DE3135662A1 - USING A MULTIPLE-EFFECT EVAPORATOR WITH FALLING FILM TO OBTAIN A LIGHT ORGANIC COMPOUND FROM A MIXTURE WITH A HEAVY ORGANIC COMPOUND - Google Patents
USING A MULTIPLE-EFFECT EVAPORATOR WITH FALLING FILM TO OBTAIN A LIGHT ORGANIC COMPOUND FROM A MIXTURE WITH A HEAVY ORGANIC COMPOUNDInfo
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Description
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Verwendung eines Verdampfers mit fallendem Film in Mehrfachwirkung zur Gewinnung einer leichten organischen Verbindung aus einem Gemisch mit einer schweren organischen Verbindung Using an evaporator with falling film in multiple action to obtain a light organic compound from a mixture with a heavy organic compound
-«τ- «τ
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung der Bedingungen für die Gewinnung von leichten Lösungsmitteln. Dieses Verfahren erfolgt häufig bei chemischen oder physikochemischen Methoden, bei denen organische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, insbesondere schwere Kohlenwasserstoffe eingesetzt v/erden, und welche daher normale Siedetemperaturen und / oder erhöhte Viskositäten haben. Diese schwere Verbindungen sind nämlich häufig mit viel flüchtigeren Lösungsmitteln gemischt. Als Gründe, warum man derartige Mischungen verwendet, seien die folgenden genannt:The present invention relates to improving the conditions for the recovery of light solvents. This procedure is often carried out with chemical or physicochemical methods in which high molecular weight organic compounds, especially heavy hydrocarbons, are used v / earth, and which therefore have normal boiling temperatures and / or increased viscosities. This heavy one This is because compounds are often mixed with much more volatile solvents. As reasons why you should such mixtures used are as follows called:
- Verminderung der Viskosität.und Steigerung der thermischen Kapazität des schweren Produkts, so daß die thermische Kontrolle einer schnellen chemischen Reaktion erleichtert wird; dies ist z.B. der Fall bei Reaktionen der Sulfonierung oder Chlorierung von schweren Kohlenwasserstoff-Chargen.- Reduction of the viscosity. And increase of the thermal capacity of the heavy product, so that the thermal control of a rapid chemical Reaction is facilitated; this is the case, for example, with sulfonation or chlorination reactions of heavy hydrocarbon batches.
- Verminderung der Viskosität bei Verfahren der Abtrennung durch Filtration oder Ultrafiltration.- Reduction of viscosity in processes of Separation by filtration or ultrafiltration.
- Eine spezielle physikochemische Wirkung. . , wie die Ausfällung von Asphaltenen bei einem Verfahren der Entasphaltierung von schweren Kohlenwasserstoffen (Rückständen der Normaldruck- oder Vakuum-Destillation, sogar Rohpetroleum) mit Hilfe von leichten Kohlenwasserstoffen (aliphatischen oder olefinischen mit C^, C2,, Cn, Cg, C7) oder die Entparaffinisierung eines Öls durch kombinierte Wirkung von Kälte und selektiven Lösungsmitteln (z.B. M ethyl -At hy Ike ton, Methyl-Isobutylketon, gegebenenfalls im Gemisch mit aromatischen Cg- oder C^-Kohlenwasserstoffen).- A special physicochemical effect. . such as the precipitation of asphaltenes in a process of deasphalting heavy hydrocarbons (residues from normal pressure or vacuum distillation, even crude petroleum) with the help of light hydrocarbons (aliphatic or olefinic with C ^, C 2 ,, Cn, Cg, C 7 ) or the dewaxing of an oil through the combined action of cold and selective solvents (e.g. M ethyl -At hy Ike ton, methyl isobutyl ketone, optionally mixed with aromatic Cg or C ^ hydrocarbons).
Bei allen diesen Verfahren ist das Verhältnis zwischen dem Volumen der Lösungsmittel und der schweren Chargen ziemlich hoch und meist zwischen 1 und 5-In all of these processes, the ratio between the volume of the solvent and the heavy batches quite high and usually between 1 and 5
derthe
Am Ende •'chemischen und physikochemischen Behandlungen muß man daher unbedingt diese Lösungsmittel isolieren.At the end • 'chemical and physicochemical treatments it is therefore essential to isolate these solvents.
In Anbetracht der beträchtlichen Unterschiede der entsprechenden Flüchtigkeiten erfolgt diese Isolierung meist durch Verdampfung des leichten Lösungsmittels; aber infolge der beträchtlichen Menge der eingesetzten Lösungsmittel ist .es sehr wünschenswert, die bislang vorliegenden Methoden zu verbessern, um den für solche Verdampfungen erforderlichen Energieaufwand zu vermindern.This isolation is done in view of the considerable differences in the respective volatilities mostly by evaporation of the light solvent; but owing to the considerable amount of used solvents. It is very desirable to improve the methods available so far, the energy expenditure required for such evaporation to diminish.
