DE2518661B2 - Destillationskolonne - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Destillationskolonne mit mehreren darin übereinander angeordneten Destillationsböden, wobei zwischen den Destillationsböden und dem Kolonnenmantel ein Ringspalt freigelassen ist und wobei jeder Destillationsboden von einem exzentrisch angeordneten Rohr durchdrungen ist, dessen oberes Ende als Flüssigkeitsablauf für den betreffenden Destillationsboden dient und dessen unteres Ende den Flüssigkeitszulauf für den nächstunteren Destillationsboden darstellt.

Destillationskolonnen sind mit Destillationsböden in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, beispielsweise als Glockenboden, Tunnelboden, Ventilboden oder Siebboden. Dabei kann zwischen dem Kolonnenmantel und den Destillationsböden ein umlaufender Spalt freigelassen und jeder Destillationsboden von einem exzentrisch angeordneten Rohr durchdrungen sein, dessen oberes Ende als Flüssigkeitsablauf für den durchdrungenen Destillationsboden und als Flüssigkeitszulauf für den nächstfolgenden Destillationsboden dient (vergleiche Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, 1951, Band 1, Seite 450).

Weiterhin ist aus der DE-OS 1444 376 eine Stoffaustauschkolonne mit horizontal übereinander angeordneten Destillationsböden bekannt, welche mit einem bis zu ihrem Rand durchgehenden Lochmuster versehen sind. Zwischen dem Rand der Destillations-

It) boden und der Kolonnenwand ist ein nicht abgedichteter Spalt von 1 bis 20 mm vorgesehen. Die Abstützung der Destillationsböden erfolgt entweder mit Hilfe von an der Kolonnenwand befestigten Vorsprüngen, auf denen gegebenenfalls Stützvorrichtungen aufliegen, oder die Destillationsböden werden zentrisch von einer Stange durchdrungen, an welcher sie befestigt sind, wobei sich gegebenenfalls an der Unterseite der Destillationsböden Stützringe oder Stützrippen befinden.

Bei der Destillation ist allen Destillationsboden-Typen gemeinsam, daß eine auf ihnen befindliche Flüssigkeitsschicht mit Dämpfen im Stoffaustausch steht, welche die Destillationskolonne von unten nach oben durchströmen. Werden nun Stoffe destilliert, welche Feststoffe mit sich führen, die beispielsweise unter Temperatureinfluß durch Zersetzung, Polykondensation oder Polymerisation entstehen, so treten bei den bekannten Destillationsböden Ablagerungen der Feststoffe bevorzugt an solchen Stellen auf, welche von Flüssigkeit nicht ausreichend bespült werden. Das gleiche gilt für sogenannte Toträume, d. h. für solche Räume, welche an dem für Destillationsböden charakteristischen lebhaften Stoffaustausch nicht oder nur in unzureichendem Maße teilnehmen, beispiels-

j) weise enge Spalten bei Schraub- und Keilverbindungen oder zwischen zu dichtenden Flächen (vergleiche DE-PS 1542242).

\ <m die Bildung von Polymerisat an der Kolonnenwand und an der Unterseite der Destillationsböden

•to zurückzudrängen, wird in der DE-AS 7.027655 vorgeschlagen, eine Destillationskolonne mit perforierten Destillationsböden und ohne Flüssigkeitsüberlauf zu verwenden. Dabei sollen die Öffnungen nahe der Peripherie der Destillationsböden, d. h. zur Kolon-

