DE358519C - Kuehler fuer Destillationszwecke - Google Patents

Description

• Kühler für Destillationszwecke.
• Zusatz zum Patent 35in36.
• Bei der Verwendung des den Gegenstand des Patentes 35II36 (Anspruch 2) bildenden Kühlers für Destillationszwecke kommt es vor, daß in den oberen Teilen der Abflußrohre bt, b2, b3 usw. eine unerwünschte Kondensation und Abkühlung eintritt, die so weit geben kann, daß sich in diesem Teil der Rohre feste Stoffe absetzen, die zu Verstopfungen führen.
• Ferner ist es in der Praxis bei der Verwendung des Kühlers häufig erwünscht, an gewissen Stellen des Kühlvorganges eine schärfere Abkühlung herbeizuführen, als dies durch die Luftkühlung bewirkt wird. In der Beschreibung des Hauptpatentes ist bereits darauf hingewiesen, daß die Kühlung nicht ausschließlich durch Luft zu geschehen braucht, sondern daß durch Wasser oder in anderer Weise eine lebhaftere Kühlung ; an einzelnen Stellen des Kühlers vorgenommen werden kann. Bei den schrägliegenden Rohren ergeben sich in diesem Fall technische Unbequemlichkeiten, die ebenfalls durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden. Nach dieser werden die einzelnen Rohrabschnitte des schräg aufwärts führenden Kühlrohres a der Abb. I des Hauptpatentes nicht wie in Abb. 2 dort angegeben, abwechselnd hin und her schräg aufwärts geführt, sondern jeder Abschnitt des Kühlrohres a von einem Fallrohr zum andern wird, wie Abb; I zeigt, senkrecht aufgerichtet. Die Dämpfe würden also in dem ersten Rohrabschnittat senkrecht in die Höhe steigen und sich hierbei abkühlen.
• Um zu dem Fußende des senkrecht stehenden Rohrabschnittes s zu gelangen, müßten die Dämpfe dann durch ein abwärts führendes Rohr e hingeleitet werden.
• In diesem Rohr würde aber eine unerwünschte Abkühlung stattfinden und bei manchen Destillaten eine Verstopfung eintreten, Um das zu vermeiden, werden die abwärts führenden Rohre in das Innere der senkrecht stehenden Kühlrohre gelegt und erst am unteren Ende aus letzteren heraus und in das nächstfolgende Kühlrohr a2 eingeführt. Die senkrecht stehenden Rohre d, a2, a.' usw. sind oben verschlossen und hier mit einem Thermometer versehen. In diesen Rohren steigen die zu kondensierenden Dämpfe in die Höhe, kiihlen sich ab und gelangen dann durch das innert Rohr wieder nach unten, während die Kondensate senkrecht nach unten tropfen und durch die Fallrohre bt, b2 usw. hinab bis in die Auslauftöpfe fließen. Es kann in den senkrecht angeordneten Kühlrohren a1, a2, a3 usw. eine Verstopfung nicht eintreten, weil die kondensierten Flüssigkeiten beim Hinabtröpfeln nicht an kältere, sondern an wärmere Stellen gelangen. Auch in den Verbindungsrohren e, welche die Dämpfe weiter zu dem nächsten Kühlrohr leiten, kann eine Verstopfung nicht eintreten, weil in Idiesen Rohr stücken eine Kondensation überhaupt nicht stattfindet; denn beim Hinabströmen in diesen kommen die Dämpfe ebenfalls nicht in kältere, sondern in wärmere Regionen, denn am Fußende eines jeden Rohres herrscht naturgemäß stets die höchste Temperatur.
• Diese Anordnung der senkrecht gestellten Kühlrohre bietet außerdem den Vorteil, daß an den Stellen der Kühlanlage, wo eine stärkere Kühlung gewünscht wird', eine solche ohne jede technischen Schwierigkeiten leicht dadurch zu erreichen ist, daß eins oder mehrere der senkrecht stehenden Kühlrohre a mit einem ringförmigen Kühlwasserbehälter d versehen werden, welcher, je nachdem ob mehr oder weniger kräftig gekühlt werden soll, mehr oder weniger tief am Rohr hinabreichen und auch mehr oder weniger mit Kühlwasser gefüllt werden kann. Ist es dagegen wünschenswert, an bestimmter Stelle die Kühlung zu mildern, so kann man dies ebenfalls leicht dadurch erreichen, daß man über die betreffenden senkrecht stehenden Rohre einen Isoliermantelf streift, auch diesen kann man nach Belieben mehr oder weinger weit am Rohr hinaufreichen lassen.