Im Allgemeinen erfolgt diese Verdampfung in einer oder mehreren Stufen bei wechselnden Drucken nach Erhitzung des Gemisches in klassischen Austauschern.In general, this evaporation takes place in one or more stages with changing pressures Heating of the mixture in classic exchangers.
Verdampfer mit mehreren Stufen, die bei verschiedenen Temperatur- und Druck-Niveaus arbeiten, sind bereitsMulti-stage evaporators operating at different temperature and pressure levels already are
latente:latent:
bekannt; vergl. z.BXdE-871 74-2, ΙΉ-1178 135, FE-14-04-264- und FR-14-31 037. Man hat auch bereits vorgeschlagen, die Kontaktoberflächen der Wärmeaustauscher zu modifizieren, in dem man eine^jSchicht aus porösem Material darauf niederschlägt (US*3 384 154-).known; see e.g. XdE-871 74-2, ΙΉ-1178 135, FE-14-04-264- and FR-14-31 037. It has also already been proposed that Modify the contact surfaces of the heat exchangers by adding a layer of porous Material precipitates on it (US * 3,384,154-).
Im US Patent Kr. 4 214 975 wird ebenfalls das Prinzip der Vorrichtungen mit mehrfachen Effekten verwendet. Nach diesem Prinzip arbeitet man in aufeinanderfolgenden Verdampfungsstufen. Zwischen jeder Stufe wird die Flüssigkeit umgepumpt, um einen höherenIn US Patent Kr. 4,214,975 the principle using devices with multiple effects. This is the principle behind successive evaporation stages. Between everyone Level, the liquid is pumped to a higher level
Druck zu erreichen, so daß ihre Siedetemperatur zwischen jeder Stufe um 20 bis 70° C steigt. Der auf diese Weise mit höherem Druck und höherer Temperatur gewonnene Dampf kann seine Kondensationswarme in einen Austauscher abgeben, der von einer Flüssigkeit mit niedrigerem Druck durchflossen wird und daher oberhalb im Verdampfungssystem angeordnet ist.To reach pressure, so that their boiling temperature increases between each stage by 20 to 70 ° C. Of the Steam obtained in this way at higher pressure and higher temperature can reduce its heat of condensation release into an exchanger through which a liquid at lower pressure flows and is therefore arranged above in the evaporation system.
Auch kann man hoffen, in aufeinanderfolgenden Stufen (oder Effekten) eine Menge der in das System bei höherer Temperatur und höherem Druck eingeführten Wärme wiederzugewinnen. Der gleiche Anordnungstyp ist übrigens seit langer Zeit bei der Gewinnung von destilliertem V/asser oder bei der Konzentration durch Verdampfung von wässrigen Lösungen verwendet worden.One can also hope in successive stages (or effects) an amount of that introduced into the system at higher temperature and higher pressure Regain warmth. Incidentally, the same type of arrangement has been used for a long time in the extraction of distilled water or for concentration by evaporation of aqueous solutions.
Es sei jedoch bemerkt, daß dieses in einem klassischen Apparat, Austauscher + Verdampfungsvorrichtung (z.B. ein "Blitz"—Kolben) durchgeführte Verfahren beträchtliche Temperaturunterschiede benötigt. Daraus ergibt sich ein relativ großes Druckverhältnis zwischen den Stufen (etwa 7/Ό· Die Vervielfachung dieser Belastungen bei den Temperatur- und Druck-Unterschieden begrenzt die Anzahl der praktisch realisierbaren Wirkungen auf drei. Andererseits macht der steigende Druckwert in der Gesamtrichtung der Flüssigkeit szirkulation es nötig, daß man Pumpen einsetzt, die manchmal bei hoher Temperatur arbeiten.It should be noted, however, that this can be done in a classical apparatus, exchanger + evaporator (e.g. a "flash" bulb) requires considerable temperature differences. From this it follows there is a relatively large pressure ratio between the stages (about 7 / Ό · The multiplication of this Loads at the temperature and pressure differences limit the number of practically realizable Effects on three. On the other hand, the pressure value increases in the overall direction of the liquid circulating it is necessary to use pumps, which sometimes operate at high temperatures.
