DE970851C

DE970851C - Column for the fractional distillation of liquids

Info

Publication number: DE970851C
Application number: DEJ635D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Jost
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1942-06-15
Filing date: 1942-06-16
Publication date: 1958-11-06

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 6. NOVEMBER 1958ISSUED NOVEMBER 6, 1958

J 635 IVc/12 a BIBLIOTHEK J 635 IVc / 12 a LIBRARY

DESDEUTSGHENDESDEUTSGHEN

PATENTAMTESPATENT OFFICE

(Ges. v. 15. 7.1951)(Ges. Of 15.7.1951)

Die Erfindung betrifft eine Kolonne zum fraktionierten Destillieren von Flüssigkeiten mit übereinander angeordneten, abwechselnd feststehenden und umlaufenden Böden, wobei die feststehenden Böden an ihrem äußeren Rand an der Kolonneninnenwand angeordnet sind. Es sind Gaswäscher und Kolonnen mit feststehenden Böden und rotierenden Innenböden bekannt, bei denen auf den feststehenden, als nach unten offene Trichter ausgebildeten Böden an der Kolonnenwand kreisringförmige Auffangrinnen angeordnet sind, von denen radiale Ablaufrinnen ausgehen.The invention relates to a column for the fractional distillation of liquids with one above the other arranged, alternating fixed and rotating floors, the fixed Trays are arranged at their outer edge on the inner wall of the column. They are gas scrubbers and columns with fixed trays and rotating inner trays are known, in which on the fixed, as downwardly open funnel formed floors on the column wall circular Collecting gutters are arranged, from which radial drainage gutters extend.

Bei in der Praxis anwendbaren Kolonnen sind zur Erzielung großer Durchsätze die Ausmaße derart, daß die Zentrifugalbeschleunigung der die rotierenden Böden verlassenden Flüssigkeit den vielfachen Wert der Erdbeschleunigung hat. Selbst wenn man sämtliche die Rotationsbewegungen hemmenden Faktoren berücksichtigt, bleibt dieser Wert so weit über dem der Erdbeschleunigung, daßIn the case of columns that can be used in practice, in order to achieve large throughputs, the dimensions are such that the centrifugal acceleration of the liquid leaving the rotating floors has a multiple value of the acceleration due to gravity. Even if you do all of the rotational movements If the inhibiting factors are taken into account, this value remains so far above that of the acceleration due to gravity that

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die Flüssigkeit als Ring an der Kolonnenwand und am oberen Rand des feststehenden Trichterbodens, also auch in der kreisringförmigen Auffangrinne umläuft, ohne auf den nächsttieferen Umlaufboden zu gelangen. Bei hohen Drehzahlen und hohen Belastungen kann es vorkommen, daß die freien Querschnitte zwischen den umlaufenden und festen Böden fast vollständig von der Flüssigkeit ausgefüllt werden, so daß es nicht möglich ist, den ίο Dampf von unten gegenströmen zu lassen, ohne daß die Flüssigkeit am oberen Ende der Kolonne ausgetragen wird.the liquid as a ring on the column wall and on the upper edge of the fixed funnel bottom, So it also runs around the circular collecting channel without going to the next lower floor to get. At high speeds and high loads it can happen that the free cross-sections between the surrounding and solid floors almost completely filled with the liquid so that it is not possible to let the ίο steam flow in the opposite direction from below without the liquid is discharged at the top of the column.

Dieser Flüssigkeitsstauring wird nun aufgelöst und ein gleichmäßiger Flüssigkeitsdurchsatz durch die Kolonne erreicht, indem erfindungsgemäß auf den festen Böden Leitflächen angeordnet sind, die von der Kolonnenwand ausgehen und nach der Bodenmitte gerichtet sind, wobei die Leitflächen sich in Bogenform von der Kolonnenwand bis an den inneren Rand der Böden erstrecken. Die Höhe der Leitflächen wird so bemessen, daß sie einen Bruchteil der Höhe des zwischen einem festen und einem umlaufenden Boden bestehenden freien Querschnitts ausmacht.This liquid retaining ring is now dissolved and a uniform flow of liquid through reached the column by according to the invention guide surfaces are arranged on the solid floors, the proceed from the column wall and are directed towards the center of the bottom, with the guide surfaces extend in an arch form from the column wall to the inner edge of the trays. The height The baffles are sized so that they are a fraction of the height of between a solid and a free cross-section existing around the floor.