• Aus vorstehendem und d dem Gegenstand des Anspruches I des Hauptpatentes ergibt sich ein weiterer Teil der vorliegenden Erfindung.
• Bei der fraktionierten Destillation bedient man sich zur Gewinnung reiner Destillate, die bezüglich ihres Verdampflungspunktes oder ihrer Kondensationstemperatur scharf abgegrenzt sind, der bekannten Kolonnenapparate.
• Die aus einer solchen Kolonne abziehenden von den nicht gewünschten schweren Bestandteilen befreiten Dämpfe pflegt man dann nacheinander durch zwei Kühler streichen zu batterie ist nicht an einen chargenweisen Betrieb gebunden, sondern eine solche Kolonnenbatterie eignet sich besonders für einen kontinuierlichen Betrieb. Es können also die Stoffe, welche destill. ert werden sollen, durch den Destil'lationskessel oder die Destillationsblase oder Retorte hindurchfließen oder in gleichmäßigem Gang hindurchtransportiert werden und hierbei sofort der Höchsttemperatur ausgesetzt werden, bei welcher alle die flüchtigen Stoffe, welche man gewinnen 1 will, gleichzeitig ausgetrieben werden. Läßt man dann dieses ganze Dampf- und Gasgemisch durch die Kolonnenbatterie in ständigem Strom hindurchstreichen, so laufen automatisch aus den Auffangtöpfen die verschiedenen Fraktionen ab, und man hat es durch einfaches Einregulieren der Kopftemperatur der einzelnen Kolonnen in der Hand, jede gewünschte Fraktion auszuscheiden.
• Eine weitere VervoLlkommnung von Kühlanlagen für Destillationszwecke wird dadurch errecht, daß man die Gase undloder Dämpfe, welche gekühlt werden sollen, nacheinander erst durch Kühlrohre, welche 4uft- oder wassergekühlt sein können, streichen läßt und dann von dem Punkt der Kühlrohre ab, an dem die gewünschte Temperatur herrscht, ciurch eine oder mehrere Kolonnen und nach dem Austritt aus dieser oder der letzten Kolonne wieder durch luft- oder wassergekühlte Kühler weiterstreichen läßt.
• Eine beispielsweise Anordnung dieser Meihode würde sich also durch eine tKombination eines Kühlers nach Abb. 1 mit einer oder mehreren Kolonnen nach Abb. 2 in folgender Weise (Abb. 3) ergeben: Es wird z. B. ein Kühler nach Abb. I neben einer Kolonnenbatterie nach Abb. 2 aufgestellt. Zunächst läßt man die Dämpfe einige Kühlrohre, vielleicht at, a2, a3 durchstreichen, dann werden sie durch die Kolonnen kt und k2 geschickt, um nach ihrem Austritt aus k2 die Kühlrohre a4, a usw. weiter zu passieren. In den Kolonnen erhält man dann scharf abgegrenzte Fra*tionen; man hat nur darauf zu achten, daß die Ableitung der Dämpfe aus dem Kühler in die Kolonne an der Stelle vorgenormen wird, wo die richtige Temperatur herrscht, Selbstverständlich kann man an mehreren Stellen des Kühlvorganges die Gase undjoder Däinpfe zum Passieren von Kolonnen ableiten. Durch Anordnung geeigneter Rohrwerbindung mit Hähnen hat man es in der Hand, diese Ableitung jederzeit während des Betriebes vorzunehmen und zu unterbrechen.
• Durch eine solche Anordnung und Kombination von Kolonnen mit einer Kühleinrichiung ist es möglich, aus Destillationsgasen und/ oder Dämpfen in einem Kühlvorgang beliebig reine Fraktionen zu gewinnen, ohne daß es erforderlich ist, eine nochmalige Destillation der Destillate zwecks schärferer Trennung vorzunehmen. Die Einrichtung kann natürlich so getroffen werden, Idaß die Zwischenschaltung der Kolonnen während des Betriebes an beliebiger Stelle möglich ist.
• ID. \TENT-AWSPRÜCIIE : I. Kühler für Destillationszwecke in Abänderung des Hauptpatentes 35II36, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (al, a2, a3 usw.) l aufrecht stehend, oben geschlossen und unten mit einem Fallrohr (bl, b2, b3 usw.) versehen sind, und daß die Dämpfe aus dem einen Kühlrohr in das folgende durch Verbindungsrohre (el, e2, e3 usw.) gelangen, die von dem Kopfende eines Kühlrohres zu dem Fuß ende des folgenden Kühlrohre führen.