Modifiziert man den vorbeschriebenen Typ der Verdampfungsapparatur radikal, so stellt man fest, daß dieses Prinzip der vielfachen Effekte unter besonders sparsamen Bedingungen durchgeführt werden kann, sogar mit nicht-wässrigen Lösungen, von denenIf the type of evaporation apparatus described above is modified radical, it is found that this principle of multiple effects under particular frugal conditions can be done, even with non-aqueous solutions of which
es bekannt ist, daß sie nur mit geringen Wärmeübertragungs-Koeffizienten arbeiten. Die beträchtlichen Temperaturdifferenzen, die man anwenden muß, um den Übergang unter sparsamen Bedingungen durchführen zu können, sind nämlich die Folge der geringen Koeffizienten des Films, den man mit den klassischen Verdampfern erhält, welche mit nicht—polaren oder wenig polaren Flüssigkeiten, insbesondere schweren Kohlenwasserstoff-Ölen arbeiten.it is known that they only have low heat transfer coefficients work. The considerable temperature differences that must be applied to the To be able to carry out the transition under economical conditions are namely the consequence of the low Coefficients of the film obtained with the classic evaporators, those with non-polar ones or low polar liquids, especially heavy hydrocarbon oils, work.
Im Allgemeinen erhält man mit diesen klassischen Verdampfern Gesamt-Ubergangskoeffizienten in der Größenordnung von 250 bis 800 Watt/(m -0C) und das mit der Maßgabe, daß die Temperaturdifferenzen in den weiter oben angegebenen Grenzen bleiben.In general, with these classic evaporators, overall transition coefficients of the order of magnitude of 250 to 800 watts / (m − 0 C) are obtained, provided that the temperature differences remain within the limits given above.
Nach der vorliegenden Erfindung werden nun die Verdampfer mit Mehrfacheffekt in einem Apparat mit fallendem Film ohne mechanische Rührung betrieben, wobei aber die Verdampfungsoberfläche behandelt wurde, so daß man ein Kern-Sieden erhält. Diese Behandlung besteht in einer mechanischen Behandlung der Oberfläche, so daß die Kernbildung gewährleistet wird.According to the present invention, the evaporators operated with multiple effects in an apparatus with falling film without mechanical agitation, but the evaporation surface has been treated so that nucleate boiling is obtained. This treatment consists in a mechanical treatment of the surface, so that the core formation is guaranteed.
Diese Behandlung muß zu einer relativ unebenen Oberfläche mit Kratern führen, deren mittlere Größe nicht unter 50 jam und nicht über 2 mm beträgt, vorzugsweise 10O7AIm bis 500/um. Dies kann z.B. bewirkt werden, in--dem man feine Teilchen eines relativ harten Materials auf die mit Kernen zu versehende Oberfläche wirft, z.B. mit einem Luftstrom, der mit großer Geschwindigkeit Sand- oder Siliciumcarbid-Teilchen mitschleppt. Die auf diese- Weise geschaffenen Hohlräume haben üblicher Weise eine Tiefe von 2o bis 60 % ihres mittleren Durchmessers.This treatment must lead to a relatively uneven surface with craters, the mean size of which is not less than 50 μm and not more than 2 mm, preferably 10O 7 AIm to 500 μm. This can be achieved, for example, by throwing fine particles of a relatively hard material onto the surface to be provided with cores, for example with a stream of air which entrains sand or silicon carbide particles at high speed. The cavities created in this way usually have a depth of 20 to 60 % of their mean diameter.
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Unter diesen Bedingungen mißt man Gesamtkoeffizienten der Wärmeübertragung, die so hoch wie 2000 bis 3000 Watt/(m .0C) sind, und das bei Temperaturdifferenzen zwischen den auf beiden Seiten der Wand zirkulierenden Flüssigkeiten von 2 bis 30° C, vorzugsweise 5 bis 100C. Es ist daher möglich, daß diese Isolierungsmethoden, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, durchgeführt werden können. Die wesentlichenSchemata sind zwei Typen, aber man kann selbstverständlich auch mit Kombinationen dieser zwei Typen arbeiten und zahlreiche Varianten durchführen.Under these conditions, total coefficients of heat transfer are measured which are as high as 2000 to 3000 watts / (m. 0 C), and that with temperature differences between the liquids circulating on both sides of the wall of 2 to 30 ° C, preferably 5 to 10 0 C. It is therefore possible that these isolation methods, which are the subject of the present invention, can be carried out. The main schemes are two types, but you can of course also work with combinations of these two types and carry out numerous variants.
