DE571946C

DE571946C - Rectification process under Bruedenkompression for the separation of liquids at normal temperature

Info

Publication number: DE571946C
Application number: DEA43674D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-12-11
Filing date: 1924-12-06
Publication date: 1933-03-08

Description

Rektifikationsverfahren unter Brüdenkompression zur Trennung von bei normaler Temperatur flüssigen Stoffen Die Erfindung hat zum Gegenstand Verbesserungen an den bekannten Verfahren zur fraktionierten Destillation bzw. Rektifikation der verschiedensten Flüssigkeiten, insbesondere zur Trennung von Gemischen solcher Flüssigkeiten, die sich in ihrer Siedetemperatur nur wenig voneinander unterscheiden, und bezweckt im wesentlichen die Wiedergewinnung derjenigen Kalorien, die im allgemeinen in den Kondensatoren oder Refrigeratoren verlorengehen. Dies gelingt dadurch, daß in den Kreislauf einer an sich bekannten Wärmepumpe eine an sich ebenfalls bekannte Fraktionierkolonne eingeschaltet ist.Rectification process under vapor compression for the separation of normal temperature liquids. The object of the invention is improvements to the known processes for fractional distillation or rectification of the various liquids, especially for the separation of mixtures of such liquids, which differ only slightly from one another in their boiling temperature, and are intended essentially the recovery of those calories that are generally in the Capacitors or refrigerators get lost. This is achieved in that in the Circuit of a heat pump known per se, a fractionating column also known per se is switched on.

Bei einer einfachen Destillation n hat man bereits vorgeschlagen, Kalorien mittels durch mechanische Verdichtung hervorgebrachter Kondensation des entwickelten Dampfes wiederzugewinnen. Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß die mechanische Verdichtung der Dämpfe behufs Wiedergewinnung von Kalorien bei den eine Fralioniersäule benutzenden Rektifikationsverfahren angewendet und diese Verdichtung bei der Gesamtmenge der Dämpfe vorgenommen wird, die am oberen Ende der Destillationskolonne, also dort, wo der Unterdruck hergestellt werden kann, entwickelt werden. Mit dieser Schaltung ist die vollständige Weglassung der Kondensatoren verknüpft. Die verdichteten Dämpfe schlagen sich in dem am unteren Ende der Destillationskolonne blefindlichen Heizkessel nieder, der die Destillation herbeiführt. For a simple distillation n it has already been suggested that Calories by means of condensation of the recover developed steam. The present invention consists in that the mechanical compression of the vapors for the recovery of calories applied the rectification process using a Fralionier column and this Compression is made when the total amount of vapors is at the top the distillation column, i.e. where the negative pressure can be produced, to be developed. With this circuit there is the complete omission of the capacitors connected. The compressed vapors condense in the one at the bottom of the distillation column lead boiler, which brings about the distillation.

Unter den Vorteilen, deren Erzielung durch die Erfindung ermöglicht wird, können insbesondere die folgenden aufgeführt werden: I. Die Ersparnis von Heizenergie. Among the advantages that can be achieved by the invention In particular, the following can be listed: I. The saving of Heating energy.

2. DieVermeidung von Kondensatoren und Kondensationsflirssigkeiten. Ferner wird, wenn die Destillation bei Unterdruck vorgew nommen wird, die große Schwierigkeit vermieden, die sich einstellt, wenn entspannte Dämpfe bei Berührung mit kalten Wandflächen niedergeschlagen werden; in der Tat ist bekanntlich der Wärmeanstausch zwischen einem Gas oder einem Dampf bei Unterdruck und einer Wandung sehr schlecht, was für die Industrien, die mit Unterdruck rektifizieren müssen, zwingt, sehr groß bemessene Kondensatoren in Betrieb zu halten, deren Oberflächen schlecht ausgenutzt werden und deren Wirkungsgrad sehr schlecht ist. Zudem macht in diesem Fall die Kondensation ein großes Temperaturgefälle zwischen dem zu kondensierenden Dampf und der kühlenden Flüssigkeit erforderlich, was Kühlflüssigkeiten von niedriger Temperatur, z. B. Salzlösungen, erforderlich macht, wohingegen beim Arbeiten gemäß der Erfindung die Kondensation unter Überdruck und bei einer höheren Temperatur vor sich geht. 2. The avoidance of capacitors and condensation liquids. Further, when the distillation is carried out under reduced pressure, the large one becomes Avoided difficulty that arises when vapors are relaxed to the touch be knocked down with cold wall surfaces; in fact is known to be the heat accumulation very bad between a gas or a vapor at negative pressure and a wall, which is very big for the industries that have to rectify with negative pressure to keep rated capacitors in operation, the surfaces of which are poorly used and their efficiency is very poor. In addition, in this case the Condensation a large temperature gradient between the steam to be condensed and the cooling liquid required what cooling liquids of lower Temperature, e.g. B. saline solutions, makes necessary, whereas when working according to the invention, the condensation under excess pressure and at a higher temperature going on.

