DE657622C - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen

Info

Publication number
DE657622C
DE657622C DEI54485D DEI0054485D DE657622C DE 657622 C DE657622 C DE 657622C DE I54485 D DEI54485 D DE I54485D DE I0054485 D DEI0054485 D DE I0054485D DE 657622 C DE657622 C DE 657622C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
column
mixture
distillate
regulating
constant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEI54485D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Werner Matz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IG Farbenindustrie AG
Original Assignee
IG Farbenindustrie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IG Farbenindustrie AG filed Critical IG Farbenindustrie AG
Priority to DEI54485D priority Critical patent/DE657622C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE657622C publication Critical patent/DE657622C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/42Regulation; Control
    • B01D3/4211Regulation; Control of columns

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen Um bei ununterbrochen arbeitenden Destillierkolonnen- am Kopf der Kolonne stets ein vollkommen reines IOo°lOiges Destillat und am Fuß einen von der leichtest siedenden Komponente absolut freien Ablauf zu erhalten, muß bekanntlich die der -Säule im Gemisch zulaufende Menge an Leichtestsiedendem vollkommen als Destillat abgeführt werden. Dies erfordert eine dem veränderlichen Gehalt an Leichtestsiedendem im zulaufenden Gemisch entsprechende Regulierung der Destillatabnahme. Solange es sich nur um die Destillation eines binären Gemisches handelt, ist diese Regulierung einfach zu erreichen, da der am Fuß der Kolonne auftretende, von der leicht siedenden Komponente freie Ablauf die reine schwer siedende Komponente des binären Gemisches ist und daher eine eindeutig festliegende Siedetemperatur besitzt. Fällt z. B. im Unterteil der Kolonne diese Temperatur, so ist dies ein sicheres und einwandfreies Zeichen dafür, daß nicht alles -anfallende Leichtsiedende als Destillat abgenommen wird, sondern ein Teil in den Ablauf gerät. Ein im Unterteil der Kolonne angebrachter Thermostat kann deshalb beim Fallen der Temperatur ein Öffnen des Destillatventils einleiten und auf diese Weise entsprechend der größeren anfallenden Menge an Leichtsiedendem auch mehr Destillat aus der Kolonne herauslassen. Beim Mehrstoffgemisch ist dieses Verfahren der Regelung beschränkt und meist sogar ganz unmöglich, weil zu einer bestimmten Temperatur jetzt nicht mehr eindeutig ein von der leichtest siedenden Komponente freies Gemisch im Ablauf gehört. Man erkennt diese Tatsache leicht beim Dreistoffgemisch aus der Dreiecksdarstellung in Abb. I: Hierin sind die Gemischzusammensetzungen bei gleicher Siedetemperatur (von 400 C bis I350 C) beispielsweise als Siedeisothermen eingetragen.
  • Bei diesem Gemisch sei der von der leichtest siedenden -Komponente A freie Ablauf dargestellt durch Punkt Q. Diesem durch Q veranschaulichten binären Gemisch BC entspricht die Siedetemperatur I20° C. Zu dieser gehören aber nun auch noch Dreistoffgemische mit Gehalt an der leichtest siedenden KomponenteA bis r O/o (entsprechend Punkt R).
  • Trotz Regelung auf konstante Temperatur, I20° C, ist also hier und noch mehr bei Vier-, Fünf- und Mehrstoffgemischen der Ablauf nicht mehr A-frei. Ist jedoch im zulaufenden Dreistoffgemisch stets die Menge B zur Menge C konstant, dann bewegt sich die Zusammensetzung der zulaufenden Mischung M auf der Geraden AQ. In diesem einen Sonderfall gehört natürlich zu der Temperatur I20° C eindeutig das A-freie binäre Gemisch Q, und eine Regelung der Destillatabnahme; wie oben für das binäre Gemisch beschrieben, ist hier möglich. Dies gilt auch für Vier-, Fünf- und Mehrstoffgemische dann, wenn bei diesen gleichfalls das Mengenver hältnis aller Komponenten zueinander bis auf die leichtest siedende A konstant bleibt. Kann jedoch die Mischung (wie in Abb. ; äm Dreistoffgemisch gezeigt) Zusammensetzungen annehmen, die nicht immer auf der Geraden AQ liegen, wie M, sondern neben dieser Geraden, wie etwa M1 und M2, so ist die eben besprochene Regelung unmöglich.