Modell-Schema/Model scheme /
Beim ersten führt man das Gemisch, das aus einem leichten Lösungsmittel und einem schweren Produkt besteht, oben in den ersten Austauscher-Verdämpfer E,. (Figur 1) in fallendem Film ein. Die Mischung fällt entlang der Wand dieses Austauschers (der die Form einer Platte, eines Rohrs oder irgendeine andere geeignete geometriesche Form haben kann, wie z.B. ein in einem Kalander angeordnetes Röhrenbündel), wo es die Wärme einer wärmetragenden Flüssigkeit aufnimmt, die von der anderen Seite dieser Wand zirkuliert. Meist ist diese wärmetragende Flüssig-The first is the mixture that consists of a light solvent and a heavy product consists, at the top of the first exchanger-evaporator E ,. (Figure 1) in falling film. the Mixture falls along the wall of this exchanger (which is the shape of a plate, pipe, or any can have other suitable geometrical shape, such as a tube bundle arranged in a calender), where it picks up the heat of a heat transfer fluid coming from the other side of that wall circulates. Usually this heat-carrying liquid
«ßnder
keit ein kondensier-* Dampf.«Different
condensation * steam.
Die wärmetragende Flüssigkeit hat eine Temperatur von 2 bis 30° C (vorzugsweise 5 bis 100C) oberhalb der Siedetemperatur des zu verdampfenden Gemischs bei dem im Verdampfer herrschenden Druck. Die auf der Verdampfungsseite herabfallende Mischung hatThe heat-transferring liquid has a temperature of 2 to 30.degree. C. (preferably 5 to 10.degree. C.) above the boiling point of the mixture to be evaporated at the pressure prevailing in the evaporator. The mixture falling on the evaporation side has
Moaell-^Schema
in diesemS /ien stärksten Druck P^ der Vorrichtung.
Beim Kern-Sieden wird dieses Gemisch also Dampf mit dem Druck P^, liefern, und dies mit Hilfe einer
mäßigen Temperaturdifferenz zum flüssigen Wärmeträger«Moaell- ^ scheme
this is the greatest pressure P ^ of the device. With nuclear boiling this mixture will deliver steam with the pressure P ^, and this with the help of a moderate temperature difference to the liquid heat carrier «
Dieses flüssige Gemisch wird vom Verdampfer E^ unten entnommen und dann über ein Regulierventil V.* entspannt, so daß die Flüssigkeit eine Siedetemperatur von 2 bis 3O°C (vorzugsweise 5 bis 100C) weniger als die Temperatur erreicht, die im Austauscher Ex, herrscht. Auf diese Weise kann man den in Ey, gewonnenen Dampf als wärmetragende Flüssigkeit in einem Verdarnpfer-Austauscher mit fallendem Film E~ des gleichen Typs wie E,, verwenden. In diesem zweiten Verdampfungsaustauscher erfolgt die Isolierung des leichten Lösungsmittels bei einem Druck Po und einer Temperatur To» die geringer sind als die in E^,. Dieses Verfahren kann mehrmals reproduziert werden, vorausgesetzt daß die Druck- und Temperatur-Niveaus mit einer sparsamen Ausnutzung der Vorrichtung vereinbar sind. Die Zahl der durchführbaren Stufen kann also nach einer wirtschaftlichen Optimierung definiert werden. Es sei bemerkt, daß dieses Schema keinen mechanischen Apparat benötigt, um die zu verdampfende Flüssigkeit und den gewonnenen Dampf von einer Stufe zur folgenden zu leiten: Der Anfangsdruck liefert die erforderliche Bewegungskraft. Dieses Schema ist besonders sparsam hinsichtlich der Erwärmungsenergie und wird daher bevorzugt.This liquid mixture is removed from the evaporator E ^ below and then expanded via a regulating valve V. *, so that the liquid reaches a boiling temperature of 2 to 30 ° C (preferably 5 to 10 0 C) less than the temperature in the exchanger E. x , prevails. In this way, the vapor obtained in Ey, can be used as a heat-transferring liquid in an evaporator-exchanger with a falling film E ~ of the same type as E i. In this second evaporation exchanger, the light solvent is isolated at a pressure Po and a temperature To which are lower than those in E ^,. This process can be reproduced several times, provided that the pressure and temperature levels are compatible with economical use of the device. The number of feasible stages can therefore be defined after an economic optimization. It should be noted that this scheme does not require any mechanical apparatus to move the liquid to be evaporated and the vapor recovered from one stage to the next: the initial pressure provides the necessary motive force. This scheme is particularly economical in terms of heating energy and is therefore preferred.
