DE3122651A1

DE3122651A1 - Vorrichtung zur kurzweg-destillation

Info

Publication number: DE3122651A1
Application number: DE19813122651
Authority: DE
Inventors: Friedrich 6451 Hammersbach Fauser
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1981-06-06
Filing date: 1981-06-06
Publication date: 1982-12-23

Description

Vorrichtung zur Kurzweg-Destillation
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kurzweg-Destillation mit in einem Vakuumgefäß angeordneten Verdampfungs- und Kondensationsflächen.
Kurzweg-Destillationseinrichtungen, wie sie z. B. aus der DE-OS 16 19 713 bekannt sind, haben einen zylindersymmetrischen Aufbau. In der Regel bildet die zylindrische Innenwand des Gehäuses die Verdampfungsflächen, auf denen das Produkt als Film aUStreitet wird. Im Zentrum des Gehäuses ist ein Innenkondensator angeordnet, dessen Außenflächen die Kondensationsflächen bilden. Eine derartige Konstruktion hat den Nachteil, daß eine Vergrößerung der Verdampfungsflächen mit dem Ziel einer Durchsatzerhöhung nur durch Vergrößerung der Wandung des Vakuumgefäßes möglich ist. Vorbekannte Vorrichtungen zur Kurzweg-Destillation sind deshalb für 2 Verdampfungsflächen von mehr als 50 m ungeeignet. Gerade bei der Destillation von Massenprodukten, wie z. B. Erdöl-Rückständen, sind aber größere Heizflächen erforderlich.
Bei Destillationsanlagen mit mehr als 50 m2 Heizfläche war man deshalb bisher gezwungen, mehrere Vorrichtungen nebeneinander zu betreiben. Bei der Destillation von Erdöl-Rückständen hat sich deshalb die Kurzweg-Destillation noch nicht durchgesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurzweg-Destillationsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die für große Durchsätze (z. B. 100 t/h) geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verdampfungsflächen im wesentlichen plattenförmig gestaltet sind und daß beiden Seiten der Verdampfungsflächen gekühlte Kondensationsflächen zugeordnet sind. Der wesentliche Vorteil dieser Maßnahmen liegt darin, daß die Größe der Verdampfungsflächen nicht mehr auf die Größe der Innenwandung des Gefäßes beschränkt ist. Es können z. B. mehrere plattenförmige Verdampfungsflächen mit ihren zugehörigen Kondensationsflächen parallel nebeneinander oder sternförmig angeordnet sein, so daß eine wesentlich günstigere Raumausnutzung möglich ist. In nur einem Vakuumgefäß können große Einheiten für hohe Durchsätze untergebracht werden, so daß die Kurzweg-Destillation auch bei der Destillation von Massenprodukten, wie z. B. Erdöl-Rückständen, wirtschaftlich eingesetzt werden kann.
Besonders zweckmäßig ist es, Einrichtungen zur Erzeugung eines Rieselfilms auf beiden Seiten der plattenförmigen Verdampfungsflächen vorzusehen. Diese Art der Filmbildung ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion besonders einfach.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.
In allen Figuren sind der Vakuumbehälter bzw. das Vakuumgefäß mit 1, ein Anschlußstutzen für eine Evakuierungseinrichtung mit 2, eine Speiseleitung mit 3, eine Einrichtung zur Verteilung des Produktes auf die Verdampfungsflächen mit 4, ein Rückstandssammler mit 5, eine Rückstandsablaufleitung mit 6 und ein Destillatablauf mit 7 bezeichnet.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bildet eine Doppelmantelfläche 8 mit Anschlußstutzen 9 und 11 für das Heizmedium die Verdampfungsflächen. Die Platte 8 ist vertikal im Gehäuse 1 angeordnet. In geringem Abstand davon sind auf beiden Seiten Kondensationsflächen 12 und 13 angeordnet.
Diese bestehen z. B. jeweils aus einer Rohrschlange, die von einem Kühlmedium durchströmt ist. Im Vakuumgefäß 1 können eine Vielzahl derartiger plattenförmiger Verdampfungsflächen 8 parallel nebeneinander mit jeweils einem dazwischenliegenden Kondensator angeordnet sein, so daß die Größe der Verdampfungsflächen erhöht werden kann, ohne die Bauhöhe zu vergrößern oder ohne mehrere nebeneinander betriebene Einzelvorrichtungen verwenden zu müssen.
Der Aufbau der Destillationseinrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich nur dadurch vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, daß drei Doppelmantelplatten 14, 15, 16 übereinander angeordnet sind. Zwischen den Platten sind jeweils Rinnen 17, 18 vorgesehen, mit denen das Produkt von den Verdampfungsflächen abgenommen und der jeweils darunterliegenden Platte bzw. dem Rückstandssammler 5 zugeführt wird. Durch eine derartige wiederholte Aufgabe des Produktes auf die Platten wird eine besonders gleichmäßige Verteilung des Produktes erzielt.
Eine andere Möglichkeit der Vergrößerung der Verdampfungsflächen ist beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 verwirklicht. Insgesamt sind drei Doppelmantelflächen 8 sternförmig im im Querschnitt (Fig. 4) runden Vakuumgefäß 1 untergebracht. Die Verteilereinrichtung 4 und der Rückstandssammler 5 sind dieser Anordnung der Ablaufplatten angepaßt. Der Übersichtlichkeit wegen sind nur drei Ablaufplatten dargestellt. Bei einer optimalen Ausnutzung des Innenraumes des Vakuumgefäßes 1 können natürlich wesentlich mehr Ablaufplatten (z. B. zwölf) sternförmig darin untergebracht sein.
Bei der sternförmigen Anordnung der Ablaufplatten 8 im Vakuumgefäß 1 sind die Kondensationsflächen 22 zweckmäßigerweise V-förmig gestaltet, so daß jede Flanke eines V-förmig gestalteten KondbXationselementes einer der beiden Seiten der Ablaufplatten 8 gegenüberliegen. Die einzelnen Kondensationelemente bestehen aus V-förmig gestalteten Rohrabschnitten 23, denen im Bereich ihrer offenen Enden jeweils ein vertikal angeordnetes Verteilerrohr 24 bzw.
Sammlerrohr 25 zugeordnet ist. Die verbleibenden Raumabschnitte 27 bilden im wesentlichen dreieckige Kanäle zur Sammlung und Ableitung der nicht kondensierten Restgase.
Ein weiteres zweckmäßiges Merkmal, nämlich eine Neigung der Flanken der V-förmig gestalteten Rohrabschnitte 23 nach unten, und zwar mit einem Winkela von 3 bis 750, vorzugsweise 5 bis 200, ist der Fig. 3 entnehmbar. Dadurch wird erreicht, daß das Destillat zur Seite hin abströmt, wo es in Ableitkanälen (nicht gesondert dargestellt) gesammelt wird. Dadurch wird die Bildung dicker Destillatfilme auf den Kondensations-flächen und der sich dadurch verschlechternde Wärmeübergang bei hohen Kondensationsflächen vermieden.
Je nach den im Verdampfer 1 gewählten physikalischen Bedingungen kann insbesondere im Bereich der Einspeisung die Gefahr des Spritzens des Produktes bestehen. In solchen Fällen kann es zweckmäßig sein, zwischen den Verdampfungsflächen und den Kondensationsflächen zumindest abschnittsweise Spritzschutzelemente vorzusehen.
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Claims

