DE2811284B2 - Destillationskolonne mit Kopf- und/oder SeitenriickfluO - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Destillationskolonne mit Kopf- und/oder Seitenrückfluß und mit mehreren, übe: die Kolonnenhöhe verteilten, zur Seitenproduktentnahme verwendbaren Stutzen, bei der der Kolonneninnenraum mittels waagerechter, über verschiedene Höhen angeordivter Verteilerböden und darüber angeordneter Austauschelemente, die den ganzen Wirkungsquerschnitt der Kolonne ausfüllen, in einzelne Abschnitte unterteilt ist, wobei die Stutzen mit ihren Enden innerhalb der Kolonne nahe den oberen Flächen der Verteilerböden liegen.

Eine derartige Destillationskolonne ist aus der DE-PS 193216 bekannt.

Bei Versuchen nach Minderung des Druckabfalles entlang der Kolonne und Halten dieses Druckabfalles auf möglichst niedrigem Niveau wurden verschiedene Konstruktionen von überlauflosen Böden entwickelt. In dem Buch »Destillation und Rektifikation in der chemischen Industrie«, 1966, Wissenchaftlich-technischer Verlag, Warschau, schreibt Zdzsilaw Ziolkowski auf Seiten 806-807 über die von M. Leva beschriebenen Schichtböden, und auf Seite 792 erwähnt er Kittels Rostböden des Typs B, welche zum Arbeiten unter Vakuum bestimmt sind, wo die Flüssigkeitsmenge gering ist und wegen deren besserer Verteilung auf dem Boden eine partielle Füllung der Kolonne mit Raschig-Ringen angewandt wird.

Die letztgenannten Lösungen haben trotz Erzielung eines im Vergleich mit den Destillationsböden mit Überlauf kleineren Druckabfalles keine Anwendung in der industriellen fraktionierten Destillation gefunden. Eines der Haupthindernisse im Einsatz dieser Böden besteht in der schwierigen Entnahme der verteilten Fraktionen, welche auf verschiedenen Kolonnenhöhen kondensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Destillationskolonne der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Zeitdauer und die Kontaktfläche zwischen Dampfgemisch und entstehendem Kondensat oder zugeführtem Rückfluß vergrößert

sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verteilerböden Löcher mit darin eingesetzten ringförmigen Hülsen aufweisen, über jeder Hülse unter Einhaltung eines den freien Gasdurchfluß ermöglichenden Abstandes ein die öffnung der Hülse abdeckender Schirm angeordnet ist, und die Schirme mit einem aufliegenden Gitter abgedeckt sind, auf denen als Austauschelemente eine Schicht aus FüIIkörpern ruht.

Die erfindungsgemäße Kolonne stellt einen guten Kontakt der Phasen sicher, ist durch geringe Strömungswiderstände gekennzeichnet und schafft auch eine Möglichkeit zur Einführung des Rückflusses praktisch an einer beliebigen Stelle der Kolonne.

Füllkörperkolonnen sind aus R. Billet »Industrielle Destillation« Verlag Chemie Weinheim 1973, Seiten 455 bis 464, an sich bekannt, jedoch ist in der bekannten Anordnung der Sammler anders ausgebildet und ansonsten vom Auflageboden räumlich getrennt angeordnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die Destillationskolonne, und

Fig. 2 einen Abschnitt des Verteilerbodens mit darüber angeordneten Füllkörpsrn.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist der von einem Zylindermantel 1 begrenzte Innenraum der Kolonne durch waagerechte Verteilerböden 3 unterteilt. In dem Kolonnenmantel sind unmittelbar über jedem Boden zur Entnahme der flüssigen Fraktionen oder zur Zuführung des Rückflusses bestimmte Stut-

J5 zen 6 angeordnet. In ihrem Unterteil hat die Destillationskolonne eine angeschlossene, zur Zuführung des erhitzten Rohstoffes bestimmte Rohrleitung 7. Am oberen Ende der Destillationskolonne ist ein Stutzen 8 zur Entnahme von gasförmigen Fraktionen angeordnet, und an der niedrigsten Stelle befindet sich eine Ableitung 9 für die Destillationsrückstände. Der Verteilerboden 3 weist Durchgangslöcher mit darin eingesetzten, über seine obere Fläche hinausragenden Hülsen 5 auf. Über jeder Hülse ist unter Einhaltung eines den freien Gasdurchfluß ermöglichenden Abstandes ein Schirm 10 angeordnet, welcher von oben die öffnung der Hülse abdeckt. Auf den Schirmen 10 liegt ein Gitter 4, auf welchem die Füllkörper 2 ruhen. Die Funktion des Gitters 4 besteht darin, so-

-><> wohl eine Ablagerung der Füllkörper auf dem Verteilerboden zwischen den Hülsen 5 als auch deren Ein-'ritt in den Stutzen 6 zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Destillationskolonne ist durch geringe Strömungswiderstände gekennzeichnet,

") ι was für die 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

Wi äußert. Die Erfindung hat in der industriellen Praxis Anwendung gefunden, wie an folgendem Beispiel dargestellt sei:

