DE853287C

DE853287C - Fuellkoerper fuer Kolonnen

Info

Publication number: DE853287C
Application number: DEB7061D
Authority: DE
Inventors: Max Dr Fischer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1941-12-22
Filing date: 1941-12-23
Publication date: 1952-10-23

Description

Füllkörper für Kolonnen Es ist bekannt, daß man Destillationskolonnen mit geformten Körpern füllen kann, die den zu fraktionierenden Stoffen eine große Berührungsfläche bieten. Solche Füllkörper nehmen auf Grund ihrer Form eine bestimmte Lagerung in der Kolonne ein. Durch die Dichte ihrer Packung oder die Porosität ihrer Struktur wird die jeweils gewünschte Oberflächenvergrößerung herbeigeführt. Solche Füllkörper sind z. B. die bekannten Raschigringe, Wilsonspiralen und poröse Stoffe der verschiedensten Form und Zusammensetzung.
Es hat sich nun gezeigt, daß in Naschtürmen eine überraschend hohe Waschwirkung und bei Destillationskolonnen eine besonders hohe Trennwirkung dadurch erreicht wird, daß man Füllkörper aus feinmaschigen Draht- oder Kunstmassegitterstreifen verwendet, die zweckmäßig in mehreren Schichten zu formbeständigen, zylindrischen Wickeln aufgerollt sind. Man wickelt die Streifen, z. B. aus Drahtgewebe, die auch mehrschichtig sein können, in mehreren Lagen parallel oder schwach spiralig auf, wobei in der Mitte ein mehr oder weniger großer Hohlraum verbleibt. Der Durchmesser der fertigen Wickel ist zweckmäßig gleich ihrer Höhe. Die Anfertigung solcher Körper kann z. B. so erfolgen, daß man Streifen aus gewöhnlichem, glattem, mattiertem oder oberflächenaktivem Drahtgewebe, z. B. quo Maschen/qcm, Drahtstärke 0,2 mm, in einer Größe von etwa 4 bis 5 mm Breite und 5o mm Länge um einen 2 bis 3 mm starken Stab aufrollt und die so entstandenen Wickel abzieht. Die Streifen können auch eine andere, z. B. Trapezform, besitzen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die entstandenen Körper so gewickelt sind, daß der mit Gitter erfüllte Raum größer ist als der Hohlkern. Im allgemeinen richtet sich die'Größe dieser Körper auch hier nach den Ausmaßen bzw. der Höhe und dem Durchmesser der zu füllenden Kolonnen.
Man hat bereits vorgeschlagen, Blechstreifen zu zylindrischen oder kugelförmigen Füllkörpern aufzuwickeln. Ferner sind Füllkörper bekannt, die aus zwei oder mehreren kreuzweise zueinander angeordneten, runden oder eckigen Ringen aus Drahtgeflecht oder mit Durchgangsöffnungen versehenen Blechstreifen bestehen. Hierbei werden die Streifen nur in einfacher Schicht zu einer Füllkörperform verarbeitet, deren Herstellung schwierig ist und eine Reihe von Arbeitsmaßnahmen erfordert, wie Biegen der Ringe und gegenseitiges Verschweißen oder Verlöten. Demgegenüber ist die Herstellung der hier beschriebenen Füllkörper, die durch einfaches Aufwickeln geschieht, erheblich einfacher.
Man hat ferner bereits Füllkörper beschrieben, die aus weitmaschigen Drahtnetzen oder sonstigen mit großen Öffnungen versehenen Stoffen bestehen, die zu einlagigen Zylindern aufgerollt werden. Dabei wurde ausdrücklich gefordert, daß die Maschen oder Öffnungen weit genug sein müßten, um eine Verschließung durch Filmbildung zu vermeiden. Demgegenüber ist die hier niedergelegte Erkenntnis, daß man aus feinmaschigenGitterstreifen Füllkörper mit besonders hoher Trennwirkung erhält, überraschend. Beispiel i Füllkörper der oben angeführten Größe werden in eine einfache Laboratoriumskolonne (Glassäule) von i 5o cm Höhe und 4 cm Durchmesser eingefüllt, mit deren Hilfe 11 eines Gemisches von Methylcyclohexan und n-Heptan im Verhältnis ¢ : 1 fraktioniert wird. Nach Abdestillieren von 20 ccm ergibt sich aus der Zusammensetzung von Sumpf und Destillat eine theoretische Bödenzahl von 21. Eine Kolonnenfüllung mit gewöhnlichen Porzellanringen etwa gleicher Größe ergab unter den gleichen Destillationsbedingungen (2 Tropfen/Sek.) eine Bödenzahl von io. Eine Kolonne von Zoo cm Höhe und 4 cm Breite ergibt mit den Wickelkörpern gefüllt 15 theoretische Böden, mit Porzellanringen 7,5.
Verwendet man ein- bis zweilagige Wickel aus Drähtgewebestückchen von 4 mm Breite und 4o mm Länge (Drahtstärke o, i mm, Maschenzahl 15oo/qcin) und destilliert 21 des obigen Gemisches bei einer Rückflußmenge von 80o ccm/Std., so findet man eine theoretische Bödenzahl von 28 bis 30. Beispie12 Eine Fraktionierkolonne üblicher Bauart von i m Füllhöhe und 5o mm Durchmesser wurde beschickt a) mit Füllkörpern gemäß Patent 319 558, Anspruch i und 3, aus 0,2 mm starkem Blech; Durchmesser der Füllkörper 6 mm; b) mit Füllkörpern nach Patent 397 197; Durchmesser 6 mm; c) mit Füllkörpern gemäß der Erfindung, hergestellt aus Eisenköpergewebe Nr. 85, Durchmesser 7 mm.
Die Trennwirkung der verschiedenen Füllkörper wurde an einem Gemisch aus i Gewichtsteil reinem n-Heptan und 4 Gewichtsteilen Methylcyclohexan ermittelt. 3 1 des Gemisches wurden in dem die Kolonne tragenden Gefäß zunächst zur Einstellung des Flüssigkeit-Dampf-Gleichgewichtes i Stunde rückfließend gekocht, dann wurden 15 bis 20 ccm mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 5o ccm/Std. abdestilliert. Im Destillat und im Sumpf wurden Brechungsindex und spezifisches Gewicht bestimmt und aus diesen übereinstimmend die Zusammensetzung des Destillats bzw. des Rückstandes ermittelt. Hieraus wurde in bekannter Weise die für die Trennwirkung maßgebende theoretische Bödenzahl berechnet.
Es ergaben sich für Füllkörper

a) . . . .. .. .. .. . 10 bis n2 theoretische Böden

b) . . . . . .. .. . . . 9 bis vo - -

c) . . . . . . . . . . . . 2,o bis 26 - -

Die Füllkörper c) wogen 1054g, die Füllkörpera) dagegen 390o g. Die erfindungsgemäßen Füllkörper sind also den aus den beiden Patentschriften bekannten weitaus überlegen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Füllkörper, insbesondere für Fraktionierkolonnen, aus feinmaschigen Draht- oder Kunstmassegitterstreifen, die zweckmäßig in mehreren Schichten zu formbeständigen zylindrischen Wickeln gerollt sind.