Claims (1)

1. 2. Kühler für Destillationszwecke nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsrohre (el, e2, e3 nsw.) im Innern der Kühlrohre (a1, a2, a3 usw.) angeordnet sind.

   3. Kühler für Destillationszwecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (a1, a2, a3 usw.) außen mit Einrichtungen zur Unterstützung der Kühlung (Kühlwasserbehälter d) oder zur Verminderung der Kühlung (Isoliermantel f) versehen sind.

   4. Kühler für Destillationszwecke als Kolonnenapparat, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kolonnen hintereinander angeordnet sind und die Weiterleitung der Dämpfe aus dem Kopfende der Kolonnen (k) nach dem Fußende der folgenden Kolonne durch ein in deren Inneren herabführendes Rohr (g) bewirkt wird.

   5. Kühler für Destillationszwecke als Kolonnenapparate, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolonnenapparate mit abwärts geführten Fallrohren nur Ableitung der Destillate versehen sind, die in offene Auffangtöpfe eintauchen.

   6. Kühler für Destillationszwecke, dadurch gekennzenichnet, daß Luft- oder Flüssigkeitskühler mit Kolonnenapparaten so hintereinander geschaltet sind, daß die zu kühlenden Gase oder Dämpfe abwechselnd die Kühler und die Kolonnenapparate durchstreichen. lassen. Der erste dieser beiden Kühler (D ephlegmator) wird neuerdings wohl meistens auf die Kolonne selbst gesetzt und bildet gewissermaßen ihren Kopf. Die Temperatur in diesem Kühler wird genau einreguliert, was durch verschiedene bekannte Mittel geschehen kann. In dem zweiten Kühler erhält man dann das gewünschte Destillat. Mit einem solchen Koilonnenapparat gewinnt man durchaus rein nur die jeweils leichtesten kondensierbaren. Stoffe des Blaseninhaltes. Erst wenn von diesen nichts mehr übergeht, und wenn man dann die Temperatur des ersten Kühlers entsprechend hinaufsetzt, erhält man ein neues, schwerer flüchtiges Destillat usw.

   Erfindungsgemäß soll nun bezweckt werden, aus den bei der Destillation sich entwickelnden Dämpfen nicht nacheinander, sondern gleichzeitig beliebig viele reine Fraktionen in beliebig scharfer Abgrenzung zu gewinnen.

   Dies wird dadurch erreicht, daß die Kühlung von Dämpfen, welche aus vielen Stoffen verschiedener Flüchtigkeit bestehen, so vorgenommen wird, daß man sie nacheinander durch beliebig viele Kolonnenapparate streichen läßt.

   Die Temperatur in jeder dieser Kolonnen kann man beliebig einregulieren, dadurch, daß man den Kopf der Kolonne in bekannter Weise entsprechend geringer oder stärker kühlt.

   Die sich am Boden jeder Kolonne ansammelnden Destillate werden gesondert aufgefangen und sind, wenn die Temperaturen in den Köpfen der Kolonnen richtig einreguliert sind, scharf abgegrenzte Fraktionen.