■15 nenwand hin, größer sein als die übrigen Löcher der perforierten Destillationsböden. Wenn auch bei diesen Destillationsböden, bei denen die Flüssigkeit denselben Weg nehmen muß, welchen das Gas nimmt, nämlich den durch die Öffnungen der Destillationsböden, infolge des Durchregnungseffektes die Unterseite der Destillationsböden und die Kolonnenwand gut mit Flüssigkeit benetzt wird, so läßt die Wirksamkeit dieser Destillationsböden zu wünschen übrig.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Destillationskolonne zu schaffen, bei welcher die Ablagerung von Feststoffen bei der Destillation nicht erfolgen kann und welche darüber hinaus eine hohe Wirksamkeit der Destillationsböden aufweist. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die De-

bo stillationsböden an ihrer Peripherie mehrere Abstandsnocken aufweisen, welche sich an der Innenseite des Kolonnenmantels unter Ausbildung des Ringspaltes abstützen; daß die Destillationsböden mittig von einem zwischen benachbarten Destillationsböden je-

b5 weils von einer Hülse Konzentrisch umgebenen Stehbolzen durchdrungen sind; daß auf jedem Destillationsboden ein den Flüssigkeitszulauf und den Flüssigkeitsablauf umgreifender zentrischer Einsatz

befestigt ist, welcher entgegengesetzt zueinander angeordnete Ausnehmungen aufweist, wobei innerhalb des zentrischen Einsatzes zwischen dem Flüssigkeitszulauf und dem Flüssigkeitsablauf ein Trennblech angeordnet ist.

Die Destillationskolonne gemäß der Erfindung kann weiterhin wahlweise auch noch dadurch gekennzeichnet sein, daß

a) die Abstandsnocken gleiche Abstände voneinander aufweisen,

b) vier Abstandsnocken an jedem Destillationsböden angebracht sind,

c) die Hülse an ihrem oberen Ende einen Kragen aufweist,

d) das Trennblech außermittig angeordnet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Destillationskolonne,

bei welcher je nach Auslegung die gesamte Flüssigkeit oder der größte Anteil durch den Flüssigkeitsablauf und eine kleinere Flüssigkeitsmenge durch den Ringspalt hindurch an der Innenseite des Kolornenmantels hinabströmt, wird eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Destillationsbodens je nach Belastung von 20 bis 30% gegenüber den oben beschriebenen bekannten Destillaiiionskolonnen erreicht, vorausgesetzt, daß die Toleranz bei der Festlegung der Breite des Ringspaltes eng gefaßt wird, d. h. daß der Ringspalt gleichmäßig breit ist.

Eine Verstopfung durch Feststoffe, wie sie sich bei der Destillation polymerisationsempfindlicher Stoffe, beispielsweise Chloropren, bilden können, kann bei den Destillationsböden der Destillationskolonne gemäß der Erfindung nicht erfolgen, da sie außer den mittigen Bohrungen zur Durchführung der Stehbolzen und den außermittigen Bohrungen für den Flüssigkeitsablauf keine weiteren Öffnungen aufweisen. Hinter den Abstandsnocken an der Peripherie der Destillationsböden baut sich zwar ein Unterdruck auf, die Umspülung der Abstandsnocken ist aber so intensiv, daß sich dort keine Feststoffe absetzen können.

Durch den zentrischen Einsatz wird die Flüssigkeit in zwei Strömen in festgelegter Breite an der Peripherie der Destillationsböden entlanggeführt, wobei eine intensive Begasung der Flüssigkeit und damit ein guter Stoffaustausch gewährleistet ist.

Eine Rückvermischung der auf dem Destillationsboden befindlichen Flüssigkeit wird durch das zwischen dem Flüssigkeitszulauf und dem Flüssigkeitsablauf befindliche Trennblech vermieden.

Die erfindungsgemäße Destillationskolonne ist nicht nur zur Behandlung polymerisationsempfindlicher Stoffe geeignet, sondern auch für solche Stoffe, welche darüber hinaus, wie beispielsweise Acrylsäure, noch chemisch aggressiv sind, da bei dieser Destillationskolonne zwischen dem Kolonnenmantel und den Destillationsböden keine Dichtung angeordnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Destillationskolonne,

Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Kolonne nach Schnitt H-II der Fig. 1.