Eine Anlage zur Gewinnung von Vakuumdestillaten, welche schwefelhaltiges Erdöl verarbeitet, war

μ mit einer Vakuumkolonne ausgerüstet, deren Höhe 38800 mm und deren Mantelinnendurchmesser im mittleren Teil 8000 mm betrug. Die Destillationskolonne wies drei Seitenrückflüsse zur Einhaltung des

thermischen Gleichgewichts und 25 Ventilböden mit Seiten- und Zentralüberläufen auf. Zur Vakuumherstellung und -einhaltung wurde ein System von Dampfsaugern und barometrischen Kondensatoren angewandt. Der Druck im Kolonnenoberteil betrug 40-53 mbar. Der Druck in der Verdampfungskammer, in welche der Rohstoff - der Rückstand der atmosphärischen Destillation - eingeführt wird, betrug 133-227 mbai.

Da die Qualität der Destillate nicht zufriedenstellend war, wurde die traditionelle Vakuumkolonne durch die erfindungsgemäße Destillationskolonne ersetzt, welche eine Höhe von 18400 mm, einen Mantelinnendurchmesser im Mittelteil von 6000 mm aufwies und mit sechs Füllkörperschichten ausgerüstet war. In dieser Kolonne wurde eine angesichts des durchgeführten Prozesses geforderte Reduktion des Druckes in der Verdampfungskammer auf 67—93 mbar erzielt, wobei zur Vakuumerzeugung dasselbe System von Dampfsaugern und barometrischen Kondensatoren wie vorher angewandt wurde. Dies erlaubte vorzüglich, das Temperatur μΓοίϋ nicht nur des Vakuumapparates selbst, sondern vor allem auch des Röhrenofens zu ändern, wodurch die Krakkung des Rohstoffes in den Rohren begrenzt wurde und die Menge des vom Unterteil der Kolonne abzuleitenden Rückstandes wesentlich zugunsten der zu weiterer Verarbeitung durch katalytische Krackung bestimmten Vakuumdestillate vermindert wurde.

Außerordentlich wurde auch die Qualität der Destillate verbessert. In der traditionellen, mit Ventilbö-

20 den ausgerüsteten Vakuum kolonne wurden Destillate gewonnen, deren Metallfaktor in den Grenzen von 3,81 bis 4,87 anstatt des zulässigen Werten von 2,5 lag. Der Metallfaktor ist eine Zahl, die den Summengehalt von Schwermetallen in dem zur weiteren Verarbeitung durch katalytische Krackung bestimmten Vakuumdestillat ausdrückt. Die Schwermetalle sind ein Katalysatorgift; deshalb wird die Qualität des Vakuumdestillates mittels einer speziellen Kenngröße, des sog. Metallfaktors, gekennzeichnet. Der Metallfaktor fM ist wie folgt definiert:

fM = 10 Ni + Fe + V
worin Ni, Fe, V in ppm ausgedrückt sind.

Um sich dem zulässigen Wert von 2,5 anzunähern, wurde bisher die letzte, untere Fraktion entnommen und zum Heizöl geleitet, was wesentlich die Menge der durch Krackung zu hochklopffesten Benzinen weiterverarbeiteten Vakuumdestillate verminderte und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses beeinträchtigte. Nach dem Einsatz der erfin- .angsgemäßen Destillationskolonne wurde der Metallgfuall in den Vakuumdestillaten vermindert. Der Metallfaktor lag in den Grenzen von 0,99 bis 1,79, was von wesentlicher Bedeutung für den Katalysator beim Krackungsprozeß dieser Destillate ist. Die durch Anwendung der erfindungsgemäßen Destillationskolonne gewonnene Abnahme des Metallgehalts in den Vakuumdestillaten erlaubte es, auf die Überführung der letzten, unteren Fraktion zum Heizöl zu verzichteil, was die wirtschaftlichen Ergebnisse des ganzen Prozesses verbessert hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Destillationskolonne mit Kopf- und/oder Seitenrückfluß und mit mehreren, über die Kolonnenhöhe verteilten, zur Seitenproduktentnahme verwendbaren Stutzen, bei der der Kolonneninnenraum mittels waagerechter, über verschiedene Höhen angeordneter Verteilerböden und darüber angeordneter Austauschelemente, die den ganzen Wirkungsquerschnitt der Kolonne ausfüllen, in einzelne Abschnitte unterteilt ist, wobei die Stutzen mit ihren Enden innerhalb der Kolonne nahe den oberen Flächen der Verteilerböden liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerböden (3) Löcher mit darin eingesetzten ringförmigen Hülsen (5) aufweisen, über jeder Hülse unter Einhaltung eines den freien Gasdurchfluß ermöglichenden Abstandes ein die öffnung der Hülse abdeckender Schirm (10) angeordnet ist, und die Schirme mit einem aufliegenden Gitter (4) abgedeckt sind, auf denen als Austauschelemente eine Schicht (2) aus Füllkörpern ruht.