DE2352758A1

DE2352758A1 - Fallfilmverdampfer fuer destillationsanlagen, insbesondere fettsaeuredestillationsanlagen

Info

Publication number: DE2352758A1
Application number: DE19732352758
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Chem Dr Stage
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-20
Filing date: 1973-10-20
Publication date: 1975-04-24

Description

Be» Hermann Stage„ 5 Köln 6O₀ Emdener Straße 10

Fallfilmverdampfer für JDestillationsanlagen_s insbesondere Fett-

säuredestillationsanlagen₀

Me vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fallfilmverdampfer für den Destillationsteil insbesondere großtechnischer Anlagen,, ζ.Β_φ auf Anlagen zur Eettsäuredestillation_? die mit Heizmitteltemperaturen von 22.0 - 270° G bzw· 275 - 285° C arbeiten»

Bei diesen oder ähnlichen Arbeitsbedingungen tsreten in den zu destillierendien Substanzen häufig Schädigungen auf© So ergeben sich insbesondere bei Fettsäuren Schädigungen mit Färb- und Geruchsverschlechterungen dann_s wenn die Fettsäui?ec!ämpfe direkt mit den Heizflächen des Fallfilmverdampfers in Berührung kommen,■ oder ihnen längere Zeit ausgesetzt werden, Immerhin hat die Ex*- fahrung gezeigt, daß sich bei sachgemäßer Auslegung der Fallfilmverdampfer mit diesem derartige Destillationsprozesse am schonendlsten durchführen lassen» Hierbei ergeben sich aber deshalb schwerwiegendere Problem© als bei der Entgasungs- und Entwässerungsstufe der Fettsäureaufbereitung, weil ein Aufreißen des Flüssigkeitsfilms infolge zu geringer Flüssigkeitsbelastung in keinem Falle stattfinden darf, so daß Vorkehrungen getroffen werden müssen , um bei der eigentlichen Fettsäureverdampfung * durch konstruktive und betriebliche Maßnahmen dafür" zi. sorgen, daß di© gesamte Austauschfläche stets vollständig benetzt ist.

Bie bekannten Fallfilmverdampfer haben aber nun dien Kachteil ₉ daß dann₉ wenn"die gebildeten Dämpfe in Gegenstrom zu dem herablaufenden Flüssigkeitsfilm strömen, sich bei größeren Verdampf ungsleistungen schnell eine obere Grenzdampfgeschwindigkeit ausbildet, bei der der Flüssigkeitsfilm gestaut wird« Hinzu kommt j daß eier Bruckverlust zu berücksichtigen ist^ Biese Grens-

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geschwindigkeit ist in der Literatur durch ausführliche theoretische und praktische Arbeiten für eine Vielzahl größtechnischer· Fälle errechnet worden (K₀G* English W_-P. Jones Chem_o Eng· Prog· Band 59, 1965, Kr. 7_t Seiten 51 bis 53^ und begrenzt die Anwendung der Fallfilmverdampfer bzw. bedingt einen großen technischen Aufwand, zur Ermöglichung der Anwendung derselben.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die durch die Grenzgeschwindigkeit des Dampfes gegebene Begrenzung der Leistung des !"allfilmverdampfers bei den üblichen Bestillationstemperaturen erheblich zu vergrößern, was darauf hinausläuft, daß die Grenzgeschwindigkeit bei gleicher· Leistung erheblich vergrößert wird bzw. die Leistung erhöht werden kann, ohne daß die Grenzgeschwindigkeit erreicht wird.

Biese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Fallfilmverdampfer von einer Dampfleitung überbirückt ist, welche oberhalb und unterhalb der Rieselflächen des lallfilmverdampfers in denselben mündet.

Es versteht sich natürlich von selber, daß. die Dampfleitung oberhalb des Sumpfes des zugeorelneten Eallfilmverdampfers anzuordnen ist, um den Nebenanschluß für die im Verdampfer entwickelten Bämpfe nicht zu behindern oder sogar zu verhindern. Die Erfindung bietet dien Vorteil, dlaß sich gewissermaßen der bei hoher Verdampferleistung büäende Dampf nicht selber behindert, sondern gewissermaßen ein Ventil für die gebildete Bampfmenge geschaffen wird!, ohne daß der Stoffaustausch beeinträchtigt sondern vielmehr vergrößert wird, so daß man zu höheren Verdampf enleistungen kommen kann, weil die Grenzgeschwindigkeit wegen dei? veiaängerten Bampfmenge wesentlich erhöht werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist anhand von drei Ausführungsbei^ · spielen veranschaulicht.

