Uprawniony z patentu: VEB Cheinieapparatebau, Pinia (Niemiecka Republika Demokratyczna) Urzadzenie do odgazowywania, odwadniania i/albo oddzielania przedgonu oraz pozostalosci w mieszaninach cieklych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do odgazowywania, odwadniania i/albo oddzielania przedgonu oraz pozostalosci cieklych mieszanin wieloskladnikowych i mieszanin kilku substancji zwlaszcza takich mieszanin, które sa wrazliwe na dzialanie podwyzszonej temperatury i na wplyw tlenu, mieszanin o duzej zawartosci wody i/albo skladników przedgonu oraz pozostalosci, które maja wplyw na polimeryzacje, tworzenie sie czastek niezmydlajacych sie, koksujacych sie, tworzenie bezwodników, ponadto do oddzielania takich sub¬ stancji, które nie maja idealnego przebiegu wrze¬ nia i które odznaczaja sie powojtoiyim ustalaniem stanu równowagi przy zastosowaniu pewnego stopnia odgazowania — odwadniania, stopnia wsrt^p- nego, glównego i dodatkowego odparowywania.W znanych urzadzeniach tego typu stosuje sie najczesciej kolumny o róznej budowie i/albo apa¬ rature, w której nastepuje rozprezenie. Wykonuje sie zazwyczalj pólkowe lub ociekowe kolumny oraz laczy sie je w uklady wielokolumnowe.Dla unikniecia przegrzewania cieczy i par, w urzadzeniach do odparowywania i wymiennikach ciepla stosuje sie ostatnio urzadzenia do odpa¬ rowywania obiegowego z wypelnieniem, wzglednie z wymuszonym przetlaczaniem cieczy albo urza¬ dzenia do odparowywania z opadaljaca warstewka cieczy.Stosuje sie takze cienkowarstwowe urzadzenia do odparowywania rotacyjnego. 10 15 25 30 Znane urzadzenia do odparowania, przy wyko¬ rzystaniu rozprezania ogrzanej cieczy, maja wady polegajace na mozliwosci niszczenia produktów przez utlenianie rozpuszczonym tlenem i prze¬ grzania cieczy, przy czym zle rozdzielaja sie posz¬ czególne frakcje, a destylat glówny w mniejszej lub wiekszej ilosci pojawia sie w przedgonie albo w pozostalosci.Dlatego tez dla wiekszosci zastosowan, nie spel¬ nia przeznaczenia urzadzenie skladajace sie tylko z dwóch aparatów: wymiennika ciepla i komory rozprezania.Instalacje wielokolumnowe usuwaja w znacznym stopniu te niedogodnosci ale sa zwiazanie z konie¬ cznoscia zastosowania 3 do 4 pojedynczych apa¬ ratów. Znana jest instalacja do przetwarzania kwasów tluszczowych, zawierajaca czesci do od¬ gazowywania — odwadniania, zespól przedgonu, zespól destylatu glównego oraz zespól odparowy¬ wania wtórnego.Do skutecznego oddzielania gazów, wody i ewen¬ tualnie przedgonów od destylatu glównego, dla niektórych mieszanin konieczna jest duzo wieksza liczba sekcji oddzielania niz w instalacji odga¬ zowywania — odwadniania. Badania istniejacych urzadzen wykazaly znaczne £fcraty destylatu glów¬ nego w oddestylowanej wodzie. Ponadto sekcje przedgonu wymienionej instalacji licza 14 pólek.Wskutek koniecznosci stosowania duzej liczby pólek rozdzielczych dotychczasowe kolumny maja duze 8153581535 3 wysokosci, co pociaga za soba duze straty i nie dopuszcza stosowania nad faza pozostalosci od¬ cieku, dowolnego