DE2811284A1 - Destillationskolonne mit oberund/oder seitenrueckfluss, insbesondere zur fraktionierten vakuumdestillation - Google Patents

Destillationskolonne mit oberund/oder seitenrueckfluss, insbesondere zur fraktionierten vakuumdestillation

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DE2811284A1
DE2811284A1 DE19782811284 DE2811284A DE2811284A1 DE 2811284 A1 DE2811284 A1 DE 2811284A1 DE 19782811284 DE19782811284 DE 19782811284 DE 2811284 A DE2811284 A DE 2811284A DE 2811284 A1 DE2811284 A1 DE 2811284A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/16Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/18Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal bubble plates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

  • Destilationskolonne mit Ober- und/oder Seitenrückfluß,
  • insbesondere zur fraktionierten Vakuumdestillation Die Erfindung bezieht sich auf eine Destillationskolonne mit Ober- und/oder Seitenrückfluß, insbesondere zur fraktionierten Vakuumdestillation, angepaßt an die Entnahme von Fraktionen aus verschiedenen Höhen, insbesondere für die Destillation von Erdöl und dessen Derivaten.
  • Es sind Bodenkolonnen bekannt, welche je nach der Bestimmung mit Böden mit oder ohne überfall ausgerüstet sind. Zur fraktionierten Destillation werden meistens Kolonnen mit überfallböden angewandt, welche es ermöglichen, eine Flüssigkeitsschicht von bestimmter Höhe zu halten, durch welche das an dem Prozeß beteiligte Gas und Dampf pneumatisch gerührt werden. Außerdem erlauben die Uberfallböden, die Flüssigkeit auf beliebiger Höhe der Kolonne zu entnehmen, wie auch den Rückfluß an beliebiger Stelle zuzuführen. Beim Arbeiten-unter Vakuum ist das Volumen der durch die Kolonne fließenden Dampfphase sehr groß im Verhältnis zu dem Flüssigkeitsvolumen. Dadurch werden die Strömungswiderstände wesentlich erhöht.
  • Bei Versuchen nach Minderung des Druckabfalles entlang der Kolonne und Halten dieses Druckabfalles auf möglichst niedrigem Niveau wurden verschiedene Konstruktionen von überfallosen Böden entwickelt. In der Schrift u.d.T. "Destillation und Rektifikation in der chemischen Industrie", Ausgabe I von 1966, schreibt Zdzsilaw Ziólkowski auf Seiten 806-807 über die von M. Leva beschriebenen Schichtböden, und auf Seite 792 erwähnt er Kittel's Rostböden des Types B, welche zur Arbeit unter Vakuum bestimmt sind, wo die Flüssigkeitsmenge gering ist und deswegen zwecks deren besserer Verteilung auf dem Boden eine partielle Füllung der Kolonne mit Raschig-Ringen angewandt wird.
  • Die genannten Lösungen haben trotz Erzielung eines im Vergleich mit den Überfallböden kleineren Druckabfalles in den Kolonnen keinen Einsatz in den industriellen Prozessen der fraktionierten Destillation gefunden. Eines der Haupthindernisse im Einsatz dieser Böden zu diesem Zweck besteht in schwieriger Entnahme der verteilten Fraktionen, welche auf verschiedenen Kolonnenhöhen kondensieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Nachteile durch Schaffen einer Möglichkeit der Fraktionsentnahme aus beliebigen Sektionen der Kolonne und derer Rückleitung zu einer beliebigen Sektion der Kolonne unter Halten eines niedrigen Druckabfalles entlang der Kolonne zu beseitigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Destillationskolonne in ihrem Innenraum mindestens je eine Füllungsschicht für jede zu entnehmende Fraktion enthält, welcne auf verschiedenen Höhen angeordnet sind und den ganzen Wirkungsquerschnitt der Kolonne füllen, daß die Füllungselegaente, die indirekt auf waagerechten Verteilungsböden ruhen Körper bilden, daß der Mantel der Kolonne mit Stutzen versehen ist, deren Zahl mindestens gleich der Zahl der Verteilungsböden ist, und daß die Stutzen so angeordnet sind, daß ihre Enden innerhalb der Kolonne nahe der oberen Flächen der Verteilungsböden liegen.
  • Die erfindungsgemäße Kolonne stellt einen guten Kontakt der Phasen sicher, ist durch geringe Strömungswiderstände gekennzeichnet und schafft auch eine Möglichkeit der Entnahme von beliebigen Fraktionen und Einführung des Rückflusses praktisch in einer beliebigen Stelle der Kolonne.
  • Die erfindungsgemäße Kolonne enthält in ihrem Innenraum Füllungsschichten, mindestens je eine für jede zu entnehmende Faktion. Diese Schichten sind auf verschiedenen Höhen angeordnet und füllen den ganzen Wirkungsquerschnitt der Kolonne. Die Füllungsschichten bilden die Körper, welche indirekt auf den waagerechten Verteilungsböden ruhen. Der Kolonnenmantel ist mit Stutzen ausgerüstet, deren Zahl mindestens gleich der Zahl der Verteilungsböden ist. Diese Stutzen sind so angeordnet, daß ihre Enden innerhalb der Kolonne nahe den oberen Flächen der Verteilungsböden liegen, welche zahlreiche Durchgangslöcher mit darin gesetzten ringförmigen Hülsen, vorzugsweise in Form von ringförmigen Füllungselementen, beispielsweise nach dem polnischen Patent Nr. 55193, aufweisen.
  • Über jeder Hülse ist unter Einhaltung eines den freien Durchfluß von Gasen ermöglichenden Abstandes ein die Öffnung der Hülse von oben abdeckender Schirm angeordnet. Die Verteilungsböden und die aus diesen herausragenden Hülsen sind zusammen mit den Schirmen insbesondere von oben mit einem Gitter bedeckt, dessen Maschen eine lichte Weite aufweisen, die kleiner ist als das kleinste Ausmaß der einzelnen, den Körper bildenden Füllungselemente.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und ist im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen schematischen Schnitt der Kolonne und Fig. 2 einen Abschnitt des Verteilungsbodens mit darüber angeordnetem Füllungskörper.
  • Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist der mit einem Zylindermantel 1 begrenzte Innenraum der Kolonne durch waagerechte Verteilungsböden 3 getrennt. Auf den Verteilungsböden ruhen Füllungsschichten 2 auf einer Gitterunterlage 4. In dem Kolonnenmantel sind unmittelbar über jedem Boden zur Entnahme der kondensierenden Faktionen oder zur Zuführung des Rückflusses bestimmte Stutzen 6 angeordnet. In ihrem Unterteil hat die Kolonne eine angeschlossene, zur Zuführung des aufgewärmten Rohstoffes bestimmte Rohrleitung 7.
  • In dem Spitzenteil der Kolonne ist ein Stutzen 8 zur Entnahme von nichtkondensierenden Fraktionen angeordnet, und an der niedrigsten Stelle befindet sich eine Ableitung für die Nachdestillationsrückstände 9. Der Verteilungsboden 3 weist Durchgangslöcher mit darin eingesetzten, über seine obere Fläche hinausragenden Hülsen 5 auf. über jeder Hülse ist unter Einhaltung eines den freien Gas durchfluß ermöglichenden Abstandes ein Schirm 10 angeordnet, welcher von oben die Öffnung der Hülse abdeckt. Über den Schirmen 10 ist ein Gitter 4 ausgebreitet, auf welchem der Füllungskörper 2 ruht.
  • Die Aufgabe des Gitters 4 besteht im Verhindern des Umschüttens der den Körper 2 bildenden Füllungselemente über die Löcher der Hülse 5 in dem Verteilungsboden 3 und deren Ablagerung auf dem Verteilungsboden zwischen den Hülsen 5, wie auch deren Durchdringen in den Stutzen 6 und weiter.
  • Die erfindungsgemäße Kolonne ist durch geringe Strömungswiderstände gekennzeichnet, was im Falle der Vakuumdestillation von großer Bedeutung ist. Im Vergleich zu den typischen, bisher allgemein verwendeten Anlagen zur fraktionierten Destillation sichert sie eine höhere Wirksamkeit, was sich in der Genauigkeit der Verteilung der einzelnen Fraktionen äußert. Die Erfindung hat in der industriellen Praxis Anwendung gefunden, wofür das folgende Beispiel eine Darstellung sei: Eine Anlage zur atmosphärisch-vakuumartigen Destillation zur Herstellung von Vakuumdestillaten, welche beschwefeltes Erdöl verarbeitet, war mit einer Vakuumkolonne ausgerüstet, deren Höhe 38800 mm und deren Mantelinnendurchmesser im mittleren Teil 8000 mm betrug. Die Kolonne wies drei Seitenrückflüsse zur Einhaltung des thermischen Gleichgewichts und 25 Ventilböden mit Seiten- und Zentralüberfällen auf. Zur Vakuumherstellung und -einhaltung wurde ein System von Dampfsaugern und barometrischen Kondensatoren angewandt. Der Druck im Kolonnenoberteil betrug 30 - 40 mm Hg. Der Druck in der Verdampfungskammer, in welche der Rohstoff - der Rückstand nach der atmosphärischen Destillation - zugeführt wird, betrug 100 - 170 mm Hg.
  • Da die Qualität der Destillate nicht zufriedenstelkndwar, wurde die traditionelle Vakuumkolonne durch die erfindungsgemäße Kolonne ersetzt, welche eine Höhe von 18400 mm und einenMantelinnendurchmesser im Mittelteil von 6000 mm aufwies und mit sechs Füllungsschiditen ausgerüstet war. In dieser Kolonne wurde eine angesichts des durchgeführten Prozesses geforderte Reduktion des Druckes in der Verdampfungskammer zu 50 - 70 mm Hg gewonnen, wobei zur Vakuumerzeugung dasselbe System von Dampfsaugern und barometrischen Kondensatoren wie vorher angewandt wurde. Dies erlaubte vorzüglich, das Temperaturprofil nicht nur des Vakuumapparates selbst, sondern auch und vor allem des Röhrenofens zu ändern, wodurch die Krackung des Rohstoffes in den Rohren begrenzt wurde und die Menge des vom Unterteil der Kolonne abzuleitenden Vakuumrückstandes wesentlich zugunsten der zu weiterer Verarbeitung durch katalytische Krackung bestimmten Vakuumdestillate vermindert wurde.
  • Außerordentlich wurde auch die Qualität der Destillate verbessert. In der tradiotionellen, mit Ventilböden ausgerüsteten Vakuumkolonne wurden die Destillaten gewonnen, deren Metallfaktor in den Grenzen von 3,81 bis 4,87 anstatt des zulässigen Wertes von 2,5 lag.
  • Um sich zu diesem Wert anzunähern, wurde die letzte untere Fraktion entnommen und zum Heizöl geleitet, was wesentlich die Menge der weiter durch Krackung zu hochklopffesten Benzinen verarbeiteten Vakuumdestillaten verminderte und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses beeinträchtigte. Nach dem Einsatz der erfindungsgemäßen Kolonne wurde der Metallgehalt in den Vakuumdestillaten vermindert. Der Metallfaktor lag in den Grenzen von 0,99 bis 1,79, was von wesentlicher Bedeutung für den Katalysator in dem Krackungsprozeß dieser Destillaten ist. Die durch Anwendung der erfindungsgemäßen Kolonne gewonnene Abnahme des Metallgehalts in den Vakuumdestillaten erlaubte es, auf das Leiten der letzten, unteren Fraktion zum Heizöl zu verzichten, was die wirtschaftlichen Ergebnisse des ganzen Prozesses verbessert hat.
  • Kurz zusammengefaßt weist die erfindungsgemäß Kolonne auf mehreren verschiedenen Höhen waagerechte Verteilungsböden mit zahlreichen Durchgangslöchern auf, in welchen über die obere Bodenfläche hinausragende Hülsen sitzen. Sie sind mit einem starren Gitter bedeckt, auf welchem die ringförmigen Füllungselemente ruhen. In dem Kolonnenmantel sind Stutzen so angeordnet, daß sich deren Enden innerhalb der Kolonne nahe der oberen Flächen der Verteilungsböden befinden.
  • Leerseite