  • Hierfür ist nun durch die vorliegende Erfindung eine Lösung gefunden worden. Um den Grundgedanken dieser recht klar zu erkennen, betrachte man den Verlauf der Destillationskurve in einer Kolonne am Beispiel des Dreistoffgemisches: Die Destillation eines Dreistoffgemisches erfolgt nämlich etwa nach Kurven in Abb. 2. Man sieht, daß sich der obere Teil dieser Kurve der Seite AB anschmiegt, d. h. im oberen Teil der Kolonne befinden sich Zweistoffgemische AB aus der leichtest und mittel siedenden Komponente, im unteren Teil Dreistoffgemische. Für die Regelung in Frage kommen kann also nur der obere Teil der Kolonne, die Verstärkungssäule mit dem binären Gemisch, da hier zu einer bestimmten Gemischzusammensetzung auch eine ganz bestimmte Temperatur des binären Gemisches AB eindeutig gehört. In den unteren. Regionen der Kolonne, also besonders auch in der Abtriebssäule, gehören wieder, wie aus Abb. 2 deutlich zu erkennen ist, zu einer bestimmten Temperatur ternäre Gemische mit verschiedenem Gehalt an Komponente A (s. B, Punkt E). Daß sich nur in den oberen Teilen der Kolonne (oben in der Verstärkungssäule) Zusammensetzungen eines binären Gemisches befinden, gilt nicht nur wie im Beispiel der Abb. 2 für Dreistoffgemische, sondern in gleicher Weise für Mehrstoffgemische. Baute man nun im Kopf der Kolonne einen-Thermostaten ein, so könnte dieser einen Regelimpuls für das Destillatventil nur geben, solange das Destillat in seiner Temperatur stiege, also weniger als normal Leichtsiedendes im zulaufenden Gemisch in die Kolonne eingetreten wäre. Fallen kann am Kopf der Kolonne die Temperatur nämlich nicht tiefer, als der Siedetemperatur der reinen Destillatkomponente entspricht. Die Temperatur ist aber bei Ioot/Oigem Destillat stets vorhanden und kann nicht fallen, auch wenn in der Mischung plötzlich mehr Leichtsiedendes mitkommt. Ein Thermostat am Kopf der Betriebskolonne kann deshalb nur in einer Richtung wirken, nämlich wenn weniger Leichtsiedendes im Gemisch anfällt und die Temperatur die Tendenz des Steigens besitzt. Wollte man aber den Thermostaten tiefer anbringen, wo merkliche Temperaturdifferenzen bei veränderlichem Gehalt am Leichtestsiedenden auftreten, so sind wieder ternäre Gemische vorhanden, bei denen zu einer bestimmten Temperatur Gemische mit verschiedenem Gehalt an Leichtsiedendem gehören. Wie die obigen Ausführungen zeigen, ist also eine genaue Regelung der Destillatabnahme durch Thermostaten am Kopf oder oberen Teil der Betriebskolonne selbst nicht möglich.
  • Die vorliegende Erfindung füllt nun diese Lücke in der Regelungsmöglichkeit dadurch aus, daß die Regulierung der Destillatabnahme nicht von einem Thermostaten am Kopf der Betriebskolonne gesteuert wird, sondern von einem solchen am Kopf einer zweiten, besonderen kleinen, vor die Betriebskolonne parallel der Gemischzugangsleitung geschalteten ununterbrochen arbeitenden Grenzmeßregulierkolonne. Da bei dieser das Destillat nur Meßzwecken dient, braucht es bei den verschiedenen Gehalten an Leichtestsiedendem im zugehenden Gemisch nicht konstant Io0°loig zu sein wie in der Betriebskolonne, sondern man kann jedem Gehalt an Leichtestsiedendem in der Mischung einen ganz bestimmten Gehalt an Leichtestsiedendem im Destillat zuordnen, der die oberste Grenze von 100 % nur dann erreicht, wenn die Mischung die größtmögliche Menge am Leichtestsiedenden mit sich führt. Damit diese Meßkolonne im Ablauf lnit absoluter Sicherheit frei vom Leichtestsiedenden ist, ist es zweckmäßig, nicht 100 0/o sondern nur 99°1O als oberste Grenze zu wählen. Die Zuordnung der Gehalte am Leichtestsiedenden von Mischung und Destillat erfolgt dadurch, daß der kleinen Kolonne stets die gleiche Menge m kg/h Gemisch mit xm% Gehalt am Leichtestsiedenden zuläuft und daß sie bei konstanter Beheizung und Belutterung stets die gleiche Destillatmenged kglh mit XD 01o Gehalt am Leichtestsiedenden erzeugt. Wegen der Bilanzgleichung für das Leichtestsiedende in der Kolonne und wegen der Bedingung der Konstanz obiger Mengen m und d sind die Werte xm und xD durch die Beziehung XD = m Xm = C Xm = forst Xnt d miteinander verknüpft. Zu jedem Wert um gehört also ein bestimmter Wert XD und eine bestimmte Temperatur, die Siedetemperatur des jeweiligen binären Gemisches.