Modell-Schema
Beim zweiten ''wird die Mischung, aus der
das Lösungsmittel durch Verdampfung gewonnen werden soll, in den ersten Verdampfer E^, mit dem niedrigsten
Druckniveau der Vorrichtung eingeleitet (Figur 2). Diesem Druck P^ entspricht wie im vorherigen Schema
eine Siedetemperatur T^, die sich 2 bis 30° C (vorzugsweise
5 bis 10°) unterhalb der Temperatur Tp
befindet, bei der der Lösungsmitteldampf in der vorhergehenden Stufe Ep gebildet wurde, bei einem
Druck P2 oberhalb P^. Dieses Mal wird die Flüssigkeit,
die partiell von ihrem Lösungsmittel befreitModel scheme
In the second '' the mixture from which the solvent is to be obtained by evaporation is introduced into the first evaporator E ^, with the lowest pressure level of the device (Figure 2). As in the previous scheme, this pressure P ^ corresponds to a boiling temperature T ^ which is 2 to 30 ° C (preferably 5 to 10 °) below the temperature Tp at which the solvent vapor was formed in the previous stage Ep, at a pressure P 2 above P ^. This time the liquid is partially freed of its solvent
ist, von oben mit Hilfe einer Pumpe in den Austauscher-Verdampfer Ep geleitet; der Druckunterschied zwischen Έ^ (P^) und E2 (Po) wird so gewählt, daß die Temperatur in E2 2 bis 30 C (vorzugsweise 5 "bis 10°C) oberhalb der in E^ liegt, so daß der in Eo gewonnene Dampf als wärmetragende Flüssigkeit dienen kann, die in E,, aufheizt. Dieses Verfahren wird wie im vorherigen Schema wiederholt, bis man eine maximale Temperatur im Austauscher-Verdampfer E (E, im Falle der Figur 2) erreicht wird, wo die Wärmezufuhr zum System mit Hilfe der wärmetragenden Flüssigkeit (meist Wasserdampf) erfolgt. Wie im vorherigen Fall erhalt man die Anzahl der Stufen und der Anfangs- und End-Niveaus von Temperatur und Druck vorzugsweise durch eine wirtschaftliche Optimierung.is fed from above with the aid of a pump into the exchanger evaporator Ep; the pressure difference between Έ ^ (P ^) and E 2 (Po) is chosen so that the temperature in E 2 is 2 to 30 C (preferably 5 "to 10 ° C) above that in E ^, so that that in Eo The vapor obtained can serve as a heat-transferring liquid that heats up in E. This process is repeated as in the previous scheme until a maximum temperature is reached in the exchanger evaporator E (E, in the case of FIG. 2), where the heat is supplied to the As in the previous case, the number of stages and the initial and final levels of temperature and pressure are preferably obtained through economic optimization.
Bei diesen beiden Schemata v/erden die kondensierten Dämpfe gesammelt und erneut zum gleichen Lösungsmittellager geleitet, so daß sie,falls erforderlich wieder verwendet werden können. Die letzten Spuren Lösungsmittel können vom schweren Produkt in einer angegliederten Vorrichtung entfernt werden. Der Dampf, welcher in Schema 1 die Stufe η verläßt, (Stufe 1 im Schema 2)^ kann selbstverständlich in einem Austauscher kondensiert werden, bevor man ihn in das Lager leitet.These two schemes v / the condensed vapors ground collected and again passed the same solvent storage so that they can be used if needed again. The last traces of solvent can be removed from the heavy product in an attached device. The steam which leaves stage η in scheme 1 (stage 1 in scheme 2) ^ can of course be condensed in an exchanger before it is passed into the store.
Die beiden hier gezeigten wesentlichen Schemata werden in zwei Beispiel erläutert, welche eine Isolierung von Pentan aus einem Gemisch Pentan/ Schweröl aus einer Entasphaltierungsvorrichtung betreffen.The two main schemes shown here are explained in two examples, which one Isolation of pentane from a pentane / heavy oil mixture from a deasphalting device affect.
Beispiel 1 (Figur 1) Example 1 (Figure 1)
Man führt in eine Vorrichtung mit fallendem Film eine Mischung aus Pentan und einementasphaltierten Vakuum- Gasöl in einer Gesamtmenge von 2500 kg/ Stunde ein. Die Zusammensetzung ist 4· kg Pentan pro kg Gasöl. Diese Vorrichtung besteht aus drei Röhren (P^, Pp, Ρα)» die jeweils 5 cm Durchmesser und 6 m Länge haben. Diese Röhren wurden einer Sandstrahlblasung unterworfen, so daß ihre Oberfläche eine Folge von Kratern darstellt, deren mittlerer Durchmesser 0,2 bis 0,5 mm beträgt. Durch einen geeigneten Verteiler, der sich am oberen Ende jedes Rohrs befindet, werden die Flüssigkeitsmengen beinahe gleichmäßig auf der Innenfläche der Röhren verteilt.A mixture of pentane and cement asphalt is introduced into a device with a falling film Vacuum gas oil in a total amount of 2500 kg / hour. The composition is 4 kg pentane per kg of gas oil. This device consists of three tubes (P ^, Pp, Ρα) »each 5 cm in diameter and 6 m Have length. These tubes were sandblasted so that their surface became a Represents a sequence of craters, the mean diameter of which is 0.2 to 0.5 mm. Through a suitable Manifold, located at the top of each tube, will nearly fill the liquid evenly distributed on the inner surface of the tubes.