cisnienia. Podczas gdy w kolum¬ nach pólkowych, wystepuja spadki cisnienia w stosunku do fazy pozostalosci odcieku wyno¬ szace co najmniej 60 torów spadku cisnienia, to kolumny z wypelnieniem wykazuja 4 — 10 torów.W sekcji destylatu glównego, w kftórej odbywa sie destylacja, nie mozna calkowicie uwolnic pozostalosci od destylatu glównego, tak ze konie¬ czne jest dolaczenie urzadzenia do odparowywania wtórnego. Znane jest tez urzadzenie do rekty¬ fikacyjnego frakcjonowania i oddzielania skladni-, ków od dajacych sie odparowac mieszanin cieczy, za pomoca znacznego zmniejszenia temperatury wrzenia, zmniejszenia temperatury odparowywania i zmiany stanu równowagi cieczy, (przez dowolnie wybierane cisnienie ukladu i róznice cisnien, jak równiez przez odparowywanie czastkowe i nieadia- batyczna rektyfikacje. Powyzsze urzadzenie nie nadaje sie do takiego frakcjonowania, by w jednym aparacie zrealizowac podwójna funkcje, rekty¬ fikacyjnego oddzielania przedgonu i destylacyjnego oddzielania destylatu glównego od pozostalosci cieczy.Celem wynalazku jest unikniecie powyzszych niedogodnosci i skonstruowanie urzadzenia, które w przeciwienstwie do dotychczasowych, sklada sie tylko z jednego aparatu o wysokosci znacznie mniejszej od znanych urzadzen, majacego dwa ze¬ spoly, które pozwola na oszczednosc energii i na odparowanie cieczy przy dowolnym cisnieniu ukla¬ du, co jest konieczne dla realizacji wymagan nowoczesnej technologii.Urzadzenie to ma zagwarantowac oddzielanie mieszanin cieklych, zwlaszcza od ich skladników gazowych i/albo wodnych, o rózjnych temlperaturach parowania, przy czym uniknie sie uszkodzenia produktów, osiagnie sie duza wydajnosc i wysoka jakosc oddzielania.Istota wynalazku jest nowa konstrukcja urza¬ dzenia, dzieki której caly proces prowadzi sie tylko w tym jednym aparacie. Skraplacze i sekcje wy- parne do odgazowywania, odwadniania i/albo od¬ dzielania przedgonu sa usytuowane w zbiorniku nad soba, a poszczególne strefy skraplacza i wyparek sa usytuowane w zbiorniku obok siebie talk, ze wy¬ loty sekcji wypornych sa od strony pary i od strony cieczy ze soba polaczone.W dolnej czesci zbiornika znajduje sie takze uklad komór do oddzielania pozostalosci z przy¬ laczanymi oddzielnymi zalewowo^cyrkulacyjnymi wyparkami. Skraplacze, urzadzenia do oopairowy- wania oraz uklad dwóch dolnych komór tworza jeden zbiornik.W urzadzeniu wedlug wynalazku mozna dowol¬ nie obnizac cisnienie w ukladzie. Wskutek obni¬ zenia temperatury wrzenia mieszaniny, zwlaszcza dla mieszanin organicznych, których temperatura wrzenia jest wyzsza od temperatury wody stano¬ wiacej zanieczyszczenie, zmniejsza sie równiez staly sklad molowy substancji organicznej w fazie pary, który jest uniezalezniony od skladu cieczy miesza¬ lo niny zawartej w wodzie i od liczby stopni oddzie¬ lania odcieku.Za pomoca rektyfikacji mozna zmniejszyc czesc cieczy, odparowanej wskutek miejscowego prze- 5. grzania nierównomiernie zmieszanych cieczy, zwla¬ szcza substancji organicznych, przy stalym stezeniu pary.Korzystnie jest jesli urzadzenie do odparowy¬ wania i skraplacze sa w zbiorniku oddzielone zlaczka, przy czym za pomoca wylotów przepro¬ wadza sie strefe paiy z urzadzenia do odparowy¬ wania do skraplacza, a ze skraplacza do nastepnego urzadzenia do odparowywania. 