3. Die Möglichkeit, den Betriebsdruck so zu wählen, daß nach Wunsch entweder der beste thermische Wirkungsgrad oder der beste physikalische Wirkungsgrad bei den Fraktionierungen erzielt wird. Dies macht es möglich, auch die Destillation bei herabgesetztem Druck, also bei niedrigerer Temperatur durchzuführen, was bei solchen Stoffen notwendig ist, die sich zersetzen, bevor sie ihren Siedepunkt unter atmosphärischem Druck erreichen. Ferner macht der Unterdruck an der Kolonne es möglich, die Destillation unter Luftabschluß durchzuführen, was für solche Körper vorteilhaft ist, die mit Luft zusammen gefährliche Gemische liefern. 3. The possibility of choosing the operating pressure as desired either the best thermal efficiency or the best physical efficiency is achieved in the fractionations. This does it possible, too to carry out the distillation at reduced pressure, i.e. at a lower temperature, what is necessary for substances that decompose before they reach their boiling point reach under atmospheric pressure. Furthermore, the negative pressure on the column makes it is possible to carry out the distillation in the absence of air, what for such bodies which, together with air, produce dangerous mixtures.

Zur Erläuterung der Erfindung ist auf der Zeichnung eine gemäß der Erfindung durchgebildete Anlage in ihrer Gesamtheit schematisch dargestellt. To explain the invention, a according to the drawing is shown in the drawing Invention formed system shown schematically in its entirety.

Die im Heizkessel 1 entwickelten Dämpfe gelangen in eine Bodenkolonne 2. Der obere Teil der Kolonne ist durch eine Rohrleitung 4 mit einem Verdichter 3 verbunden, der die Gesamtmenge der entwickelten Dämpfe ab saugt und sie hinreichend stark verdichtet, sie werden durch die Rohrleitung 5 in die Heizschlange 6 des Kessels I gedrückt und dort kondensiert. The vapors developed in the boiler 1 reach a tray column 2. The upper part of the column is through a pipe 4 with a compressor 3 connected, which sucks the total amount of vapors developed and they are sufficient strongly compressed, they are through the pipe 5 into the heating coil 6 of the boiler I pressed and condensed there.

Die am Ausgangsende der Heizschlange befindlichen Kondensationsprodukte werden durch Öffnen eines Hahnes 7, der in eine am oberen Ende der Kolonne 2 mündende Leitun 10 eingeschaltet ist, in den oberen Teil der Kolonne2 gebracht und fließen in der Kolonne im Gegenstrom zu den aufsteigenden Dämpfen. Bei unzureichendem Druck kann in die Leitung 10 eine Hebepumpe eingeschaltet werden. Mittels eines in der Fortsetzung der Heizschlange 6 angeordneten Hahnes 8 kann das am meisten flüchtige rektifizierte Produkt abgelassen werden. The condensation products at the exit end of the heating coil are opened by opening a tap 7 which opens into a at the top of the column 2 Leitun 10 is switched on, brought into the upper part of Column 2 and flow in the column in countercurrent to the rising vapors. If there is insufficient pressure a lifting pump can be switched on in line 10. Using one in the Continuation of the heating coil 6 arranged faucet 8 can be the most volatile rectified product can be drained.

Das Verfahren kann bei Rektifikation der verschiedensten Flüssigkeiten angewendet werden. Es ist möglich, verschiedene Drücke und Temperaturen zu benutzen, die in der Weise ausgewählt werden, wie es für den beabsichtigten Arbeitsvorgang am günstigsten ist. In dem speziellen Falle der Rektifikation bei Unterdruck wird es notwendig sein, zu der oben beschriebenen Gesamtanlage eine Pumpe, einen Saftheber o. dgl. hinzuzufügen. The process can be used for rectification of a wide variety of liquids be applied. It is possible to use different pressures and temperatures, which are selected in the way that is appropriate for the intended operation is cheapest. In the special case of rectification under negative pressure it may be necessary to add a pump, a juice lifter to the overall system described above or the like.

Diese dienen dazu, um das abzuziehende Kondensationsprodukt auf atmosphärischen Druck zurückzubringen.These serve to remove the condensation product to atmospheric Bring back pressure.