Die Einfuhr erfolgt über die Leitung 1 und man nimmt die Flüssigkeit in diesem Bereich bei 30 Atmos-The import takes place via line 1 and the liquid is taken in this area at 30 atmospheres
o a5*r
phären und 190 C-rlm Austauscher E^ erfolgt die Ver-edampfung
von 400 kg/Stunde Pentan. Die erforderliche
Wärme wird durch Wasserdampf geliefert, der in den Kalander des Äustauschers E,- über die Leitung 10
eingeführt wird. Dieser Wasserdampf hat eine Temperatur von etwa 195°C· 35 kg/Stunde Wasserdampf
werden in diesem Kalander kondensiert und über die Leitung 11 entfernt. Das Effluent des Austauschers
Ε,, besteht aus einer Menge von 2100 kg/Stunde der
flüssigen Kischung und 4-00 kg/Stunde Pentandampf,,
welche leicht am unteren Ende des Austauschers getrennt werden. Die über die Leitung 3 entfernte
Flüssigkeit wird über das Ventil V bis auf 2,5 entspannt. Hierdurch erhält man eine partielle Verdampfung
des Pentans und eine Temperatursenkung
bis auf 180°0· Diese Mischung wird in einen Verdampfer E2 eingegeben, der gleich dem Verdampfer E^ aufgebaut
ist. Der Pentandampf, welcher den Verdampfer E,.o a 5 * r
spheres and 190 C-rlm exchanger E ^ the evaporation of 400 kg / hour pentane takes place. The required heat is supplied by water vapor, which is introduced into the calender of the exchanger E, - via line 10. This water vapor has a temperature of about 195 ° C. * 35 kg / hour. Water vapor is condensed in this calender and removed via line 11. The effluent of the exchanger Ε ,, consists of an amount of 2100 kg / hour of the liquid mixture and 4-00 kg / hour of pentane vapor ,, which are easily separated at the lower end of the exchanger. The liquid removed via line 3 is depressurized to 2.5 via valve V. This results in partial evaporation of the pentane and a temperature reduction to 180 ° 0. This mixture is fed into an evaporator E 2 , which is constructed in the same way as evaporator E ^ . The pentane vapor, which the evaporator E ,.
über die Leitung 2 verlaßt, wird ohne Entspannung in den Kalander des Verdampfers Ep eingeleitet, wo er wegen der tieferen Temperatur kondensiert. Dieser kondensierte Dampf wird über die Leitung 8 entfernt.Leaving via line 2, it is introduced into the calender of the evaporator Ep without expansion, where it condenses because of the lower temperature. This condensed steam is removed via line 8.
V/egen der Entspannung und dem Wärmeübergang aus dem in dem Kalander der Vorrichtung E2 kondensierten Pentandampf erhält man eine Verdampfung von 725 kg/ Stunde Pentan, welche unten im Austauscher Ep von 1375 kg/Stunde nicht-verdampfter Flüssigkeit abgetrennt werden. Die flüssige Mischung wird über die Leitung 6 abgezogen und - wie am Ausgang des Verdampfers E^ - im Ventil V2 bis auf 1,75 KPa. entspannt, wodurch man eine neue Verdampfung mit einer Temperatursenkung bis auf 1700C erhält. Die 725 kg/ Stunde Pentan-Dampf werden ohne Entspannung über die Leitung 7 in. ^e*1 Kalander des Verdampfers E^ eingeleitet und über die Leitung 5 abgezogen. Erneut führt man die Kondensation des Pentandampfes in Folge einer Temperaturdifferenz von 100C durch. Dieser Apparat E5, ist identisch wie die zwei vorherigen E^ und Ep. In der Vorrichtung E^ wird unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben eine neue Verdampfung von 815 kg/Stunde Pentan durchgeführt, welche über die Leitung 4 abgezogen werden.Due to the relaxation and the heat transfer from the pentane vapor condensed in the calender of the device E 2 , an evaporation of 725 kg / hour pentane is obtained, which is separated from 1375 kg / hour of non-evaporated liquid at the bottom in the exchanger Ep. The liquid mixture is drawn off via line 6 and - as at the outlet of evaporator E ^ - in valve V 2 up to 1.75 KPa. relaxed, whereby a new evaporation with a temperature decrease to 170 0 C is obtained. The 725 kg / hour of pentane vapor are introduced without expansion via line 7 into. ^ E * 1 calender of evaporator E ^ and withdrawn via line 5. Again leads to the condensation of the vapor Penta resulted in a temperature difference of 10 0 C. This apparatus E 5 is identical to the two previous E ^ and Ep. In the apparatus E ^ a new evaporation of 815 kg / hour of pentane is carried out under the same conditions as described above, which are withdrawn via line 4.