Die Flüssigkeit wird mittels der umlaufenden Böden über die Leitflächen hinweg an die Kolonnenwand gespritzt und fällt unbehindert von der Fliehkraft an der senkrechten Kolonnenwand bis auf die Leitflächen herab. An diesen wird sie von der Kolonnenwand abgestreift und nach der Bodenmitte abgelenkt. Diese Wirkungsweise tritt auch bei waagerechter Anordnung der festen Böden ein, doch ist es zweckmäßig, den. festen Böden eine gewisse Neigung zu geben. Durch die Erfindung läßt sich der Erfolg einer betriebsgünstigen Rückführung der Flüssigkeit nach der Bodenmitte auch in solchen Fällen erzielen, in denen das Mittel der trichterförmigen Ausbildung der Böden nicht zum Erfolg führt. Außerdem bietet die Erfindung den Vorteil, daß der Kolonne eine, niedrige Bauhöhe gegeben werden kann, weil die Rückführung der Flüssigkeit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht von der Neigung der festen Böden abhängig ist.The liquid is transported to the by means of the rotating floors over the guide surfaces Splashed column wall and falls unhindered by centrifugal force on the vertical column wall down to the baffles. At this it is stripped from the column wall and after the Center of the floor deflected. This mode of action also occurs with the horizontal arrangement of the fixed Soils, but it is practical to use the. to give solid floors a certain inclination. Through the Invention can be the success of an operational return of the liquid after Achieve bottom center even in those cases in which the means of the funnel-shaped training the soil does not lead to success. In addition, the invention offers the advantage that the column has a low overall height can be given because the return of the liquid in the inventive Device does not depend on the slope of the solid floors.

Es hat sich herausgestellt, daß durch die Erfindung die erwähnten an Fraktionierkolonnen zu stellenden Anforderungen im hohen Maße erfüllt werden können.It has been found that by the invention, the mentioned fractionation columns to requirements can be met to a high degree.

Diese Wirkung wird unterstützt, wenn man zur Beschleunigung der Rückführung der Flüssigkeit "auf strömungsmäßig günstige Formgebung, gegenseitige Anordnung und Bemessung der Böden achtet.This effect is supported if one tries to speed up the return of the liquid "on flow-wise favorable shaping, mutual arrangement and dimensioning of the floors respect.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachstehend an Hand einer in der Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolonne erläutert. Es zeigt.The device according to the invention is shown below with reference to one in the drawing exemplary embodiment of a column according to the invention explained. It shows.

Abb. ι einen senkrechten Mittelschnitt durch einen Kolonnenteil,Fig. Ι a vertical middle section through a column part,

ßo Abb. 2 einen feststehenden Teller in Ansicht von oben.Fig. 2 shows a stationary plate viewed from above.

In dem aus Ringstücken 1 gebildeten Kolonnengehäuse sind übereinander Ringe 2 gelagert, an denen je ein kegelförmiger Boden 3 ausgebildet ist. Die Böden 3 haben mittige kreisförmige Aussparungen4, durch die eine Welle 5 stehend und mittig hindurchgeführt ist, deren Lager nicht gezeichnet sind. Auf der Welle sind mittels Naben 6 kegelförmige Böden 7 gelagert und durch einen Keil 8 gegen Verdrehung, durch Schraubenmuttern 9 und eine an der Welle ausgebildete Schulter 10 gegen Verschieben in Achsrichtung gesichert. Feststehende und umlaufende Böden wechseln miteinander ab und überschneiden einander.In the column housing formed from ring pieces 1, rings 2 are mounted on top of one another each of which a conical bottom 3 is formed. The floors 3 have central circular recesses4, through which a shaft 5 is upright and passed in the middle, the bearing of which is not shown are. Conical bottoms 7 are supported on the shaft by means of hubs 6 and are supported by a wedge 8 against rotation, by means of screw nuts 9 and a shoulder 10 formed on the shaft Moving in axial direction secured. Fixed and surrounding floors alternate with one another off and overlap each other.

