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Verfahren und Vorrichtung zur fraktionierten Destillation von Ölen,
Lösungsmitteln u. dgl.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fraktionierten Destillation
von Ölen, Lösungsmitteln u. dgl.
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Es. ist bereits bekannt, Flüssigkeiten, wie Milch, in der Weise zu
behandeln, daß die Flüssigkeit im Vakuum auf der Innenseite eines verhältnismäßig
langsam umlaufenden erwärmten Zylinders zu einer dünnen Schicht ausgebreitet wird,
die an der Zylinderwand abwärts fließt und in eingedicktem Zustand am Unterende
des Zylinders abfließt, während die Dämpfe abgesaugt werden.
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Um das Herabfließen der Flüssigkeitsschicht zu beschleunigen, ist
der Zylinder mit einzelnen schraubenförmig angeordneten Anlenkern versehen.
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Demgegenüber besteht das -Wesen der vorliegenden Erfindung darin,
daß die Dämpfe des auf die Innenfläche eines beheizten schnell umlaufenden Zylinders
aufgebrachten Destillationsgutes an einer innerhalb des Zylinders vorgesehenen gekühlten,
mit Abläufen für das Destillat versehenen Säule niedergeschlagen werden.
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Das neue Verfahren bietet folgende Vorteile: Da der beheizte Zylinder
mit großer Geschwindigkeit umläuft, werden die Moleküle, welche nicht die erforderliche
Energie besitzen, durch die Fliehkraft davon abgehalten, zu der Kühlsäule im Innern
des Zylinders überzugehen, so daß man auf sehr einfache Weise und mit einem sehr
kurzen Weg für die Moleküle tatsächlich eine fraktionierte Destillation erhält.
Die an der Innenwandung herabrinnende Flüssigkeit erfährt insofern eine Schichtung,
als die am weitesten außen liegenden und daher am stärksten erwärmten Flüssigkeitsteilchen
infolge der Fliehkraft von den schwereren, kühleren, von innen her nachdrängenden
Flüssigkeitsteilchen nach
der freien Oberfläche hin verdrängt werden,
so daß das Sieden der Flüssigkeit nicht an der Zylinderwandung, sondern an der freien
Oberfläche erfolgt. Eine derartige Oberflächenverdampfung ist aber aus naheliegenden
Gründen für die fraktionierte Destillation sehr vorteilhaft. Es ist sogar zu vermuten,
daß bereits an der Zylinderwandung infolge der Fliehkraft eine Scheidung der Flüssigkeit
nach leichter flüchtigen und schwerer flüchtigen Bestandteilen eintritt.
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Zweckmäßig ist es, die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung
so auszugestalten, daß die Innenwand des schnell umlaufenden Zylinders mit einer
schraubenartig ansteigenden Nut versehen ist. In dieser Nut wird die zu behandelnde
Flüssigkeit geführt, so daß sie nicht allzu schnell an den Zylinderwandungen hinabrinnt.
Es kann auch zweckmäßig sein, in die schraubenförmige Nut eine das Destillationsgut
auf einem bestimmten Niveau in der Nut haltende Vorrichtung einzuschrauben.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung
ausgebildeten Destillationsvorrichtung im senkrechten Schnitt dargestellt.
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Die gesamte Vorrichtung ist in einem Mantel a eingebaut, welcher
gegen die Außenluft abgedichtet ist und in dem mittels eines Saugstutzens b ständig
ein Vakuum aufrechterhalten wird. Innerhalb des Mantels a ist ein Zylinder c in
Lagern d drehbar gelagert; der Zylinder ist mit einer Welle e verbunden, die durch
eine Dichtungf des Mantels nach außen reicht und dazu dient, den Zylinder in sehr
schnelle Umdrehung zu versetzen. Die Wandung des Zylinders c wird durch ein in dem
Heizmantel g befindliches Heizmittel auf eine zur Verdampfung des Destillationsgutes
geeignete Temperatur erhitzt.
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Auf der Innenflädle des Zylinders c ist eine schraubenförmige Nut
h vorgesehen, welche sich über die ganze Länge des Zylinders erstreckt. Der Einlaß
des zu behandelnden Destillationsgutes ist mit i, der Auslaß für die Rückstände
mit k bezeichnet, wobei die Rückstände infolge der Fliehkraft in den ringförmigen
Trog I geschleudert werden, aus dem sie dann abgezogen werden können.