15 Dokladne stykanie sie osrodków realizuje sie za pomoca wielokrotnego umieszczenia obok siebie cze¬ sci wyparek i skraplaczy, oszczedzajac tym samym wysokosci konstrukcji i przestrzeni montazowej.Wskutek znikomej wysokosci konstrukcji i okre- 20 sowego calkowitego skraplania w umieszczonych kolejno obok siebie jednostkach, w których korzyst¬ nie jest doprowadzac pary od góry do skraplaczy, zapobiega sie znaczniejszym stratom cisnienia, przez co mozliwa jest praca iprzy duzo mniejszym 25 cisnieniu.Zaipóbiega sie ponownemu mieszaniu sie cieczy z para, za pomoca przeprowadzania cieczy przez strefe cieczy i strefe pary, korzystnie przy prze¬ puszczalnych ipowierzchniach zraszanych. 30 Odprowadzanez dolnej czesci urzadzenia do odpa¬ rowywania ciecze, odgazowane, odwodnione i/albo oddzielone od przedgonu sa dostarczane przez przelew i -komore do 'drugiego zespolu aparatury, w którym panuje inne cisnienie ukladu, gdzie sa 35 wprowadzane w wielokrotna cyrkulacje i odpa¬ rowywane w kolejno polaczonych sekcjach, przy czym korzystnie jest, jesli przechodza przez urzadzenia do odparowywania z wypelnieniem lub urzadzenia do odparowywania z opadajaca war- 40 stewka i ulegaja bardzo wydajnej destylacji.Korzystnie jest jesli pozostalosc cieczy odprowa¬ dzana jest okresowo lub w sposób ciagly z drugiej komory osadnika, do której jest kierowana z ko¬ mory pierwszej przez zamkniecie hydrauliczne. 45 Poniewaz w umieszczonych obok siebie komorach osadnika nastepuje odparowywanie cieczy, dlatego przy dowolnym Cisnieniu ukladu nie jest konieczne dalsze (przerabianie odcieku.Dzieki mozliwosci wykorzystania w aparacie 50 ciepla skraplania i/albo ciepla fizycznego destyla¬ tu glównego i/albo cieklej pozostalosci fazy od¬ cieku, do podgrzewania w wymiennikach ciepla cieklej mieszaniny doplywajacej i podgrzewania w ukladach czastkowego odparowywania, instalacja 55 jest prowadzona z oszczednoscia energii.Przedmiot wynalazku jest blizej przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przdstawia urzadzenie w przekroju wzdluz¬ nym z podzialem na zespoly I i II, fig. 2 — pólke «o 1, fig. 3 — pólke 2, fig. 4—pólke 3. fig. 5 —odmia¬ ne zespolu I urzadzenia w przekroju wzdluznym, fig. 6 — pólke 4, fig. 7 — pólke 5, fig. 8'— pólke 6 odmiany II urzadzenia.Jak pokazano na rysunku urzadzenie wedlug 65 wynalazku zawiera pólki 1, 2, 3, 4, 5, 6. Króoiec 75 laczy przestrzen 8 zbiornika 9 z urzadzeniami towa¬ rzyszacymi. W srodku zbiornika 9 znajduje sie przelew 10. Irony króciec 11 zasila przestrzen gór¬ nego zesipolu I czynnikiem chlodzacym. Króciec 12 laczy ta przestrzen ze spustem destylatu. Króciec 13 5 laczy zespól I zbiornika 9 z zasilaniem po wstep¬ nym podgrzaniu. Zbiornik 9 zawiera sekcje wypar- na 14 z wylotami 15 do rur 16 polaczona z komo¬ ra 