NO167898B - Destillasjonskolonne - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører platedestillasjons-kolonner, som angitt i krav l's ingress.

Mer spesielt vedrører den en destillasjonskolonne, hvori bunnene - i form av halvsirkler - er anordnet vekselvis på

hver side av en kontinuerlig vertikal vegg og langs denne,

i det veggen deler kolonnen i to sektorer som er forseglet mot passasje av damper, og som hver inneholder en serie bunner , idet hver bunn i den samme serie er adskilt i en fast avstand D og hvor hver av bunnene ved en av dens sidekanter har et vaeskemottagnede område, og ved den andre et utskåret snitt, som danner et væskeoverløp, og hvor mottagerarealene og overløpene veksler i rekkefølgen av de på hverandre anordnede bunner, noen ganger på én side, og andre ganger på en annen side av en bunn, slik at væsken følger en skrueformet bane.

Slike kolonner er kjent og én er beskrevet i fransk patent

nr. 85.01874. For å bibeholde en høy destillasjonshastighet pr. tidsenhet er det forsøkt å tilveiebringe maksimale væske- og dampstrømningshastigheter i kolonnen. Verdien for disse strømningshastigheter bestemmes av trykktapet for gass- og dampstrømmer, som stiger fra én bunn til den neste. Ytterligere vil dette trykktap og

vaeskestrømningshastigheten være bestemmende for høyden h,

for væskefyllingen i overstrømsbrønnen, som mater hver bunn. Denne høyde h er parameter som det tas hensyn til ved konstruksjon av destillasjonskolonnen, spesielt for bestemmelse av avstand D mellom bunnene, som vanligvis er av størrelsesorden 2 h, bortsett fra i de tilfeller hvor føringen av væske av gassfasen betinger en høyere begrensning.

Trykktapet Ap og gass- og dampstrømmen som stiger opp fra

én bunn til en annen, er relatert både til høyden H og til avstanden D mellom på hverandre følgende bunner.

I en konvensjonell kolonne forsynt med en kryssende vaeskestrøm i forhold til gassen, og hvis konstruksjon var definert ved å bestemme verdien av D i forhold til de ønskede væskestrømningshastigheter, er avstand D mellom på hverandre følgende bunner konstant.

I realiteten da de stigende gasser og damper utsettes for den samme nedsettelse av trykktapet Ap, mens den nedsynkende væske møter den samme trykkforøkning ^p i hvert gap mellom på hverandre følgende bunner, så er det ingen grunn til å konstruere en eventuell usymmetrisk avstand mellom på hverandre følgende bunner.

Det er ganske forskjellig for en halvplatekolonne, med skrueformet strøm for væsken. I realiteten vil i slike kolonner, hvis gassene for en gitt gasstrøm stiger opp inne i en gitt sektor av kolonnen, hele tiden utsettes for en lik nedsettelse av trykktapet Ap, fra én bunn til den andre,mens væsken, avhengig av hvorvidt den passerer under dens skrueformede bane, eksempelvis fra venstre til høyre eller fra høyre til venstre, møter når den endrer sektor * noen ganger det samme trykk når væsken passerer fra én halvbunn i en første sektor til en andre halvbunn i den andre sektor, over hvilke bunner, betegnet med bunner av samme orden eller isobar, vil det samme trykk herske og enkelte ganger et annet trykk når væsken passerer fra én halvbunn i den andre sektor til den andre halvbunn i den første sektor, hvor det eksisterende trykk forøkes med et trykktap på Ap, i forhold til den første halvbunn.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den idé at ved å innføre, i destillasjonskolonner med skrueformet væskestrøm, en usymmetri i avstanden mellom halvbunnene, og er særpreget slik som angitt i krav l's karakteriserende del.

Ytterligere trekk fremgår av krav 2 og 3.

Fordelen med et slikt arrangement er åpenbar, ettersom det tillater at det kan anordnes et større antall halvbunner i en kolonne av en gitt lengde, eller for et gitt antall bunner kan høyden av kolonnen reduseres.

Oppfinnelsen skal illustreres mere detaljert ved hjelp av de følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en konvensjonell kolonnedel med over hverandre liggende bunner, som tilveiebringer en kryssende væskestrøm i forhold til gassen, Fig.2 viser skjematisk en kolonne delt med halvbunner som er forskjøvet aksielt i forhold til væsken i skrueretningen, i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser grafisk variasjon av det maksimale tillatte trykk som en funksjon av avstanden d mellom en halvbunn i én sektor i forhold til to halvbunner av den andre sektor av kolonnen.

I en konvensjonell kolonne slik som vist i fig. 1 vil, avhengig av ' driftsbetingelsene og spesielt på trykkene av dampene og strømningshastighetene, overstrømningsbrønnen for væsken som mater til over hverandre liggende bunner, etablere et væskenivå h, hvorav en del utbalanserer trykktapet Ap som den strømmende væske møter fra én bunn til en annen i hvert gap mellom bunnene. Således, hvis trykket i gapet mellom et bunnpar hvor gassinnløpstrykket er PO, så vil dette trykk får verdiene PO- p, PO-2 p, PO-3 p etc. i gapene mellom parene av de øvre bunner. Da dette trykktap er identisk mellom hvert platepar, og da drifts-betingelsene forblir stabile, kan avstanden D som adskiller to over hverandre liggende bunner, forbli identisk og er vanligvis lik 2 h.