  • Beispiel Einer ununterbrochen arbeitenden Betriebskolonne laufe ein Mehrstoffgemisch zu, dessen Gehalt am Leichtestsiedenden zwischen XM = 50 ~ und xM2 = 40% schwanke. Die Konstante C der Grenzmeßregulierkolonne errechnet sich hierfür zu: C = d = 99 = I,98. d - 50 Die zu XM2 = 40 O!o gehörige Destillatzusammensetzung ergibt sich zu: xD2 = 1,98#40 = 79,2 %.
  • Durch Einstellung der richtigen Belutterung und durch richtige Wahl der Kolonnenhöhe läßt es sich stets erreichen, daß in der Meßkolonne über einen größeren Bereich, etwa von 70 bis 1000/0, das Destillat ein praktisch binäres Gemisch darstellt.
  • Die kleine Kolonne mißt also erstens durch die Destillattemperatur den Gehalt am Leichtestsiedenden in der ankommenden Mischung, zweitens aber kann sie durch Anbringung eines Thermostaten am Kopf entsprechend der jeweiligen Temperatur des Destillats und somit dem jeweiligen Gehalt am Leichtestsiedenden in der Mischung die Destillatabnahme an der Betriebskolonne regulierend beeinflussen und somit als Grenzmeßregulierkolonne für die Hauptkolonne wirken. Wegen der Kleinheit der Abmessungen besitzt sie eine viel kleinere Trägheit und größere Empfindlichkeit als die Hauptkolonne und zeigt geringe Schwankungen im Gemisch augenblicklich an.
  • Sie kann ferner schon regulierend eingreifen, ehe sich der Zustand in der Hauptkolonne überhaupt verändert hat, weil sie dieser ja vorgeschaltet ist.
  • Eine derartige Vorrichtung ist auf beiliegender Zeichnung schematisiert dargestellt.
  • Die Grenzmeßregulierkolonnenapparatur besteht aus einer kleinen Blase I, der durch elektrische Heizspulen 2 konstante Wärmeenergie für die Verdampfung des Gemisches zugeführt wird, aus einer kleinen Meßsäule 3 (Verstärkungs- und Abtriebssäule) von etwa 30 mm Durchmesser und etwa 300 bis 500 mm Höhe, gefüllt mit Raschigringen, einem Lutterkondensator 4, einem Thermostaten 5 zur Betätigung eines Regelorgans für das Destillatventil der Hauptkolonne, einer Dosierpumpe 6 für die zugehende Mischung, einer Dosierpumpe 7 für den konstanten Rücklauf.
  • Aus der Gemischleitung 8 für die Hauptkolonne pumpt die 39osierpumpe 6 die konstante Gemischmenge m kg/h der Meßkolonne zu. Das Destillat dkglh und der Ablauf m-d kglh aus der Blase I werden, nachdem sie die Meßapparatur durchlaufen haben, der Gemischleitung 8 wieder zugeführt. Für jedes Mehrstoffgemisch sind natürlich die Höhen der Abtriebs- und Verstärkungssäule sowie die Größen der Heiz- und Kühlelemente durch Versuche zu bestimmen.