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1 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf einen Fallf ilmverdampf er ohne Zwangsumlauf der flüssigen Phase j

2 stellt die Anwendung der Erfindung für einen fallfilmverdampfermit Zwangsumlauf dar₉ bei dem zwei. Verdampfer übereinander angeordnet sind;

lig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Zwangsumlauf·

.Gemäß einer ersten Ausführungsform _t die in erster Linie für/ Vorlaufkolonnen der Semde&usdestillation interessant sind, wird der Fallfilmverdampfer ohne Zwangsumlauf für die Beheizung der Vorlaufkolonnen der Geradeausdestillation benutzt· ffieubei wird eEie vom Destillationskolonnenboden ablaufende Flüssigkeit über die leitung 1 dem Verteiler 2 des Fallfilmverdampfers 3 zugeführt, während der. nichtverdampfte "Anteil mittels der Leitung 5 vom Sumpf des Verdampfers der folgenden Stufe zugeführt wird«, Bas Nebenschlußrohr % für die Dämpfe hat einen ausreichenden Durchmesser, um einerseits die"Grenzgeschwindigkeit genug zu erhöhen und muß andererseits so dimensioniert werden, daß das Gleichgewicht zwischen flüssiger und gasförmiger Phase und. die Verdampfungsleistung nicht beeinträchtigt wird· Ein diesbezüglicher Kompromiß ist aufgrund der Gegebenheiten ohne weiteres für jeden Einzelfall rechnerisch oder experimentell zu ermitteln

Das Verdampfersystem gemäß Fig· 1 kann natürlich nur eingesetzt werden, wenn ohne Zwangszirkulation noch genügend Flüssigkeitsbelastungen einstellbar sind, z.B. im Sumpf der Vorkolonnen·

In Fig· 2 sind die beiden Fallfilmverdampfer 3 und 3* übereinander angeordnet. Her nichtverdampfte Teil der flüssigen Phase wird! über die leitung 6 mittels der Pumpe 6* im Kopf ψ der oberen iilmverdampf erkolonne 3* ^auf dem dortigen Verteilerboden. S: aufgebracht. Der Verdampfer gemäß Fig. 2 weist zwei getrennte

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Dämpfeleitungen 4 und 4* oberhalb des Sumpfes auf, wobei die Dämpfeleitung 4 zum Kopf der unteren Fallfilmverdampferkolonne in den Verteilerboden 9 derselben geführt wird, um auf diese Weise die im unteren Fallfilmverdampfer entstehenden Dämpfe in einen Teil aufzuspalten, der über die Nebenschlußleitung 4 an der Fallfilmverdampierfläche vorbeigeführt wird·

Die in Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß sie auch in der Hauptstufe der Destillation, insbesondere in den Fraktionierkolonnen, Anwendung finden kann und auch dort alle Vorteile zu erzielen gestattet, die der Fallfilmverdampfer in bezug auf die geringe Schädigung von zu destillierenden Substanzen bietet.

Die in der Fig. 3 veranschaulichte Ausführungsform weist zusätzliche Vorteile auf. Sie besteht gleichfalls aus zwei übereinander angeordneten Fallfilmverdampfern 3 und 3¹» zwischen denen der Verteilerboden 9' zwischengeschaltet ist. Beide Fallfilmverdampfer sind durch Dampfleitungen 4 bzw. 4* überbrückt, die einen Nebenschluß bewirken. Die Flüssigkeit wird vom Sumpf der Hauptstufe über die Iieitung 10 dem Verteilerboden 8¹ des oberen Filmverdampfers 3* unter Z_wischenerwärmung in der Heizvorrichtung 11 zugeführt.