En sirkulært oppdelt kolonne med skrueformet væskestrøm, er oppdelt ved hjelp av en vertikal vegg 10 i to gass- og damptette sektorer A og B, hvor hver sektor inneholder en skjøvet i kolonnens aksielle retning i forhold til halvplatene av den andre serie med en avstand d som er mindre enn halvparten av D.

Væsken som strømmer fra venstre mot høyre i de samme isobare bunner av samme orden, nemlig passerende i rekkefølge fra bunnene 3a, 2a, la mot platene 3b, 2b, lb møter over alt et medium ved det samme trykk. På en annen måte, væsken som strømmer fra høyre mot venstre, nemlig som passerer henholdsvis fra bunnene 3b, 2b mot 2a, la. De vil hele tiden møte et trykk større enn Ap i forhold til de trykk som de nettopp har forlatt. Som ovenfor nevnt er avstanden mellom på hverandre følgende bunner avhengig av, blant annet trykktapet ved nivået for gassen som stiger opp mellom bunnene, hvilket er et spørsmål om motbalanse ved hjelp av et passende væskenivå i overstrømningsbrønnen.

I fravær av trykktap, når væsken møter en bunn hvor det samme trykk hersker som det i bunnen som væsken just har forlatt, muliggjør at to på hverandre følgende bunner kan beveges nærmere hverandre, slik som det er tilfelle for bunnene med den samme isobarorden, nemlig la og lb, 2a og

2b, 3a og 3b. Da de siste bunner i den samme serie forblir adskilt i en konstant avstand D, vil driftsbetingelsene for dampfasen forbli god. På den annen side da væsketrykket må bibeholdes i overstrømningsbrønnen mellom platene som utsettes for et trykktap nemlig 3b og 2a,2b og la, kan dette oppnås ved avstanden D-d mellom bunnene i den samme sektor.

Forskyvningen d av halvbunn i en sektor i forhold til halvbunnen ved den samme damp- eller væskepassasjeorden, nemlig avstanden mellom halvbunnene som hører til

forskjellige sektorer, men anordnet i den samme damp- eller væskepassasjeorden, kan variere mellom 0,4 D og 0,15 D. Den grafiske fremstilling vist i fig. 3. viser variasjon av det maksimalt tillatelige væsketrykk som en funksjon av

ordinaten d, når verdien for den siste varierer mellom grensene 0 og D, det vil si ved å variere avstanden av en halvbunn i en sektor i forhold til avstanden som adskiller to halvbunner i den motstående sektor. Det har vist seg at for en petroleum- eller bensinstabiliserende kolonne, hvor avstanden mellom to på hverandre følgende halvbunner i den samme sektor er 600 mm, vil det maksimale tillatte væsketrykk ikke opptre midtveis, det vil si når halvbunnen av en sektor er halvveis mellom to halvplater av den motsatte sektor (300 mm). Det kan sees at optimum nåes for en verdi på ca. 150 mm, i forhold til halvplaten av den samme orden ( isobar) i den motstående sektor, hvilket tilsvarer en verdi på ca. 450 mm for avstanden i forhold til den andre halvbunn av en annen orden (isobar) tilhørende den motstående sektor, hvilket tilsvarer verdien på ca. 450 mm for avstanden i forhold til den andre halvbunn av en annen orden tilhørende den motsatte sektor. Disse avstander plasserer halvbunnen la henholdsvis ved 150 mm fra bunnen lb og i en avstand av 450 mm fra bunnen 2b.

5

Claims (3)

1. Destillasjonskolonne hvori halvsirkulære bunner er anordnet langs hver side av en kontinuerlig vertikal vegg (10) hvilken vegg deler kolonnen i to damptette sektorer (A, B) som hver inneholder en serie bunner (la, 2a, 3a og lb, 2b, 3b), hvor avstanden mellom på hverandre følgende bunner i samme serie er lik D og hvor hver bunn ved en av sine hjørner har et væskemottagende område og ved det andre hjørnet, et overløp som kommuniserer med den nærmest nedenforliggende bunn på den andre side av veggen (10) og hvor denne bunn har anordnet et tilsvarende overløp ved det andre hjørnet osv., slik at væsken følger en skrueformet bane nedad, karakterisert ved at rekken av halvbunner i en første sektor er forskjøvet i kolonnens aksielle retning med hensyn til den andre, serie i den andre sektor i en avstand d som er mindre enn halvparten av avstanden D.

2. Kolonne i følge krav 1, karakterisert ved at avstanden d mellom halvbunnene tilhørende forskjellige sektorer, men plassert i den samme damp- eller væskepas-sas jeorden, ligger i området 0,4 D og 0,15 D.

3. Kolonne i følge krav 1 eller 2, karakterisert ved at avstanden d er lik 0,3 D.