Vorrichtung zur Kurzweg-Destillation ANSPRUCHE Vorrichtung zur Kurzweg-Destillation mit in einem Vakuumgefäß angeordneten Verdampfungs- und Kondensationsflächen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verdampfungsflächen im wesentlichen plattenförmig gestaltet sind und daß beiden Seiten der Verdampfungsflächen gekühlte Kondensationsflächen zugeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Einrichtungen zur Erzeugung eines Rieselfilms auf beiden Seiten der Verdampfungsflächen vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verdampfungsflächen als beheizbare Doppelmantelflächen ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Rohrschlange oder mehrere Rohrabschnitte die Kondensationsflächen bilden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Verdampfungsflächen bildenden Platten vertikal angeordnet sind, daß oberhalb der Platten eine Produktverteilereinrichtung und unterhalb der Platten ein Rückstandssammler vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere plattenförmige Verdampfungsflächen mit zugehörigen Kondensationsflächen parallel nebeneinander angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Platten übereinander angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Verdampfungsflächen sternförmig in einem zylindrischen Vakuumgefäß angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jede der sternförmig angeordneten Platten aus zwei oder mehreren übereinander angeordneten Abschnitten besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß den sternförmig angeordneten Verdampfungsflächen V-förmig ausgebildete Kondensationselemente zugeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Kondensationselemente nach außen hin geneigte Rippen oder dgl. aufweisen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kondensationsflächen von V-förmig gestalteten Kanal- oder Rohrabschnitten gebildet werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e-n n z e i c h n e t , daß den V-förmig gestalteten Kondensationselementen an ihren freien Enden Verteilerrohre bzw. Sammlerrohre zugeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die V-förmig gestalteten Elemente nach außen hin geneigt angeordnet sind, und zwar mit einem Winkels zur Horizontalen von 5 bis 750, vorzugsweise 5 bis 200.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Verdampfungsflächen und den Kondensationsflächen zumindest abschnittsweise Spritzschutzelemente vorgesehen sind.