17 i skraplaczem 18. Sekcja wyparna 19 laczy sie z komora opadowa 20. Nad sekcja wyparna 19 io znajduje sie komora 21 oraz wyloty 22 rur 23. Urza¬ dzenie zawiera skraplacz 24 i sekcje wyparna 25 do ostatniego odparowania czastkowego. Króciec 26 sluzy do odprowadzenia pozostalosci od desty¬ latu glównego. Czesc zbiornikowa 27 sluzy do gro- 15 madzenia destylatu.Komora zanurzeniowa 28 kieruje destylat do przestrzeni 8. Stad wedruje do komory pierscie¬ niowej 29 przez rure 30 i zasila wyparke 31. Od¬ ciek jest odciety zamknieciem hydraulicznym 32 20 i kierowany jest do komory cylindrycznej 33, która wspólpracuje z wyparka 34 pod ukladem wlewo¬ wym 35, ponizej którego znajduje sie rura 36 syfo¬ nu. W innym przykladzie wykonania wynalazku zespól I zbiornika 9 zawiera wyparki 37, 38, 39 25 i górne pólki skraplaczy 40, 41, komory skroplin 42, 44 i parowe 43, 45 oraz komore 46 odprowa¬ dzenia.Urzadzenie wedlug wynalazku w przykladzie wykonania oznaczonym jako odmiana I dziala nastepujaco. Odmiana I. Pare mieszaniny destylat/u glównego, wychodzaca przez króciec 7, skrapla sie w wymienniku ciepla tak, aby pare wprowadzac od góry do rur wymiennika ciepla, gdzie ulega ona 35 skropleniu w opadajacym strumieniu. Wspomaga sie przy tym dzialanie przewodu ssacego, umiesz¬ czonego z boku dolnej czesci wymiennika ciejpla dla wytworzenia podcisnienia w przestrzeni dol¬ nego zesipolu II zbiornika 9, unikajac mozliwego 40 spadku cisnienia.Destylat glówny, odprowadzany z wymiennika ciepla jest skierowany przez chlodnice, regu¬ lowana w celu .dodatkowego schlodzenia do stalej temperatury i jako czynnik chlodzacy dla sekcji 45 wyparnych 14, 19 i 25 jest wprowadzany do gór¬ nego zespolu I przez króciec 11. Destylat glówny opuszczany jest w aparacie przez króciec 12. Czyn¬ nikiem chlodzacym powyzszego wymiennika ciepla jest doprowadzana mieszanina 'przeznaczona do 50 odigazowania odwodnienia i/albo oddzielenia od przedgonu.Mieszanina to, po wstepnym podgrzaniu w wy¬ mienniku ciekla dojplyWa przez króciec 13 do zes¬ polu I zbiornika 9. Mieszanine te kieruje sie na 55 pólke 3 i do sekcji wyparnej 14, gdzie scieka po elementach tej strefy, ulegajac czesciowemu odpa¬ rowywaniu. Pary czastkowe, przez wyloty 15 sa doprowadzane do rury 16, nastepnie przez komore 17 dostaja sie do skraplacza 18. Skropliny wytwo- 60 rzone z wody i/albo przedgonu, razem z odparo¬ wanymi skladnikami destylatu glównego sa dopro¬ wadzone przez polke 3 do sekcji wyparnej 19 i ulegaja tutaj czesciowemu odparowywaniu. Ciecz te mozna ewentualnie doprowadzic do pólki 3, przez 65 6 komore opadowa 20 dla wytworzenia podcisnienia w Obszarze komory 21 i uzyskanie róznicy cis¬ nienia miedzy nastepnymi czesciami urzadzenia do odparowywania.Pary o wiekszym stopniu wzbogacenia sa kiero¬ wane ponownie do" góry, przez wyloty 22 i przez pólke 1 dostaja sie do skraplacza 24. Wytworzone skropliny doplywaja przez pólke 3 do sekcji wypa¬ rnej 25, gdzie nastepuje ostatnie OKlparowywanie czastkowe. Wskutek odparowywania czastkowego i nieadiabatycznej