Claims (3)

  1. Destillationskolonne mit Ober- und/oder Seitenrückfluß, insbesondere zur fraktionierten Vakuumdestillation Patentansprüche: 1. Destillationskolonne mit Ober- und/oder Seitenrückfluß, insbesondere zur fraktionierten Vakuumdestillation, angepaßt an die Entnahme von Fraktionen aus verschiedenen Höhen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie in ihrem Innenraum mindestens je eine Füllungsschicht für jede zu entnehmende Fraktion enthält, welche auf verschiedenen Höhen angeordnet sind und den ganzen Wirkungsquerschnitt der Kolonne füllen, daß die Füllungselemente, die indirekt auf waagerechten Verteilungsböden (3) ruhen, Körper (2) bilden, daß der Mantel (1) der Kolonne mit Stutzen (6) versehen ist, deren Zahl mindestens gleich der Zahl der Verteilungsböden (3) ist, und daß die Stutzen (6) so angeordnet sind, daß ihre Enden innerhalb der Kolonne nahe der oberen Flächen der Verteilungsböden (3) liegen.
  2. 2. Destillationskolonne nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verteilungsböden (3) zahlreiche Durchgangslöcher mit darin eingesetzten ringförmigen Hülsen (5), vorzugsweise in Form von ringförmigen Füllungselementen aufweisen, und daß über jeder dieser Hülsen (5) unter Einhaltung eines den freien Gasdurchfluß ermöglichenden Abstandes ein die öffnung der Hülse (5) von oben abdeckender Schirm (10) angeordnet ist.
  3. 3. Destillationskolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verteilungsböden und die aus diesen herausragenden Hülsen (5) samt der Schirme (10) wenigstens oben mit einem Gitter (4) abgedeckt sind, dessen Maschen eine lichte Weite aufweisen, die kleiner ist als das kleinste Ausmaß der einzelnen, den Körper (2) bildenden Füllungselemente.
DE2811284A 1978-03-14 1978-03-15 Destillationskolonne mit Kopf- und/oder SeitenriickfluO Withdrawn DE2811284B2 (de)

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DE2811284A DE2811284B2 (de) 1978-03-14 1978-03-15 Destillationskolonne mit Kopf- und/oder SeitenriickfluO
NL7803845A NL7803845A (nl) 1978-03-14 1978-04-11 Destillatiekolom met top- en/of zijomloop, in het bij- zonder voor gefractioneerde vacuumdestillatie.

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