HU180662B - Process for the concentration of aqeous solutions of gly - Google Patents

Description

Eljárás glikolok vizes oldatának betöményítésére

A találmány glikolok vizes oldatának a betöményítésére alkalmas eljárásra vonatkozik.

Az eljárásnál több lépcsős desztillációt alkalmazunk, amelynek során vertikális filmhöcserélőket használunk egy vagy több vertikális kolonnában egymást követő lépcsőkben elrendezve.

Glikolok vizes oldatainak a betöményítését jelenleg egy sor egymást követően elrendezett forraló és bepárló segítségével végzik, amelyet az l. ábra szerinti folyamatábra szemléltet.

E folyamatábra szerint a glikolok kis töménységű vizes oldatát az l vezetéken és a 2 hőcserélőn (ahol a 3 vezetéken érkező gőzzel felmelegítik azt) a V, első bepárlóba táplálják be. A V, bepárló alsó részéből a 4 vezeték útján töményebb oldat távozik, amelyet az 5 vezetéken és a 6 hőcserélőn keresztül a V₂ második bepárlóba továbbítanak, amelyből a 7 vezeték, a 8 hőcserélő és a 9 vezeték segítségével az oldatot a V₃ bepárlóba viszik, ebből a bepárlóból a 10 vezetéken, all hőcserélőn és a 12 vezetéken át a koncentráltabb oldatot a V₄ utolsó bepárlóba szállítják és vákuum alatt (körülbelül 150 Hgmm) tartják a ló ejektor segítségével.

A V₄ bepárlóban az oldat még töményebb lesz, ahonnan azt a 13 vezetéken és a 14 szivattyún keresztül a 15 tartályba viszik.

Az első három bepárló fejrészéről kis mennyiségű glikollal kevert gőz távozik, amely kondenzál a 6, 8 és ll hőcserélőkben és összegyűlik a 17 és 18 edényekben.

A V₄ bepárló fejrészéből távozó gőzök kondenzálód nak a 19 hűtőben és ezeket más glikol-tartalmú kondenzátumokkal együtt visszakeringtetik a glikolüzembe.

Annak érdekében, hogy elkerüljék a gőzökben levő glikolveszteségeket, a 20 vezetéken át mosóvizet adagolnak a V₃ és V₄ bepárlók fejrészébe.

Azt találtuk, hogy a glikolok betöményítésének a folyamatát egyszerűbb módon és jelentős gőzmegtakarítással egyetlen kolonnában vitelezhetjük ki, amely számos olyan lépcsőre van osztva, amelyek a többszörös hatású desztilláció elvét valósítják meg és ennél a kolonnánál vertikális filmhőcserélőket használunk,

A találmány tárgya új eljárás glikolok vizes oldatainak a betöményítésére, amelyre az jellemző, hogy a betöményítést egyetlen vertikális kolonnában valósítjuk meg, amely számos olyan hengeres szakaszra van osztva, amely szakaszok mindegyike

a) egy vagy több külső köpeny nélküli vertikális csőköteggel rendelkező filmbepárlót foglal magában,

b) egy vagy több kis tányért tartalmaz, amelyek mindegyike alsó részével ugyanabban a szakaszban levő filmbepárlók egyikének a felső csőkötegéhez kapcsolódik, a kis tányérok a filmbepárlókkal nem rendelkező legutolsó szakaszban ahhoz a csőhöz csatlakoznak, amely a betöményített glikol-oldatot tartalmazó tartályhoz vezet, míg felső részével a felső szakaszban levő filmbepárlók egyikének az alsó csőrácsához kapcsolódik, a kis tányérok pedig az első szakaszban közvetlenül azokkal a csövekkel vannak összekötve, amelyek a betöményítendő glikol-oldatot szállítják be,

c) egy zárórendszer és áramlási sebességet szabályozó

-1180662 rendszer van elhelyezve mindegyik kis tányér alján a glikol-oldatnak a kis tányérról az alatta levő filmhőcserélőbe történő szállítására,

d) mindegyik kis tányér oldalrészének a felső felén nyílások vannak kialakítva az első szakasz kis tányérjai kivételével, a kolonna ej rendelkezik továbbá egy vagy több, két szomszédos szakaszt összekötő és az egyes szakaszokban összegyűlt kondenzátumnak a következő szakaszba való átszállítására szolgáló szivornyacsővel, mimellett az első j-vakasz el van látva a betöményítendő oldatnak a kis tányérokra történő szállítására és az oldat melegítésére szolgáló, telített gőz bevitelére alkalmas csövekkel is, míg az utolsó szakasz fel van szerelve a kondenzátumok eltávolítására, a betömény ített glikol-oldat extrahálására és a vákuumrendszerrel való összekötésre alkalmas csövekkel.