Die auf den oberen umlaufenden Boden gelangende Flüssigkeit, die beispielsweise dem Dephlegmator entnommen ist, wird durch Fliehkraftwirkung in Form eines Filmes oder Schleiers gegen die Gehäusewand geschleudert und sammelt sich auf dem nächstunteren festen Boden. Auf diesem fließt sie nach unten ab und tropft auf den darunterliegenden umlaufenden Boden. Dieser Vorgang wiederholt sich über der ganzen Kolonnenhöhe. Der Dampf strömt dabei der Flüssigkeit entgegen und durchdringt den Flüssigkeitsschleier, wobei sowohl im Schleier als auch auf der Oberfläche der Böden der gewünschte Austausch von Flüssigkeit und Dampf eintritt.The liquid reaching the upper circumferential floor, for example the dephlegmator is taken, is counteracted by centrifugal force in the form of a film or veil the housing wall flung and collects on the next lower solid floor. On this one it flows downwards and drips onto the surrounding soil below. This process is repeated over the entire height of the column. The steam flows against the liquid and penetrates the liquid curtain, both in the curtain and on the surface the desired exchange of liquid and vapor occurs.

Damit nun die Kolonne auch bei Ausführung im technischen Maßstab und dementsprechend großen Fliehkräften wirksam zu arbeiten vermag, wird die tangentiale Bewegung der Flüssigkeit erfindungsgemäß auf den festen Böden in eine gegen die Bodenmitte gerichtete Bewegung umgelenkt. Zu diesem Zweck sind auf den festen Böden Leitflächen 11 vorgesehen, die beispielsweise durch auf den Böden angebrachte Rippen gebildet werden. Diese erstrecken sich gemäß Abb. 2 gekrümmt zwischen dem Innen- und dem Außenrand des feststehenden Bodens in Form einer Kurve, die eine allmähliche Umlenkung der äußeren Flüssigkeitsteilchen gegen die Bodenmitte gewährleistet. Die Höhe der Leitflächen wird so bemessen, daß sie einen Bruchteil der Höhe des zwischen einem festen und einem umlaufenden Boden bestehenden freien Querschnitts ausmacht. Sind derartige Leitflächen nicht vorhanden, so werden die freien Querschnitte bei höheren Drehzahlen oder höheren Belastungen fast vollständig von der Flüssigkeit ausgefüllt, und es ist dann nicht möglich, den Dampf von unten entgegenströmen zu lassen, ohne daß die Flüssigkeit am oberen Ende der Kolonne ausgetragen wird.So now the column is also designed on an industrial scale and accordingly large Centrifugal forces are able to work effectively, the tangential movement of the liquid is according to the invention deflected on the solid floors into a movement directed towards the middle of the floor. to for this purpose guide surfaces 11 are provided on the solid floors, for example by ribs attached to the floors are formed. These extend curved as shown in Fig. 2 between the inner and outer edges of the fixed floor in the form of a curve, the one Gradual deflection of the outer liquid particles towards the center of the soil ensured. the The height of the baffles is dimensioned so that they are a fraction of the height of the between a fixed and a free cross-section existing around the floor. Are such baffles do not exist, the free cross-sections become at higher speeds or higher loads almost completely filled by the liquid, and it is then not possible for the vapor from below to allow countercurrent flow without the liquid being discharged at the upper end of the column will.

Claims

PATENT CLAIMS: ^U 5

i. Column for the fractional distillation of liquids with stacked, alternating fixed and rotating floors, with the fixed floors at are arranged at their outer edge on the inner wall of the column, characterized in that that on the solid floors (3) guide surfaces (11) are arranged, which from the column wall (2) go out and are directed towards the bottom center (4), the guide surfaces (11) in arc

shape from the column wall (2) to the inner edge (4) of the trays (3).

2. Column according to claim 1, characterized in that the fixed (3) and the revolving Bottoms (7) overlap each other and the guide surfaces (11) are much lower in height than the clear cross-sections between the floors.

Considered publications:

German patent specifications No. 210 819, 196,919, 653, 247 047, 545 262, 545 689.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings