NO812857L - Fremgangsmaate for inndamping av vandige loesninger av glykoler. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for inndamping av vandige oppløsninger av glykoler, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at opp-løsningene bringes til å fordampe i form av en væskefilm i et flertall vertikale filmevaporatorer ved å anvende prinsippet med multippeleffektedestiliasj on.

Disse og andre trekk ved fremgangsmåten fremgår av patent-kravene.

Fremgangsmåten med multippeleffekt^-destillasjon utnyttes da i vertikale filmvarmevekslere anordnet i de suksessive trinn i en eller flere vertikale kolonner.

Hittil har inndamping av vandige oppløsninger av glykoler vært gjennomført ved hjelp av et sett av i rekkefølge anordnede gjenfordampere og evaporatorer, som vist i prosessr-flytskjemaet i figur 1,

I dette flytskjemaet tilføres den vandige oppløsning av glykoler med lav konsentrasjon gjennom ledningen 1 og varmeveksleren (2 hvor den oppvarmes på bekostning av varmeinnholdet i dampen 3) til den første evaporator , Fra den nedre del av evaporatoren kommer det gjennom ledningen 4 ut en mer konsentrert opp-løsning som gjennorn 5 og varmeveksleren 6 sendes til den annen evaporator V 2, hvorfra gjennom ledningen 7 varmeveksleren 8 og ledningen 9 oppløsningen sendes til den tredje evaporator • Fra den sistnevnte, gjennom ledningen 10, varmeveksleren 11

og ledningen 12 sendes den ennå mer konsentrerte oppløsning til den siste evaporator , som holdes under et undertrykk (omtrent 155mm Hg) ved hjelp av ejektoren 16.

I evaporatoren V. blir oppløsningen ytterligere konsentrert og gjennom 13 og pumpen 14 sendes den til tanken 15.

Fra toppene av de første tre evaporatorer kommer damp ut

blandet med små mengder glykol, som kondenseres i varmevekslerne 6, 8 og 11 og samles i beholderne 17 og 18.

De damper som kommer ut fra toppen av den fjerde evaporator kondenseres i kjøleren 19 og resirkuleres sammen med de andre glykolfylte kondensater til glykolanlegget.

For å unngå for store tap av glykoler i dampene sendes vaske-vann gjennom ledningen 20 inn i toppene av evaporatorene

og V4.

Det er nå oppdaget at denne fremgangsmåte til konsentrering av glykolene kan gjennomføres på en enklere måte og med betraktelige besparelser i dampforbruket, i en eneste kolonne oppdelt i et antall trinn ved å anvende prinsippet med'multippeleffekt-destillasjon og ved å anvende vertikale filmvarmevekslere.

Ved konsentreringen anvendes en eneste loddrett kolonne oppdelt

i et antall sylindriske seksjoner som hver omfatter:

(a) en eller flere filmevaporatorer med loddrette rørbunter

uten noen utvendig kappe,

(b) en eller flere mindre skåler som hver er forbundet med

sin bunn til den øvre rørbunt i en av filmevaporatorene som er i den samme seksjon, idet de nevnte mindre skåler er forbundet i den siste seksjon uten filmevaporatorer til det rør som fører til tanken med den konsentrerte oppløsning av glykoler, mens den med sin øvre del er forbundet til den nedre rørplate i en av filmevaporatorene som er i den øvre seksjon, idet de små skåler er forbundet i den første seksjon direkte til-

rørene som tilfører oppløsningen av glykoler som .skal inndampes (c) et system for tetning og for regulering av strømningstakten, anbrakt på bunnen av hver liten skål, for det formål å re-gulere passasjen av oppløsningen av glykoler fra den lille skål til den underliggende filmvarmeveksler

(d) åpninger anordnet ved toppene av sidepartiene av hver

liten skål, med unntagelse av de små skåler i den første seksjon (e) et eller flere hevertrør som forbinder to tilstøtende seksjoner og har til formål å overføre kondensatet samlet i hver seksjon til den neste seksjon, idet den første seksjon også er forsynt med rørene for tilførsel av oppløsningen som skal inndampes til de små skåler (b) og for å innføre den mettede damp for å oppvarme oppløsningen, idet den siste seksjon er forsynt med rør for utslipping av kondensatene,

for uttrekning av den konsentrerte oppløsning av glykoler og for forbindelse med vakuumsystemet.

Med henvisning til figur 2 som viser den vertikale kolonne

som anvendes ved den nye prosess for inndamping av vandige opp-løsninger av glykoler, skal fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen nå beskrives.

Det totale .antall trinn forutsettes bare i illustrerende hensikt

å utgjøre ni trinn og en eneste liten skål og en enkel film-evaporator er forutsatt å være anordnet i hvert trinn.

I tegningen av kolonnen 1 er det med la, 2a og 3a angitt de første tre seksjoner eller trinn og med 7a, 8a, 9a de siste tre seksjoner, mens de tre mellomliggende seksjoner ikke er gitt noen betegnelse.

Den oppløsning som skal inndampes, som ankommer ganske varm

fra etylenoksydanlegget, på grunn av at reaksjonen etylen-

oksyd +^ 2° =<?lykoler er eksotermisk, sendes til den lille skål 4 i det første trinn gjennom røret 2.

Fra den lille skål 4 føres oppløsningen gjennom tetningssystemene og systemet for regulering av strømningstakten 6 inn i filmevaporatorene 8, hvor den ytterligere oppvarmes ved overhetet damp som kommer fra 5 og føres så inn i de små skåler og inn i de underliggende evaporatorer 8 slik at oppløsningen blir mer og mer konsentrert opp til det siste trinn 9a hvor den oppnår den maksimale konsentrasjon og føres derfra gjennom røret 10 inn i tanken.

De damper som utvikles i de små skåler anbrakt etter det første trinn ekspanderes utenfor utløpsåpningene 7 og kondenseres utenfor rørene 8 i filmevaporatorene, mens de samtidig oppvarmer den oppløsning som strømmer i inne i de angjeldende rør.

Kondensatene som oppsamles ved bunnen av hvert trinn føres fra et trinn til det neste ved hjelp av hevertrøret eller rørene 9 ned til det siste trinn, hvorfra de slippes ut gjennom ledningen 11. De damper som forlater den lille skål i det siste trinn 9a kondenseres ved hjelp av kappe-kondensatoren 14.

Rørene og ventilene 12 tjener til å overføre de inerte gasser som eventuelt er til stede fra et trinn til det neste ned til det siste trinn som er forbundet via røret 13 med vakuumsystemet.

For å vise de fordeler som oppnås' véd den nye fremgangsmåte

for inndamping av vandige oppløsninger av glykoler, i forhold til den konvensjonelle prosess, ble det gjennomført en inn-dampningstest av en oppløsning av glykoler som et eksempel ved at to anlegg, henholdsvis et konvensjonelt anlegg og et anlegg som arbeider i samsvar med oppfinnelsen, bestående av en enkelt kolonne, ble tilført den samme mengde pr. time av en vandig oppløsning av glykoler, ved den samme temperatur og under det samme trykk.

Resultatene er oppsatt i den etterfølgende tabell.

I eksemplet gjengitt i det foregående er konsentrasjonen av

den innkommende oppløsning 12,7 vektprosent og konsentrasjonen i oppløsningen som kommer ut er 88 vektprosent. Hvis konsen-trasjonene ved innløpet eller ved utløpet varieres, vil også trykkene og temperaturene ved innløpet og utløpet av kolonnen varieres.

Vanligvis, for et område av glykolkonsentrasjoner på fra 0

til 100%, gjennomføres inndampningen i trykkområdet mellom 20 Kg/cm 2 og 0,03 Kg/cm 2 og i temperaturområdet mellom 200°C

og 30°C.