Die Erfindung wurde bei einer ununterbrochen arbeitenden Rektifikationskolonne angewendet, die so entworfen war, daß sie einen Hektoliter Alkohol, in IooO/, gerechnet, in der Stunde behandelt; dabei kam der Alkohol aus der Reinigungskolonne, in der die Vorlaufprodukte getrennt worden sind, und trat in die eigentliche Rektifikationskolonne. Ein mit Dampf betriebener Kompressor saugte die vom Kopfe der Rektifikationskolonne kommenden Dämpfe ab und drückte sie in einen Erhitzer, der die Wärme an die Lutterkolonne abgab. Der absolute Druck am Kopfe der Rektifikationskolonne betrug o, 8 kg/cm2. Die Alkoholdämpfe wurden auf einen Druck von 1,7 kg/cm2 verdichtet und kondensierten sich im unteren Teil der Lutterkolonne bei 1030. Bei einer Verarbeitung von 4501 Alkohol wurden ungefähr 3501 in der Stunde in die Kolonne zurückgeführt, und ungefähr 901 in der Stunde wurden aus der Anlage abgezogen. Die Vorlaufprodukte wurden, wie gebräuchlich, mittels Heber abgezogen; die Kolonne stand unter schwachem Unterdruck. The invention was applied to a continuously operating rectification column used, which was designed in such a way that it contained one hectolitre of alcohol, calculated in IooO /, treated in the hour; the alcohol came from the cleaning column in the the preliminary products have been separated and entered the actual rectification column. A steam powered compressor sucked the from the top of the rectification column Coming vapors from and pressed them into a heater, which the heat to the Lutter column submitted. The absolute pressure at the top of the rectification column was 0.8 kg / cm 2. The alcohol vapors were compressed to a pressure of 1.7 kg / cm2 and condensed is in the lower part of the Lutter column at 1030. When processing 4501 Alcohol was returned to the column about 3501 per hour, and about 901 per hour were withdrawn from the system. The preliminary products were like common, pulled off by means of a lifter; the column was under slight negative pressure.

Unter den angegebenen Umständen hat der mit Dampf betriebene Kompressor in der Stunde ungefähr 250 kg Dampf von 8 at verbraucht und das nämliche Gewicht an Dampf, entspannt auf 0,3 kg/cm2, abgegeben. Dieser Abdampf kann für einen anderen Teil der Fabrikation, z. B. der Dephlegmatoranlage, benutzt werden. Da ungefähr 250 kg Wasserdampf benötigt werden, um 1001 Maische von 7°10 in einer gewöhnlichen Kolonne zu dephlegmieren, die mit Dampf von 0,3 kg/cm2 Überdruck beheizt wird, ist ersichtlich, daß die dem Kompressor zugeführten 250 kg Wasserdampf reichlich genügen, um die Ge' samtheit der beiden Vorgänge des Rektifizierens und des Dephlegmierens durchzuführen. Under the specified circumstances, the steam powered compressor has consumed about 250 kg of steam of 8 atmospheres per hour and the same weight released in steam, relaxed to 0.3 kg / cm2. This exhaust steam can be used for another Part of the fabrication, e.g. B. the Dephlegmatoranlage can be used. About there 250 kg of steam are needed to mash of 7 ° 10 in an ordinary 1001 To dephlegm the column, which is heated with steam of 0.3 kg / cm2 overpressure it can be seen that the 250 kg of water vapor supplied to the compressor are sufficient, about the totality of the two processes of rectification and dephlegmation perform.

Bei den gebräuchlichen Verfahren wird für die Gesamtheit der beiden Vorgänge das Doppelte verbraucht; die Erfindung läßt also eine Ersparnis von ungefähr 250 kg Heizdampf auf den Hektoliter Alkohol zu. The common procedure is for the totality of the two Operations consumed twice as much; the invention thus leaves a saving of approximately 250 kg of heating steam to the hectolitre of alcohol.

Bei einer Anlage, bei der kein Dampf verfügbar ist oder kein Abdampf wiederverwendbar ist, kann der Kompressor durch einen Elektromotor angetrieben werden, und wenn die Triebkraft unter günstigen Umständen erzeugt wird, so ergibt sich bei den für die Rektifikation erforderlichen Kalorien ebenfalls eine Ersparnis von ungefähr 50 %. In a system where no steam is available or no exhaust steam reusable, the compressor can be driven by an electric motor, and if the motive force is generated under favorable circumstances, it results at the calories required for rectification also represent a saving of approximately 50%.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H: Rectification process under vapor compression for the separation of substances that are liquid at normal temperature, characterized in that, that the vapors escaping from the upper trays of a fractionating column are compressed and a heater at the bottom of the column with the largest recirculation continuously Part of the condensate obtained can be fed into the uppermost fractionating floor.