In einem Kolonnenmante! 1 sind eine Reihe von Destillationsböden 2 übereinander angeordnet, wobei zwsichen jedem Destillationsboden 2 und dem Kolonnenmantel 1 ein gleichmäßig breiter Ringspalt 3 freigelassen ist. Dazu sind an der Peripherie der Destillationsböden 2 mehrere Abstandsnocken 4 (Fig. 2)angebracht,welche sich ander Innenseite des Kolonnenmantels 1 abstützen. Die Destillationsböden 2 sind mittig von einem Stehbolzen 5 durchdrungen. Der Stehbolzen 5 ist jeweils zwischen zwei Destillationsböden 2 konzentrisch von einer Hülse 6 umgeben, weiche an ihrem oberen Ende einen Kragen 7 aufweist, auf dem der obere Destillationsboden'2 aufliegt, während sich die Hülse 6 mit ihrem unteren Ende auf dem unteren Destillationsboden 2 abstützt. Jeder Destillationsboden 2 ist von einem außermittig angeordneten Rohr 8 durchdrungen, über dessen oberes Ende 9 der Flüssigkeitsablauf für den betreffenden Destillationsboden 2 erfolgt, während von seinem unteren Ende 10 aus der Flüssigkeitszulauf für den nächstunteren Destillationsboden 2 vor sich geht. Dabei ist im allgemeinen der Abstand zwischen dem oberen Ende 9 und dem betreffenden Destillationsboden 2 größer als der Abstand zwischen dem unteren Ende 10 und dem nächstunteren Destillationsboden 2. Auf jedem Destillationsboden 2 befindet sich ein zentrischer Einsatz 11, welcher den Flüssigkeitsablauf und -zulauf umgreift und durch dessen beide entgegengesetzt angeordnete Ausnehmungen (12, 13) Flüssigkeit in zwei Strömen an der Peripherie <ies Destillationsbodens 2 entlanggeführt wird (vergleiche die Pfeile in Fig. 2). Der Raum innerhalb des Einsatzes 11 wird durch ein aarin asymmetrisch zwischen dem Flüssigkeitszulauf und Flüssigkeitsablauf angeordnetes Trennblech 14 geteilt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Destillationskolonne mit mehreren Destillationsböden, wobei zwischen den Destillationsböden und dem Kolonnenmantel ein Ringspalt freigelassen ist und wobei jeder Destillationsboden von einem exzentrisch angeordneten Rohr durchdrungen ist, dessen oberes Ende als Flüssigkeitsablauf für den betreffenden Destillationsboden dient und dessen unteres Ende den Flüssigkeitszulauf für den nächstunteren Destillationsboden darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillationsböden (2) an ihrer Peripherie mehrere Abstandsnocken (4) aufweisen, welche sich an der Innenseite des Kolonnenmantels (1) unter Ausbildung des Ringspaltes (3) abstützen; daß die Destillationsböden (2) mittig von einem zwischen benachbarten Destillationsböden (2) jeweils von einer Hülse (6) konzentrisch umgebenen Stehbolzen (5) durchdrungen sind; daß auf jedem Destillationsboden (2) ein den Flüssigkeitszulauf und den Flüssigkeitsablauf umgreifender zentrischer Einsatz (11) befestigt ist, welcher entgegengesetzt zueinander angeordnete Ausnehmungen (12, 13) aufweist, wobei innerhalb des zentrischen Einsatzes (11) zwischen dem Flüssigkeitszulauf und dem Flüssigkeitsablauf ein Trennblech (14) angeordnet ist.

2. Destillationskolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsnocken (4) gleiche Abstände voneinander aufweisen.

3. Destillationskolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Abstandsnocken (4) an jedem Destillationsbdden (2) angebracht sind.

4. Destillationskolonne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) an ihrem oberen Ende einen Kragen (7) aufweist.

5. Destillationskolonne nach einen; der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennblech (14) außermittig angeordnet ist.