Claims (2)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Verfahren zur kontinuierlichen Destillation von ternären oder höheren Mehrstoffgemischen in einer Kolonne, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolonne eine zweite kleinere Regulierkolonne parallel der Gemischzuleitung vorgeschaltet wird, welcher Kolonne eine konstante kleine Menge (in) des Gemisches bei konstanter Beheizung und konstanter Belutterung zugeführt und eine konstante Menge (d) Destillat entnommen wird, und daß bei Einstellung eines bestimmten Mengenverhältnisses zwischen der zugehenden Mischung und dem fortgehenden Destillat der Regulierkolonne (m : d) je nach der der wechselnden Destillatzusammensetzung entsprechenden Siedetemperatur des Destillats ein Thermostat am Kopf der Regulierkolonne ein Regulierventil in der Destillatleitung der Hlauptkolonne steuert.
  2. 2. Regulierkolonne zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, bestehend aus einer konstant beheizten Blase (I) mit -elektrischer Heizung (2), die mit einer Meßsäule (3), einem Lutterkondensator (4), je einer Dosierpumpe für die zugehende Mischung (6) und für den konstanten Rücklauf (7), einem Thermometer und einem Thermostaten (5) zwecks Betätigung eines Regulierventils in der Destiliatleitung der Hauptkolonne verbunden ist.
DEI54485D 1936-03-05 1936-03-05 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen Expired DE657622C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEI54485D DE657622C (de) 1936-03-05 1936-03-05 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEI54485D DE657622C (de) 1936-03-05 1936-03-05 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE657622C true DE657622C (de) 1938-03-10

Family

ID=7193882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEI54485D Expired DE657622C (de) 1936-03-05 1936-03-05 Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE657622C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH632157A5 (de) Verfahren zum herstellen von tabletten und tablettenpresse zur durchfuehrung des verfahrens.
EP0780147B1 (de) Verfahren zur Regelung einer Trennwandkolonne
DE657622C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Destillation von Mehrstoffgemischen
DE1619712A1 (de) Verfahren zum Regeln der Konzentration in Verdampfern,insbesondere in Mehrstufenverdampfern
DE1910985A1 (de) Verfahren und System zur Regelung einer kontinuierlich arbeitenden Verdampfungs-Kristallisationsanlage
DE740014C (de) Regelanordnung fuer Destillationskolonnen
DE1803991C3 (de) Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung einer Fraktionierkolonne mit Seitenproduktabnahme
DE1023046B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers
DE1205979B (de) Verfahren zum Regeln der Dampftemperatur in einem Dampferzeuger und Anordnung zum Durchfuehren dieses Verfahrens
DE1519706A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur automatischen Regelung eines kontinuierlichen Destillationsprozesses
DE881195C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Speisen von Kreislaufverdampfern mit natuerlichem Umlaauf
DE903448C (de) Verfahren zur Rektifikation von Gemischen schwankender Zusammensetzung
DE717819C (de) Vorrichtung zum Gleichhalten der UEberhitzungstemperatur in Durchlaufroehrendampferzeugern
DE861992C (de) Verfahren zur Regelung des Schnittes bei kontinuierlich arbeitenden Fraktionierkolonnen
DE861641C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Stoffzuflusses zur Papiermaschine
DE555939C (de) Elektrischer Regler fuer Dampfkesselspeisung
DE1010057B (de) Verfahren zur Regelung von durch Bruedenausnutzung beheizten hintereinandergeschalteten Rektifizierkolonnen
DE1769805B2 (de) Verfahren zum Rektifizieren von Zweistoff gemischen
DE609064C (de) Vorrichtung zur Reglung der Geschwindigkeit von Maschinen in weiten Grenzen mittels Druckregler
DE1910985C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer kontinuierlich arbeitenden Verdampfungskristallisationsanlage
DE1958962A1 (de) Regelventil
DE483624C (de) Selbsttaetiger Geschwindigkeitsregler fuer weitgehend veraenderliche Drehzahl
DE671961C (de) Vorrichtung zum selbsttaetigen Regeln der Speisewasserzufuhr eines mit Zwangdurchlauf betriebenen Einrohrdampferzeugers
DE1607565B1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Fuellungsgrades von Rollen- und Kugelquetschmuehlen
DD290587A5 (de) Destillationsapparatur mit reduziertem kuehlwasserdurchlauf