ en @ 4 @ lin @ t to rectification round @ läs @ igkait on the @@@@@ @ @@@ @@@ @@@@@ s @@.

Die Flüssigkeitamengen Faußen @ Finnen stehan im Verhältnis a²; 1 = 4. Durch Leitung 15 wird das gasförmige Kopfprodukt der Kolonne abgezogen. Durch die Leitungen 16 und 17 werden Flüssigkeitsproben von den äußeren und inneren Böden entno@-men und ihre Zusammensetzung in den Analysengeräten 18, 19 ermittelt. Ergibt sich ein Konzentrationsunterschied, so erfolgt von Rechengerät 20 ein Impuls an dar Regelventil 11, Co daß die euf den inneren Ringreum aufgegebene Flüssigkeitsmange variiert wird.The amounts of liquid Faußen @ Finn stand in the ratio a²; 1 = 4. The gaseous top product of the column is drawn off through line 15. By lines 16 and 17 are liquid samples from the outer and inner trays entno @ men and their composition in the analysis devices 18, 19 determined. Results If there is a difference in concentration, the computing device 20 emits a pulse the control valve 11, Co that the euf the inner annular space abandoned fluid quantity is varied.

Claims

Expectations

1. Rectifying column, consisting of eectifying trays, on which the liquid to be rectified circulates on circular vessels and flows from a tray through drainage shafts to the tray below, further consisting of an outer column jacket and an inner concentric Kornrchr, characterized in that most of the core tube area serves as an additional rectification area and a smaller concentric core tube with the diameter DK + 2 is inserted into the core tube with the diameter DK + 1, the relationship between the diameter DK of the column jacket and the core tube diameters and the number of drainage shafts a in the outer rectifying surface is related to the number of drainage shafts n in the inner rectifying surface as with 2 # a # 4

2. Rectification column according to claim 1, characterized by a common one Liquid distributor for feeding liquid onto the outer and inner rectifying surface, from the one of the number of drains in the outer rectifying area the outer rectifying surface is filled with the appropriate number of outflow orifices, while from ihs the liquid required for the inner rectifying surface is transferred analysis-controlled control valve flows off.