Som oppsummering tillater anvendelse av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse at følgende fordeler oppnås: (a) en betraktelig besparelse i damp for oppvarming. Forbruket av damp for å konsentrere 41370 Kg/time oppløsning ved hjelp av den kjente prosess er 9150 Kg/time mens forbruket ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for den samme mengde oppløsning er omtrent 1690 Kg/time og besparelsen i damp er derfor 9150 - 1690 . 100 = 81,5%, 9150 (b) mindre omkostninger ved produksjon av mettet damp for oppvarming, da med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen et damptrykk på 3,7 Kg/cm 2 er tilstrekkelig, mens den kjente prosess krever damp under trykk 17 Kg/cm 2. Trykket i den mettede damp for oppvarming er mellom 2 og 4 Kg/cm o i henhold til den initiale konsentrasjon og den endelige konsentrasjon av oppløsningen,

(c) større enkelhet og pålitelighet i systemet som et hele.

En eneste kolonne erstatter i den nye prosess hele sammen-

Claims (4)

1. stillingen av flere kolonner i det kjente system,

   (d) de lavere driftsomkostninger tillater å tjene inn an-leggsomkostningene for et nytt anlegg som arbeider i samsvar med oppfinnelsen, i løpet av et par år, slik at det er tale om en vesentlig besparelse i forhold til tidligere kjent teknikk.

   PATENTKRAV

   1. Fremgangsmåte for inndamping av vandige oppløsninger av glykoler,

   karakterisert ved at oppløsningene bringes til å evaporere i form av væskefilm i et flertall vertikale filmevaporatorer ved å anvende prinsippet med multippeleffekt-destillasjon.
2. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,

   karakterisert ! ved at inndampingen av de vandige oppløsninger av glykoler gjennomføres i en enkel loddrett kolonne, oppdelt i et antall sylindriske seksjoner, som hver omfatter:

   (a) en eller flere filmevaporatorer med loddrette rørbuhter uten en ytre kappe,

   (b) en eller flere små skåler som hver er forbundet med bunnen til den øvre rørplate i en av filmevaporatorene som befinner seg i den samme'seksjon, i den siste seksjon uten filmevaporatorer er de nevnte små skåler forbundet til røret som fører til tanken med den konsentrerte oppløsningen av glykoler, mens hver av de små skåler med den øvre del er forbundet til den nedre rørplate i en av filmevaporatorene som befinner seg i den øvre seksjon, idet de nevnte små skåler i den første seksjon er forbundet direkte til rørene for tilførsel av opp-løsning av glykoler som skal inndampes,

   (c) et system for vedlikehold og regulering av strømningstakten anbrakt ved bunnen av hver liten skål for det formål å- re-gulere passasjen av oppløsningen av glykoler fra den lille skål til filmvarmeveksleren derunder,

   (d) åpninger anordnet ved toppen av sidedelen av hver liten skål, men ikke i de små skåler i den første seksjon,

   (e) et eller flere hevertrør som forbinder to etterfølgende seksjoner og har til formål å overføre kondensatet oppsamlet i hver seksjon til den etterfølgende seksjon, idet den første seksjon er forsynt også med rørene for tilførsel av oppløsningen som skal konsentreres til de små skåler (b) og for innføringen av den mettede damp for oppvarming av den nevnte oppløsning og den siste seksjon er forsynt med rør for å slippe ut det kondenserte vann, for uttrekking av den konsentrerte opp-løsning av glykoler og for forbindelse med vakuumsystemet.
3. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,

   karakterisert ved at trykket i den mettede damp som anvendes for den ytterligere initiale oppvarming av oppløsningen av glykoler er mellom 2 og 4 Kg/cm 2.
4. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,

   karakterisert ved at konsentrasjonen av de vandige oppløsninger av glykoler gjennomføres i trykkinter-vallet mellom 20 og 0,03 Kg/cm 2og i temperaturintervallet mellom 200°C og 30°C i hele konsentrasjonsområdet for glykolene.