A vertikális kolonnát bemutató 2. ábrára hivatkozva, részletesen is leírjuk a glikolok vizes oldatainak a betöményítésére alkalmas találmány szerinti eljárást.

Tegyük fel, csupán szemléltetés céljából, hogy a lépcsők vagy szakaszok száma kilenc és egy kis tányér, valamint egy filmbepárló van mindegyik lépcsőben.

A rajzon az 1 kolonnában az la, 2a és 3a az első három szakaszt vagy lépcsőt, míg a 7a, 8a és 9a az utolsó három szakaszt jelöli, a közbenső három szakaszt nem tüntettük fel, mivel akkor a rajz nagyon terjedelmes lett volna.

A betöményítendő oldatot, amely még melegen érkezik egy etilénoxid-üzemből, mivel az etilénoxid+H₂O= glikol reakció exoterm, az első lépcső 5 kis tányérjára visszük a 2 cső segítségével.

A 4 kis tányérról az oldat a zárórendszereken és a 6 áramlási sebességet szabályozó rendszeren keresztül a 8 filmbepárlóba kerül, ahol azt az 5 vezeték útján érkező friss gőzzel még felmelegítjük. Az oldat igy a kis tányérokra és az alattuk levő 8 bepárlókba jut. Az oldat mind töményebb lesz egészen az utolsó 9a lépcsőig, ahol eléri a legnagyobb töménységet, és ahonnan azután a 10 csövön keresztül a tárolóba visszük.

Az első lépcső után elhelyezett kis tányérokon fejlődött gőzök a 7 kiömlő nyílásokon át távoznak és a 8 filmbepárlók csöveinek a külsején kondenzálódnak, miközben felmelegszik az e csövek belsejében egyenáramban folyó oldat.

Az egyes lépcsők alján összegyűlt kondenzátumot az egyik lépcsőből a másikba vagy az utolsó lépcsőbe vezetjük a 9 szivornyacsövek segítségével, ahonnan azután azt a 11 vezeték útján elvisszük. Az utolsó 9a lépcsőből távozó gőzök a 14 kettős falú kondenzátorban lecsapódnak.

A csövek és a 12 szelepek arra szolgálnak, hogy az esetleg jelen levő gázokat az egyik lépcsőből a másikba, majd az utolsóba szállítsák, amely a 13 cső útján a vákuumrendszerrel van összekötve.

Annak érdekében, hogy bemutassuk a glikolok vizes oldatainak a betöményítésére szolgáló találmány szerinti eljárás előnyeit a hagyományos módszerhez képest, példaképpen a betöményítendő glikol-oldat betöményítését egy hagyományos és egy új, egyetlen kolonnából álló berendezésben végezzük. Ehhez ugyanolyan mennyiségű vizes glikol-oldatot táplálunk be óránként, ugyanazon a hőmérsékleten és ugyanazon a nyomáson.

A kapott eredményeket a következő táblázatban foglaljuk össze.

Hagyományos üzem

370 kg/óra

150 C° kg/cm²

952 kg/óra

84,85 súly'%

C°

0,2 kg/cm² 9 150 kg/óra

17 kg/cm²-i

Betáplálás (12,7%-os glikololdat)

Hőmérséklet

Nyomás

Tömény oldat mennyisége

Töménység

Kilépési hőmérséklet

Kilépési nyomás

Gőzfogyasztás

Találmány szerinti üzem

370 kg/óra

150 C° kg/cm²

900 kg/óra súly%

C°

0,1 kg/cm²

690 kg/óra

3,7 kg/cm²-nél

A találmány szerinti eljárással kivitelezett példánál a betáplált óidat koncentrációja 12,7 súly%, míg a kilépő oldat koncentrációja 88 súly%. Abban az esetben, ha változnak a koncentrációk a kolonnába való betáplálásnál és az elvitelnél, akkor a nyomások és a hőmérsékletek is váltakoznak a betáplálásnál és az elvitelnél.

