SK278194B6 - Boiler of vacuum rectifying column - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka varáka vákuovej rektifíkačnej kolóny na destilačné delenie zmesí tepelne nestálych látok, ktoré pri dlhodobom vystavení účinku zvýšených teplôt sa rozkladajú, alebo inak chemicky menia.

Doterajší stav techniky

Z hľadiska možnosti tepelného poškodenia termolabilnej látky je varák rektifíkačnej kolóny najvážnejším miestom, čas pobytu spracovávanej kvapaliny v ňom má byť preto čo najkratší. Túto požiadavku splňujú varáky filmového typu, napríklad varák so splývajúcim filmom kvapaliny, ktorý je vlastne vertikálnym rúrkovým výmenníkom tepla s filmom spracovávanej kvapaliny na vnútornej stene rúrok. Nevýhodou varákov s touto konštrukciou je, že rozdelenie kvapaliny rovnomerne na všetky rúrky sa nedá spoľahlivo zabezpečiť. Väčší význam majú potom filmové rotorové odparky vo funkcii varáka pre rektifikačnú kolónu, napríklad podľa Schweiz. 248 799 a US 2 596 086 s rotorom s pevnými lopatkami, alebo podľa Ger. I 061 293 a Brit. 740 561 s rotorom s pohyblivými lopatkami. Kvapalinový film na ohrevnej ploche je priamo alebo nepriamo premiestňovaný účinkom rotora, ktorý sa pohybuje s relatívne vysokou frekvenciou. Zabezpečí sa tým popri krátkom čase pobytu aj rovnomerné rozdelenie kvapaliny po celej odpamej ploche a výhodné pomery na prestup tepla. Nevýhodou zariadení tohto konštrukčného typu je ich zložitosť, vysoká cena a vysoké nároky na presnosť výroby, montáž a prevádzkovanie. Spoločnou nevýhodou oboch spomínaných typov varákov je skutočnosť, že majú jedinú teplovýmennú plochu, na ktorú prichádza spoločne aj čerstvý nástrek, aj spätný tok z rektifíkačnej kolóny. Keďže odparovanie nástreku v prípade viskóznych, živičných alebo tuhnúcich destilačných zvyškov býva často spojené s technickými ťažkosťami, zbytočne tu dochádza k zmiešavaniu nástreku a spätného toku, ktoiý už raz prešiel parnou fázou a neobsahuje už spomínané problémové zložky nástreku.

Podstata vynálezu

Spomínané nevýhody sú odstránené pri varáku pre vákuovú rektifikačnú kolónu podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že je tvorený dvoma odpamými valcami, pričom na vnútornom odpamom valci je nasunutý vnútorný stierač a do vonkajšieho odpamého valca je zasunutý vonkajší stierač, a hrdlo nástreku ústi nad vnútorným odpamým valcom a hrdlo refluxu ústi nad rozdeľovacím žľabom.

Varák pre vákuovú rektifikačnú kolónu podľa vynálezu má v porovnaní s doteraz konštrukčnými riešeniami rad výhod. Zachováva sa v ňom stieraný film na oboch odpamých plochách, čím sa zabezpečí rovnomerné rozdelenie spracovávanej kvapaliny na teplovýmennej ploche, intenzívne premiešavanie kvapaliny vo filme a najmä optimálny čas jej pobytu na ohrevnej ploche. Zmysel pohybu stieračov a orientácia jednotlivých stieracích segmentov sú také, že pri ich rotačnom pohybe je kvapalinový film nadvihovaný a udržiavaný na odpamej ploche dostatočne dlho na to, aby prijal výpamú entalpiu pri nízkom teplotnom spáde bez tepelného poškodenia spracovávanej termolabilnej látky. Hydraulický odpor pre vznikajúce pary je minimálny, takže tlakový spád po výške varáka je prakticky zanedbateľný. Konštrukcia varáka podľa vynálezu nie je výrobne náročná, rovnako prevádzkovanie a údržba sú jednoduché. Hlavnou vý5 hodou je skutočnosť, že nedochádza tu k zmiešavaniu čerstvého nástreku a spätného toku z rektifíkačnej kolóny. Čerstvý nástrek je privádzaný na vonkajší povrch vnútorného odpamého valca, kým reflux z kolóny prichádza na odpamú plochu vonkajšieho valca, vytvore10 nú z jeho vnútornej strany. Týmto nedochádza k ich zmiešavaniu a vytváraniu veľkých objemov kvapaliny s rizikom problémového destilačného spracovania, najmä v prípade viskóznych alebo tuhnúcich destilačných zvyškov. Nástrek môže tiež niekedy obsahovať zložky, 15 katalyzujúce rozklad destilovanej zmesi, a je preto žiaduce dostať tieto čo najskôr vo forme destilačného zvyšku von zo zariadenia. Vhodnou voľbou priemeru vnútorného odpamého valca je možné dosiahnuť výhodný pomer veľkostí oboch odpamých plôch, zodpo20 vedajúci pomeru odparovaných množstiev s ohľadom na obvyklé hodnoty refluxu, ktoré sa pohybujú medzi 3 - 10. Výhodné spojenie oboch stieračov do jedného celku umožňuje ich pohon jediným hriadeľom, utesneným jediným vákuovým tesnením.

Prehľad obrázkov na výkrese

Na pripojenom výkrese je schematicky znázornený 30 varák pre vákuovú rektifikačnú kolónu podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Centrálnou časťou varáka je dvojica odpamých valcov - vnútorný odpamý valec 1 a vonkajší odpamý valec 2. Odpamá plocha vnútorného odpamého valca 1 je vytvorená na jeho vonkajšom povrchu a odpamá plocha vonkajšieho odpamého valca 2 je vytvorená z 40 jeho vnútornej strany. Na vnútorný odpamý valec 1 je nasunutý vnútorný stierač 3 a do vonkajšieho odparného valca 2 je zasunutý vonkajší stierač 4 so stieracími segmentami 9. Vnútorný stierač 3 a vonkajší stierač 4 sú výhodne vzájomne spojené spojovacími tyčami 8. 45 Vnútorný stierač 3 je spojený s vodiacim kotúčom 16, nasadeným zhora na vnútorný odpamý valec 1. Nad vnútorným odpamým valcom 1 ústi hrdlo nástreku 5 a hrdlo refluxu 6 ústi nad rozdeľovacím žľabom 7, ktorý je uložený na hornej časti vonkajšieho stierača 4 spolu 50 s rozdeľovačom refluxu 12. Vnútorný odpamý valec 1 je v dolnej časti ukončený zberným žľabom s hrdlom zvyšku 11a vonkajší odpamý valec 2 dnom s hrdlom recyklu 10. Pastorok ozubeného prevodu 13 je spojený s hriadeľom 14, utesneným tesnením 15. Vnútorný od55 parný valec 1 je zvnútra vyhrievaný vhodným spôsobom, napríklad nasýtenou parou, cirkulujúcim teplonosným médiom a podobne. Ohrev vonkajšieho odparného valca 2 je zabezpečený zvonka pomocou ohrevného plášťa 17 rovnako vhodným spôsobom. Čerstvý 60 nástrek sa privádza na vyhriaty' povrch vnútorného odpamého valca 1 hrdlom nástreku 6, preteká vodiacim kotúčom 16, ktorý je zo strany kontaktu s vnútorným odpamým valcom 1 opatrený prepúšťacími otvormi, zabezpečujúcimi rovnomerné rozdelenie nástreku po 65 celom obvode vnútorného odpamého valca 1. Cez vodiaci kotúč 16 sa prenáša rotačný pohyb od ozubeného prevodu 13 na vnútorný stierač 3 a vonkajší stierač 4.

SK 278194 Β6

Nástrek steká po povrchu vnútorného odpamého valca 1 smerom nadol, pričom je účinkom stieracích segmentov na odparnej ploche intenzívne premiešavaný a prevracaný. Neodparený podiel je ako destilačný zvyšok odvádzaný hrdlom zvyšku 11 von zo zariadenia. Vzniknuté 5 pary odchádzajú do vákuovej rektifikačnej kolóny, umiestnenej nad hrdlom refluxu 6, pričom ich odchod v tomto smere súvisí s tlakovým gradientom, vyvolaným zdrojom vákua, ktorý je pripojený na chladič na vrchole rektifikačnej kolóny. Reflux z rektifikačnej kolóny prite- 10 ká späť do varáka hrdlom refluxu 6 a preteká cez rozdeľovači žľab 7 na odparnú plochu vonkajšieho odpamého valca 2. Rozdeľovači žľab 7 je opatrený rozdeľovačom refluxu 12, ktorým je vhodne tvarovaný kotúč s prepúšťacími otvormi na strane kontaktu s vonkajším odpamým 15 valcom 2. Vzniknuté pary sa vracajú späť do rektifikačnej kolóny hrdlom refluxu 6. Neodparený podiel z vonkajšieho odpamého valca 2 sa odvádza hrdlom recyklu mimo varáka ako samostatná frakcia, alebo sa recykluje do nástreku s možnosťou odvodu ťažšej zložky do 20 destilačného zvyšku.

Varák pre vákuovú rektifikačnú kolónu podľa vynálezu môže byť použitý pri destilačnom delení zmesí tepelne citlivých látok najmä vo farmaceutických výrobách. 25

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Varák vákuovej rektifikačnej kolóny, v y z n a - 30 čujúci sa tým, že je tvorený vnútorným odpamým valcom (1) a vonkajším odpamým valcom (2), pričom na vnútornom odpamom valci (1) je nasunutý vnútorný stierač (3) a do vonkajšieho odpamého valca (2) je zasunutý vonkajší stierač (4), a hrdlo nástreku (5) 35 ústi nad vnútorným odpamým valcom (1) a hrdlo refluxu (6) ústi nad rozdeľovacím žľabom (7).

2. Varák vákuovej rektifikačnej kolóny podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že vnútorný stierač (3) a vonkajší stierač (4) sú vzájomne spojené spojo- 40 vacími tyčami (8).