   Die Dämpfe müssen aber natürlich durch ein Rohr von dem Kopfende einer Kolonne zu dem Fußende der folgenden Kolonne weitergeleitet werden, um in dieser wieder hochsteigen zu können. Dieses absteigende Verbindungsrohr zwischen den Kolonnen bringt Unzuträglichk eiten mit sich, weil in diesem Rohr stets eine Abkühlung und infolgedessen eine Kondensation von Dämpfen stattfindet. Hierdurch wird der Gang der Fraktionierung der Dämpfe gestört und unter Umständen wird es hierdurch unmöglich gemacht, den Zweck der ganzen Anordnung überhaupt zu erreichen. Der gleiche Ubelstand zeigt sich aber auch in folgendem Fall: Kolonnenapparate werden jetzt bis zu 14 m Höhe gebaut, ja, sie sind sogar in 20 m Höhe in Aussicht genommen, denn je höher eine Kolonne ist, desto schärfer trennt sie die Destiflate. Eine derartig hohe Kolonne bringt aber technische Unbequemlichkeiten mit sich.

   Es liegt also der Wunsch und Gedanke nahe, dasselbe Resultat dadurch zu erreichen, daß man die Dämpfe nacheinander durch mehrere niedrigere Kolonnen streichen läßt. Dieser Ausführung steht aber wieder entgegen, daß in dem Arerbindungsrohr, welches die Dämpfe vom Kopf einer Kolonne zum Fuß der folgen-Wn Kolonne zu führen hat, eine Abkühlung und Kondensation der Dämpfe stattfindet, wodurch der ganze Vorgang in den Kolonnen so beeinflußt wird, däß die Wirkung mehrerer so hintereinandergeschalteter Kolonnen eine ganz andere wird als die einer einzigen hohen Kolonne.

   Um m in beiden Fällen die Abkühlung der Dämpfe zu vermeiden, wird das absteigende Rohr, wie aus der noch mehr verkleinert largestellten Abb. 2 ersichtich ist, nicht außerlaali) der Kolonnen vom Kopfende der einen zum Fuß ende der anderen geführt, sondern das Rohr g, welches die Dämpfe aus dem Kopf der ersten Kolonnen zum Fuß der zweiten Kolonne führen soll, wird innerhalb der Kolonne hinabgeffihrt. Hierdurch wird eine . NlAühlung der Dämpfe vollkommen veI-mieden. Im Gegenteil, die Dämpfe werden eher im unteren wärmere Teil der ersten Kolonne sogar wieder etwas angewärmt.

   Es ist daher möglich, die Temperatur mehrerer aufeinanderfolgender Kolonnen nur ganz wenig voneinander verschieden zu machen und dadurch schon in einem Destillationsvorgang ganz scharf abgegrenzte, von schwereren und leichteren Bestandteilen freie Destillate zu erhalten.

   Wenn es sich darum handelt, hohe Kolonnen in niedrigere nebeneinandergestellte zu zerlegen, wird durch diese Anordnung ermöglicht, daß der Vorgang der Kondensation in der nachfolgenden Kolonne sich genau da fortsetzt, wo er in der vorhergehendlen Kolonne aufgehört hat.

   Erforderlich bei einer solchen Anordnung ist es natürlich, daß man die Flüssigkeit, welche sich am Boden einer nachfolgen den Kolonne ansammelt stets wieder auf den Kopf der vorhergehenden Kolonne hinab£ befördert und in ihr hinabrieseln läßt.

   Ein weiterer Teil der Erfindung bezweckt eine Vervollkommnung einer nach den Vorschriften der bereits beschriebenen Erfindung gebildeten Kolonnenbatterie.

   Dieser Teil bezweckt, die Kolonnenbatterie so auszugestalten, daß sie für einen kontinuierlichen Betrieb sich eignet, bei dem die verschiedenen Destillate laufend getrennt offen, also sichtbar, gleichmäßig abfließen. Dies wird dadurch erreicht, daß unter Benutzung der im Anspruch 1 des Hauptpatentes angegebenen Nlethode der untere Teil jeder Kolonne, in welchem sich die Destillate ansammeln, mit einem an sich bekannten, unten offenen Fallrohr versehen ist, welches in ein Gefäß mit Destillat eintaucht. Aus dem Auslauf dieses Gefäßes kann das Destillat in Rinnen ablaufen unrlfortgeieitet werden. Eine solcheKolonnen-