Die Flüssigkeit, welche aus 5oo kg/Stunde Öl und 60 kg/Stunde Pentan besteht, wird über die Leitung zu einem Bereich der Endbehandlung abgezogen, wo man die Verdampfung der letzten Spuren Pentan durchführt, z.B. durch Abziehen mit Wasserdampf. Der Dampf-The liquid, which consists of 5oo kg / hour of oil and 60 kg / hour of pentane is drawn off via the line to an area of the final treatment, where one evaporation of the last traces of pentane, e.g. by removing it with steam. The steam
I1U.I1/I1U.I1 /
verbrauch betrug^55 kg/Stunde. Bei einer klassischen Vorrichtung hätte der Dampfverbrauch nahe I50 kg/Stunde gelegen.consumption was ^ 55 kg / hour. With a classic Apparatus, the steam consumption would have been close to 150 kg / hour located.
Beispiel 2 (Figur 2) Example 2 (Figure 2)
Ein Gemisch aus Pentan und entasphaltiertem Vakuum-Gasöl wird in einen Apparat mit fallendem Film in einer Gesamtmenge von 25oo kg/Stunde eingeführt» Die Zusammensetzung beträgt 4- kg Pentan pro 1 kg Gasöl·. Dieser Apparat besteht aus drei Röhren von jeweils 5 cm Durchmesser und 6 m Länge. Diese Röhren wurden durch Sandstrahl so behandelt, daß ihre Oberfläche eine Folge von Kratern darstellt, deren mittlerer Durchmesser 0,2 bis 0,5 ™ beträgt.A mixture of pentane and deasphalted vacuum gas oil is introduced into an apparatus with falling film in a total amount of 2500 kg / hour Composition is 4 kg of pentane per 1 kg of gas oil. This apparatus consists of three tubes, each 5 cm in diameter and 6 m in length. These tubes were Treated by sandblasting so that its surface is a series of craters, the middle one Diameter is 0.2 to 0.5 ™.
Durch einen geeigneten Verteiler werden die Flüssigkeitsmengen beinahe gleichförmig auf den Innenwänden der drei Röhren verteilt. Die Einführung erfolgt über die Leitung 21 bei einer Temperatur von I50 C und einem Druck von 1,9 HPa. Durch Einführung von 550 kg/ Stunde Pentandampf mit 1600C in den Kalander des Austauschers E^ bewirkt man die Verdampfung von 200 kg/Stunde Pentan und die Erwärmung des Gesamtgemischs Gas + Flüssigkeit auf 160°C. Dieser Pentandampf wird in den Kalander der Vorrichtung E- über die Leitung 25 eingeleitet; er stammt aus einer Verdampfung im Verdampfer E~, über die später gesprochen werden soll. Dieser kondensierte Pentandampf im Kalander der Vorrichtung E^ wird über die Leitung 24- abgezogen.By means of a suitable distributor, the quantities of liquid are distributed almost uniformly on the inner walls of the three tubes. It is introduced via line 21 at a temperature of 150 ° C. and a pressure of 1.9 HPa. Caused by introduction of 550 kg / hour Penta steam at 160 0 C in the calender of the exchanger e ^ to the evaporation of 200 kg / hour of pentane and the heating of the total mixture gas + liquid to 160 ° C. This pentane vapor is introduced into the calender of the device E via line 25; it comes from an evaporation in the evaporator E ~, which will be discussed later. This condensed pentane vapor in the calender of the device E ^ is drawn off via line 24-.
