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Kolonnenapparat zur fraktionierten Kondensation von Dampfgemischen,
insbesondere der Dämpfe von Kohlenwasserstoffölen Es gibt bereits Vorrichtungen
zur Kondensation von Öldampfgemischen, welche aus einem zylindrischen Gefäß mit
einfacherWandung bestehen, in welchem tellerartige Platten derart angeordnet sind,
daß das gebildete Kondensat über den erhöhten Rand von einer Platte auf die jeweils
nächstniedrigere herab--ießt und in dessen Oberteil sich eine Kühlschlange für Wasser
befindet. Das Kondensat bleibt somit längere Zeit in der Kolonne und ist während
des Abfließen von einer Etage zur anderen von den nach aufwärts streichenden heißen
Dämpfen umspült (siehe z. B. Fig. I47 auf S. 348 des Buches von Y o u n g) »Distillation
Principles and Processes«. London 1922).
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Es werden jedoch auch mit diesem System wte mit den sonst bisher
bekannten keine scharfen und reinen Destillate erzielt, insbesondere wenn es sich
um die Kondensation von Gas- oder Dampfgemischen mit vorwiegend nahe aneinanderliegenden
und hohen Siedepunkten handelt. Die an der Außenwandung langsam vorbeistreichenden
Dämpfe werden zu stark abgekühlt. und auch die Wasserkühlunb wirkt zu stark und
wird durch das Gegentließen des Kondensates gegen die heißen Dämpfe nicht mehr ausgeglichen.
Die längere Berührung des Kondensates mit den heißen Dämpfen verursacht eine Auflösung
von Dämpfen im Kondensat, wodurch der Fehler der Unterkühlung noch vergrößert und
außerdem eine ungünstige Beeinflussung der Qualität des Öles durch zu langes Erhalten
auf hohen Temperaturen eintritt.
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Genügend scharfe Fraktionen und reine Destillate werden erst mit
dem den Gegenstand dieser Erfindung bildenden Kolonnenapparat zur fraktionierten
Kondensation von Dampfgemischen, insbesondere der Dämpfe von Kohlenwasserstoffölen
erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß innerhalb der Kolonne ein mit Prallflächen
versehener Hohlzylinder eingehängt ist, welchen die zu fraktionierenden Dämpfe von
oben nach unten durchstreichen, um dann in dem Raum zwischen dem Hohlzylinder und
der Kolonnenwandung in entgegengesetzter Richtung aufzusteigen.
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Die Art der Isonstruktion ist aus der beiliegenden Zeichnung ersichtlich.
Der Kolonnenapparat besteht aus einem oberen weiteren Teil, der zur Kondensation
der Dämpfe dient, und einem innen etwas vortretenden unteren engeren Teil, der zur
Aufnahme des Hauptkondensates bestimmt ist. Nach oben hin ist die Kolonne mit dem
DeckelM, durch den die Dämpfe eintreten, abschließbar. Den unteren Abschluß bildet
die Bodenplatte m mit dem Überlaufrohr für das Hauptkondensat. An dem Gefäßmantel
sind für Anschlüsse vorgesehen: der Stutzen a zum Austritt der noch unkondensierten
Dämpfe, der Stutzend für Dampfzufuhr, die Stutzen 0 und o zum Abfluß von Haupt-
und Nebenkondensat nebst den anderen üblichen Stutzen für Thermometer
usw.,
die aber in der Zeichnung weggelassen sind. Das Wesentliche an dem Kondensationsapparat
ist, daß in dem GefäGmantel ein nach unten zu sich tnchterförmig verjüngender Hohlzylinder
aus Blech hängend eingelassen. wird. Dieser Hohlzylinder enthält besondere Einlagen
als Prallflächen, die einesteils die durchströmenden Dämpfe zwingen, sich in allen
Teilen gleichmäßig abzukühlen, anderseits das Kondensat längs der inneren Mantelfläche
des Zylinders abfließen lassen. Die Dämpfe treten durch den DekkelM ein, streichen
durch die Einlagen des Hohlzylinders nach unten, verlassen den Hohlzylinder und
drängen dann, soweit noch nicht kondensiert, mit bedeutend vermehrter Geschwindigkeit
zwischen Hohlzylinder und Außenwand nach oben, wo sie bei a den Kondensator verlassen.
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Durch das Abwärtsstreichen im Zickzackwege erhält man eine Fraktion
von schärfsten Siedegrenzen, da eine Abkiilllung durch direkte Bestreichung der
verhältnismäßig kalten Kolonnernvand vermieden ist. Diese Fraktion, weiter oben
bereits als Hauptkondensat bezeichnet, fließt durch den Trichter, um in den unteren
Teil der Kolonne zu fallen. Hier steigt sie innerhalb der Haube auf und gelangt
so in das Überlaufrohr. Durch die nahe am Boden befindliche Dampfschlange kann man
überdies noch direkten Dampf eintreten lassen.
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Wenn auch die Bemessung des Hohlzylinders gegenüber dem der Außenwand
vorteilhaft so gewählt werden kann, daß die Geschwindigkeit der aufsteigenden Dämpfe
mögnicht groß sein muß, so werden dennoch auch hier geringe Verdichtungen zu einem
Nebenkondensat stattfinden. Um die Schärfe der Fraktionierung des Hauptkondensates
nicht zu beeinträchtigen, ist vorgesorgt, dieses Nebenkondensat gesondert aufzufangen
oder bei Zusammenschluß mehrerer Apparate zu einer Kolonne dem Hauptkondensat des
nächstfolgenden Kondensators zuzuführen. Man kann aber auch durch Schließen des
Hahnes bei o einen Übertritt in den engeren Teil des Apparats bewerkstelligen. In
gewissen Fällen wird es zweckentsprechender sein, den Durchmesser des Hohlkörpers
so weit zu verkleinern, daß sich das Hauptkondensat außerhalb desselben abscheidet,
während innerhalb des Hohlzylinders ein Nebenkondensat bzw.
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Phlegma abgeschieden wird. Durch entsprechende Kühlung des äußeren
Mantelraumes läßt sich ferner der vorwiegend nur für höhe siedende Dampfgemische
bestimmte Apparat auch zur Trennung niedriger siedender Anteile verwenden.