rektyfikacji, która ma miejsce w czesciach urzadzenia do odparowywania, woda i/albo przedgon sa selektywnie oddzielane od des¬ tylatu glównego i sa odprowadzane z aparatury przez króciec 26.Destylat glówny w postaci cieklej, odgazowany odwodniony i/albo oddzielony od przedgonu, od¬ prowadzony z dolu sekcji wyparnych 14, 19, 25 jest zbierany w czesci zbiornikowej 27, do której maja ujscie konce rur sekcji wyparnych 14, 19, i 25.Destylat fen zostaje wstepnie podgrzany i przedo¬ staje sie przez przelew 10 i komore zanurzeniowa 28 do przestrzeni 8 zespolu II, w którym panuje wyzsze cisnienie. Tutaj ewentualnie, destylat ciekly jest kierowany przez rure 30 do komory pierscie¬ niowej 29 osadnika i jest poddany cyrkulacji, ulegajac odparowywaniu w wyparce 31. Skladniki destylatu glównego ulegaja oddestylowaniu i opusz¬ czaja zbiornik 9 przez króciec 7.Faza odcieku przechodzi przez zamkniecie hydra¬ uliczne 32 do komory cylindrycznej 3$ i jest pod¬ dawana recyrkulacji i ulegajac dodatkowemu odparowywaniu w wyparce 34. Uklad wlewowy 35 kieruje pare i ciecz w ten sposób, ze para z wypa¬ rki 34 dostaje sie ponownie, wylacznie do komory pierscieniowej 33, a swieza ciecz zawierajaca fa¬ ze odcieku, doplywa wylacznie z komory pierscie¬ niowej 29. Otrzymane w wyparce 34 pary destylatu sa równiez odprowadzane ze zbiornika 9 przez króciec 7. -Pozostalosc ciekla ze zbiornika 9 od¬ prowadza sie rura 36 wykonana w postaci prze¬ lewu lub syfonu, okresowo lub w sposób ciagly.Pozostalosc ta dostaje sie do pojemnika, który jest dolaczony do przewodu prózniowego wymiennika ciepla, dla skraplania destylatu glównego.Odmiana II. W odmianie tej, zespól II urza¬ dzenia do odparowywania jest analogiczny jak w odmianie I. Natomiast zespól I rózni sie tym, ze pary wytworzone kazdorazowo w wyparkach 37 i 38, za pomoca zewnetrznie usytuowanych po¬ laczen, zwlaszcza za pomoca rur, sa kierowane do górnych pólek skraplaczy 40 i 41. W ten sposób zostaje wykorzystany nie tylko pelny przekrój pe¬ ków rur wyparki i skraplacza, lecz powstaje rów¬ niez mozliwosc utworzenia czesci wyparki 37 dwu¬ krotnie wiekszej, w której powinny zostac oddzie¬ lone woda i/albo sklaldniki przedgonu calej mie¬ szaniny doplywajacej. Ciecz i opary sa kierowane przez komory skroplin 42 i 44 loraz przez komory parowe 43 i 45 w ten sposób, ze po kolei prze¬ chodza przez wyparki 37, 38 i 39 oraz przez skra¬ placze 40 i 41. Podobnie jak w odmianie I, pare mozna odprowadzac z komory 46, i81535 Odmiana III. Odmiana ta tym rózni sie od od¬ miany I, ze rury parowe 16 i 23 miedzy skrapla¬ czami zespolu I sa zastapione elementami skrapla¬ cza, zwlaszcza pekami rur. Przy takich samych etapach procesu jak w odmianie I, wznoszace sie pary musza puzechodzic przez tevpeki rur, ulegajac skraplaniu czastkowemu a tym samym tnie adia¬ batycznej rektyfikacji Skroplmy zwrotne mieszja sie przy .tym z dobywajacymi skroplinami lub z caloscia skroplin, z poprzedniego zespolu. Dla niektórych mieszanin jest konieczne dodatkowe wzbogacenie substancji. PL PL