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Gleichachsig im Zylinder c ist eine Säule 112 angeordnet. deren Oberfläche
gekühlt wird.
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Au dieser Säule, welche im dargestellten .Nusführungsbeispiel nicht
mit umläuft, schlagen sich die Dämpfe nieder und werden durch Abläufe st als Destillat
abgesogen.
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In der schraubenförmigen Nut ii befinden sich zweckmäßig senkrechte,
radial verlaufende Trennwände 0. Diese sind mit Öffnungen versehen, so daß sie den
Durchlauf des Destillationsgutes gestatten. Sie haben den folgenden Zweck: Bei der
hohen Lmdrehungsgeschwindigkeit des Zylinders c wird den Molekülen außer der Bewegungsrichtung
zur Kühlsäule hin infolge der Fliehkraft eine zusätzliche Bewegung tangential zum
Zylinder erteilt, so daß die resultierende Bewegung für die Moleküle mit geringerer
Energie. also die Moleküle der höher siedenden Ölfraktionen, schräg durch den Innenraum
des Zylinders c verläuft. Durch die Anordnung der Trennwände o wird nun bereits
eine bestimmte Auswahl der zu destillierenden Fraktionen getroffen, da die am höchsten
siedenden Fraktionsmoleküle an die Trennwände o stoßen, die als Rückflußkühler wirken.
Von den dann ausgewählten Fraktionen, die die Nuten überhaupt verlassen, geht ein
Teil der Moleküle, wiederum der der höchstsiedenden Fraktionen, schräg durch den
Raum, ohne die Kühlsäule zu treffen und schlägt an einem anderen Teil des Zylinders
c wieder auf. Die Auswahl der Moleküle der niedrigstsiedenden Fraktionen für die
Destillation an der Säule lsl ist dadurch gewährleistet, so daß man eine ausgezeichnete
Fraktionierung erhält.
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Statt der schraubenförmigen Nut kann auch eine beliebige andere Einrichtung
zum Führen des Destillationsgutes vorgesehen sein. So könnte beispielsweise der
Zylinder mit übereinanderliegenden und miteinander in Verbindung stehenden Ringnuten
versehen sein, durch die hindurch das Destillationsgut langsam hinabfließt. Auch
andere Mittel zur Führung des Destillationsgutes sind denkbar.
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Das Verfahren wird mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung wie folgt
durchgeführt: Nachdem in der Gesamtvorrichtung durch den Saugstutzen b Vakuum hergestellt
ist, die Zylinderwandung auf die erforderliche Erhitzungstemperatur und die Säule
ist auf die erforderliche Kühltemperatur gebracht ist und der Zylinder c in Drehung
versetzt wurde, wird das zu behandelnde Destillationsgut durch das Rohr i zugeführt.
Es tritt in die schraubenförmige Nut lt oder die an ihrer Stelle vorgesehenen Ringnuten
o. dgl. ein und wird an der Zylinderwandung durch die Fliehkraft gehalten. Hierbei
wird das Destillationsgut erhitzt. Die am Boden der Nut liegenden am stärksten erwärmten
und daher leichtesten Teile werden durch die kühleren und schwereren Teilchen verdrängt
und es erfolgt daher ein Sieden des Destillationsgutes an der Oberfläche in den
Nuten o. dgl. Diejenigen Moleküle, lvelche nicht die Energie hal,en. bis zur Kühlsäule
vorzudringen, werden durch die Fliehkraft zurückgehalten, an den Trennwänden o rückgekühlt
oder gehen nach Austritt aus der Nut 0. dgl. schräg durch (let) Raum an der Kühlsäule
1)1 vorbei.
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Die übrigen Moleküle, nämlich die der niedrigstsiedenden Fraktionen,
gelangen zur Kühlsäule m, werden dort niedergeschlagen und durch die Abläufe n abgezogen.
Der Rückstand wird infolge der Fliehkraft durch den Aus laß k aus dem Zylinder herausgeschleudert,
von wo er in den Trog 1 gelangt, aus dem er abgezogen werden kann.
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Er kann dann einer weiteren Behandlung zur Destillation anderer Fraktionen
unterworfen werden.