Der Pentandampf (2oo kg/Stunde), der im Austauscher E^ entstanden ist, wird von der flüssigen Phase abgetrennt und zur Kondensation oder zum direktenThe pentane vapor (200 kg / hour), which has arisen in exchanger E ^, is released from the liquid phase separated and for condensation or direct
anderen Berexch other area
Kreislauf zu einem ^3.er Vorrichtung über die Leitung ?? abßozogen. Die 2J00 kg/Stunde der flüssigen Hischung werden dann über die Leitung 23 erneut in den Apparat mit fallendem Film Ep geleitet, der dem vorherigen gleicht. Die Vorrichtung E2 wird beiCircuit to a ^ 3.er device via the line ?? withdrawn. The 2J00 kg / hour of the liquid mixture are then fed again via line 23 into the apparatus with falling film Ep, which is the same as the previous one. The device E 2 is at
2,2 MPa und 170°C betrieben, so daß eine Pumpe Fy, nötig ist, um die Flüssigkeit vom Druck von E1 (1»9 ViPs.) auf den Druck von E2 (2,2 MPa) zu bringen. Die Flüssigkeit wird dann erhitzt und in der Vorrichtung Ep partiell verdampft, undzwar mit Hilfe von 12oo kg/Stunde Pentandampf, der im Austauscher E, entstanden ist, der weiter unten erläutert wird. Das kondensierte Pentan wird über die Leitung 27 abgezogen. Diese Verdampfung liefert 55o kg/Stunde Pentandampf, der nach Abtrennung im Unterteil der Vorrichtung Ep über die Leitung 25 zum Kalander der Vorrichtung E^ geleitet wird. Das flüssige Gemisch im unteren Teil des Austauschers Ep wird über die Leitung 26 und die Pumpe P2 bis zum Einführungsdruck im Verdampfer E, abgezogen.2.2 MPa and 170 ° C., so that a pump Fy, is necessary to bring the liquid from the pressure of E 1 (1 »9 ViPs.) To the pressure of E 2 (2.2 MPa). The liquid is then heated and partially evaporated in the device Ep, with the aid of 1200 kg / hour of pentane vapor, which is formed in the exchanger E, which is explained below. The condensed pentane is drawn off via line 27. This evaporation yields 55o kg / hour of pentane vapor which, after being separated off in the lower part of the device Ep, is passed via line 25 to the calender of the device E ^. The liquid mixture in the lower part of the exchanger Ep is withdrawn via the line 26 and the pump P 2 up to the introduction pressure in the evaporator E.
Die über die Pumpe P2 laufende Menge beträgt 175° kg/ Stunde. Der Verdampfer E^ ist identisch mit den Vorrichtungen E^ und E2. Er wird bei einem Druck von 2,4 MPa und einer [Temperatur von 1800C betrieben.The amount flowing through the pump P 2 is 175 ° kg / hour. The evaporator E ^ is identical to the devices E ^ and E 2 . It is operated at a pressure of 2.4 MPa and a [temperature of 180 0 C.
Die 175o kg/Stunde Flüssigkeit, Vielehe am oberen Ende dieses Austauschers ankommen, werden durch Austausch mit 120 kg/Stunde Wasserdampf erhitzt und verdampft, v/elcher über die Leitung 30 in den Kalander der Apparatur E, geleitet wird. Hierdurch werden 12oo kg/Stunde Pentan verdampft, welche über die Leitung 28 in den Kalander der Apparatur E2 geleitet werden. Über die Leitung 29 entfernt man das nicht-verdampfte flüssige Gemisch, das aus 50 kg/ Stunde Pentan und 5oo kg/<jasöl besteht, während man über die Leitung 28 das kondensierte Pentan abzieht. Diese Mischung kann einer Endbehandlung unterworfen werden, um Pentan-Spuren zu isolieren, z.B. durch Abziehen mit Wasserdampf. Der Dampfverbrauch beträgt 12o kg/Stunde. Bei einer klassischen Vorrichtung hätte man 32o bis 3^0 kg/Stunde Wasserdampf benötigt. Der kondensierte Wasserdampf wird über die Leitung 31 abgezogen. - Zur Erläuterung: Effluent = das AvεströmendeThe 175o kg / hour of liquid arriving at the upper end of this exchanger are heated and evaporated by exchanging with 120 kg / hour of steam, which is passed via line 30 into the calender of apparatus E. As a result, 1200 kg / hour of pentane are evaporated, which are passed via line 28 into the calender of the apparatus E 2 . The non-evaporated liquid mixture, which consists of 50 kg / hour of pentane and 500 kg / <jas oil, is removed via line 29, while the condensed pentane is drawn off via line 28. This mixture can be subjected to a final treatment in order to isolate traces of pentane, for example by stripping with steam. The steam consumption is 120 kg / hour. A classic device would have required 32o to 3 ^ 0 kg / hour of steam. The condensed water vapor is drawn off via line 31. - For explanation: Effluent = the Avεströmende
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Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,2. The method according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. The method according to claim 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. The method according to claim 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. The method according to claim 1,
characterized,
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