Rendes körülmények között 0—100% glikolkoncentráció-tartományra a betöményítést 20 kg/cm² és 0,03 kg/cm² közötti nyomáson és 200—30 C° hőmérséklet-tartományban vitelezzük ki.

Összefoglalva elmondhatjuk, hogy a találmány szerinti új eljárás a következő előnyökkel rendelkezik:

a) Jelentős mennyiségű fűtőgőzt takarítunk meg.

A 41 370 kg/óra mennyiségű oldat betöményítésénél gőzfogyasztás az ismert eljárás esetén 9150 kg/óra, míg a találmány szerinti új eljárásnál ugyanolyan mennyiségű oldat bctöményítéséhez szükséges gőzmennyiség 1690 kg/óra, a gőzmegtakaritás ennélfogva:

9150—1690

9150

100=81,50%.

b) csökken a melegítésre használt telített gőz termelésének a költsége, mivel a találmány szerinti eljárásnál 40 3,7 kg/cm² nyomású gőz is elegendő, míg az ismert eljárás esetében 17 kg/cm² nyomású gőzre van szükség. A melegítésre használt telített gőz nyomása 2 kg/cm² és 4 kg/cm² közötti tartományban van az oldat kezdeti koncentrációja és végső koncentrációja esetén,

c) a rendszer sokkal egyszerűbb és gazdaságosabb, mint az ismert rendszer, ugyanis az egykolonnás új eljárás helyettesíti az ismert rendszer szerinti néhány kolonnából álló együttest,

d) a kisebb üzemelési költség lehetővé teszi, hogy 50 körülbelül két évvel rövidítsük az új beruházási költségeket.

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás vizes glikol-oldatok betöményítésére, azzal jellemezve, hogy a vizes glikol-oldatokat egyetlen olyan vertikális kolonnába vezetjük be, amely hengeres szakaszokra van osztva, és amelynek mindegyike tartal60 máz

   a) egy vagy több kis tányért, amelyek mindegyike alsó részével ugyanabban a szakaszban levő filmbepárlók egyikének a felső csőrácsához kapcsolódik, a kis tányérok a filmbepárlókkal nem rendelkező legutolsó 65 szakaszban ahhoz a csőhöz csatlakoznak, amely a be
2. 2 töményített glíkol-oldatot tartalmazó tartályhoz vezet, míg a felső részével a felső szakaszban levő filmbepárlók egyikének az alsó csőrácsához kapcsolódik, a kis tányérok pedig az első szakaszban közvetlenül azokkal a csövekkel vannak összekötve, amelyeken a betöményítendő glikol-oldatot tápláljuk be,

   b) egy, az áramlási sebességet fenntartó és szabályozó rendszert, mindegyik kis tányér alján, amelyen át a glikol-oldatot a kis tányérról az alatta levő filmhőcserélőbe szállítjuk,

   c) egy vagy több, külső köpeny nélküli, beágyazott vertikális csőköteggel rendelkező filmbepárlót, amelyben az oldatot betöményítjük,

   d) mindegyik kis tányér oldalsó részének a felső felén nyílásokat az első szakasz kis tányérjai kivételével, amelyeken keresztül a keletkező gőzöket elvezetjük,

   e) egy vagy több, két egymást követő szakaszt összekötő szivornyacsöveket, amelyeken keresztül az egyes szakaszokban összegyűlt kondenzátumokat a kövei²' kező szakaszba átszállítjuk; az első szakasz a betöményítendő oldatnak a kis tányérokra történő szállítására és az oldat melegítésére szolgáló, telített gőz bevitelére 5 alkalmas csöveket, míg az utolsó szakaszban olyan csöveket, melyeken keresztül a kondenzátumokat és a betöményített glikol-oldatot eltávolítjuk és a rendszerben vákuumot létesítünk.

   10 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a glikol-oldat további kezdeti melegítésére 2—4 kg/cm² nyomású telített gőzt használunk.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási mód15 ja, azzal jellemezve, hogy a vizes glikol-oldatok betöményítését 20—0,03 kg/cm² nyomástartományban és 200—30 C° hőmérséklet-tartományban végezzük, a teljes glikol koncentráció-tartományban.