Alle veranschaulichten Fallfilmverdampfer sind als Rohrverdampfer ausgeführt, wobei ein besonderes Kennzeichen der Ausführungsform gemäß Fig. 3 darin besteht, daß der obere Teil der Rohre 12 einen größeren Durchmesser hat als deren unterer Teil. Die Verjüngung der Rohre 12 von oben nach unten kann natürlich auch kontinuierlich erfolgen; das gleiche Prinzip der Verklei?- nerung äes Durchmessers kann bezüglich der jeweils unteren Fallfilmverdampfer zu den darüberliegenden Fallfilmverdampfern einer Kolonne angewendet werden· Der Einfachheit halber sind nur je zwei Rohre angedeutet, wie überhaupt alle Darstellungen natürlich nur schematisch erfolgt sind· Die über den beiden Ver>-.

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diampfern 3 und 3^B befindlichen Kolonnendämpfe gehen über einen Boden 13 in einen die Abgase zur Abgasleitung 15 durchlassenden Kondensator 14, unter dem sich der Sammelboden 13 erstreckt, der gleichfalls nicht den gesamten Kolonnenquerschnitt überdeckt, um die gasförmige Phase durchzulassen© Die durch den Kondensator 14 hindurchgehenden leichtflüchtigen Anteile werden mittels asu Abdampfleitung 15» der die Fettsäuren enthaltende Nachlauf wird vom Boden 13 über die Leitung 16 als Nachlauf zum Sumpf der- Ent— gasungsstufe abgeführt· um Sumpf 1? der lilmverdampferkolonne werden die flüssige lettsäurephase mittels der leitung 18 abgezogen. Der Kolonnentyp gemäß Fig· 3 eignet sich insbesondere für die Nachlaufstufe der ITettsäure-Geradeausdestillation·

Ansprüche

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Claims

nspruche

1) Fallfilmverdampfer für Destillationsanlagen, insbesondere Fettsäuredestillationsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallfilmverdampfer (3, 3¹) von einer Dampfleitung (4, 4¹)) überbrückt ist, welche oberhalb und unterhalb der Riesel— flächen (12) des Fallfilmverdampfers (3, 3¹) in denselben mündet.

2) Fallfilmverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Sumpfbereich des Fallfilmverdampfers (3) eine Abzugsleitung (5) vorgesehen ist, welche ohne Zwangsumlauf die im Sumpf befindliche Flüssigkeit zur nächstfolgenden Destilla— tionsstufe fördert.

3) Fallfilmverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Fallfilmverdampfer (3, 3')/ übereinander zur Bildung einer· gemeinsamen Kolonne angeordnet sind, daß die flüssige Phase vom Sumpf der Fallfilmverdampferkolonne mittels einer Pumpe (6^r) auf den Ve^teilerbodien (8} im Kopf (7) der Kolonne förderbar ist und daß die überbrückende Dämpfeleitung (4)> sich von oberhalb des Sumpfes der Kolonne bis zum Zwischenraum zwischen den beiden Fallfilmverdampfern (3, 3¹) ©*>· streckt.

J) Fallfilmverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Fallfilmverdampfer (3, 3*) übereinander zur/ Bildung einer gemeinsamen Kolonne angeordnet sind, daß sämtliche Fallfilmverdampfer von Dämpfeleitungen (4, 4') überbrückt sind, daß im Kopf der Kolonne ©in Kondensator/ vorgesehen ist, v/elcher äen nachlauf zum Sumpf der Entgf*- sungskolonne bildet, der einer Nachlauf leitung (16) über einen Sammelboden (13) zuführbar ist.

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m Ό ■->

5)J Fallfilmverdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselflächen des Fallfilmverdampfers aus Rohren (12) bestehen, die innenseitig mit der herunterrieselnden flüssigen Phase über Terteilerböden (8, 9V 8», 9¹)) beaufschlagt werden,,

6) Fallfilmverdampfer nach Anspruch 5_t dadurch gekennzeichnet, daß dde Rohr© (12) sich innerhalb der Fallfilmverdampfer (5, 5*X von oben nach unten kontinuierlich oder diskontinuierlich verjüngen·

7) Fallfilmverdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (12) der oberen Fallfilmverdampfer (3^e) einen im Mittel der Ohrlänge größeren Durchmesser aufweisen als die Jeweils unterhalb derselben verlaufenden Fallfilmverdampfer einei» Kolonne·

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