WO1997043022A1 - Separating device for currents of liquid, in particular, for distillation columns - Google Patents

Separating device for currents of liquid, in particular, for distillation columns Download PDF

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WO1997043022A1
WO1997043022A1 PCT/EP1997/002381 EP9702381W WO9743022A1 WO 1997043022 A1 WO1997043022 A1 WO 1997043022A1 EP 9702381 W EP9702381 W EP 9702381W WO 9743022 A1 WO9743022 A1 WO 9743022A1
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distillate
return
weir
column
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PCT/EP1997/002381
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Roland Niebl
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Raschig Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/42—Regulation; Control
    • B01D3/4205—Reflux ratio control splitter

Definitions

  • the condensate flow is divided into return and distillate in a return distributor.
  • the composition of the mixture of substances to be separated hardly changes, so a reflux ratio once determined can remain fixed.
  • this is generally achieved by installing collecting cups of different sizes, which are located in the condenser bottom and separate the return flow from the condensate flow.
  • a distillation column works in batch mode, it also has a distillation bubble in which the total amount of the mixture of substances to be fractionated is at the start of the distillation. In the course of the distillation, however, the composition of the mixture of substances changes due to the removal of the lower-boiling constituent, so that the composition of the vapor phase which flows through the column also changes. If the distillation apparatus is to be operated optimally at a constant distillate concentration, the reflux ratio must also be adapted to the corresponding distillation conditions. This makes a more complex return divider necessary. Laboratory and pilot plant systems are usually equipped with an electromagnetic three-way valve, which is controlled by a timer and switches back and forth between the return flow and the distillate
  • Another possibility is to collect the liquid streams in separate containers and to supply them in a targeted manner via metering pumps. This technique is also very complex
  • the object of the present invention is therefore to provide a divider for liquid streams, such as the return from distillation columns, which is very simple and inexpensive to set up and operate, and which essentially does without moving parts, so that it can also operate in a vacuum can be used without requiring expensive seals
  • This object is achieved with a divider for liquid streams, in particular for dividing the reflux for distillation columns in order to set a desired reflux ratio between the distillate derived and returned to the column.
  • It consists of a distributor housing with condensate inlet and a distillate outlet and a column return according to the invention in that the distributor housing is subdivided into three troughs which can be flooded, separated by two weirs, and the condensate inlet is connected to the first trough and the third trough of the column return .
  • the second trough is divided into separate chambers by transverse plates, each of which has its own partial drain connected to the distillate drain, the partial drain being provided with separate shut-off means and the third trough being connected to the second trough by a separate weir.
  • baffles in a distributor housing, as a result of which three chambers are created.
  • the condensate inlet opens into the first basin, the condensate chamber.
  • the second basin is divided by transverse plates in distillate chambers with one outlet each, which are provided with valves.
  • the return chamber is located after the distillate chambers.
  • the only factor responsible for the distribution ratio is the length of the individual distillate chambers.
  • the divider therefore does not require any jam nozzles that tend to clog, the valves can be manual valves but also magnetic or pneumatic valves in a simple manner.
  • the division ratio of the liquid flows thus depends only on the distance between the transverse plates, which subdivide the first weir (and thus also the second pan) accordingly.
  • the invention proposes to provide the upper edge of the first weir with a toothing which reliably maintains the desired division intended by the transverse plates, the toothing being parallel , generated flow vectors perpendicular to the weir.
  • the second trough is preferably divided into four distillate chambers, the transverse plates dividing the first weir in an aspect ratio of 1: 2: 2: 5.
  • the desired reflux ratio can be set in steps of ten from 0, 10, 20 etc. to 100% by opening or closing the chamber valves accordingly, since the numbers 1, 2, 2 and 5 combine to produce any number between 1 and 10 represents.
  • the weirs and thus also the troughs are closed in a particularly elegant manner in order to obtain a space-saving construction
  • the condensate can be fed into the outer ring chamber, but a central inlet is preferred, e.g. to avoid circulating in the outer tub
  • Figure 1 is a plan view of a rectangular liquid divider
  • FIG. 3 in cross section
  • FIG. 4 shows a plan view of a round liquid divider
  • FIG. 1 shows the distributor housing 1 for a distillation column, which has an upper circumferential flange 16 with bores 17 for fastening a cover (FIG. 2).
  • the housing 1 has three troughs 9, 10, 11, which are separated by two weirs 4, 5 are separated
  • the middle pan 10 is divided by transverse plates 6 into four separate distillate chambers 18, 19, 20 and 21, each of which has its own partial drain 12, 13, 14 and 15
  • the trough 9 is assigned a condensate inlet 2, which floods the first undivided trough 9, after which the liquid flows into the chambers 18, 19, 20, 21 via the weir 4 divided second tray arrives so that the incoming distillate stream through the inlet 2 is divided in the ratio of the distance between the transverse plates 6.
  • the division in relation to the tub length is preferably chosen such that a chamber 21 has 10% of the tub length, two 19 and 20 have a 20% and an 18 a 50%. For example, if one closes the partial drains 12 to 14, the chambers 18, 19 and 20 are flooded and their partial flows pass completely into the third trough 11 and emerge via the column return 8, whereas 10% of the liquid flow in the under the Distributor housing 1 lying distillate drain. If you also open the partial drain 14, the chamber 20, this is 30%, so that the return can be adjusted by 0 to 100% by simply opening and closing valves in 10% steps.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the central trough 10 of the distributor housing 1 with the circumferential flange 16 and a cover 22.
  • the chambers 18 to 21, which are divided in the selected ratio, can be seen, each of which has bottom-side partial drains 12 to 15, which for Distillate drain 7 can be summarized.
  • the condensate inlet 2 can, as shown, be arranged on the head side. Furthermore, the higher weir 4 seen in the direction of flow can be seen and the lower, second weir 5 is indicated.
  • Figure 3 shows this in cross section, with the housing 1 and its cover 22, in which the condensate inlet 2 is arranged.
  • a baffle 3 depends on the cover 22, which smoothes the flow towards the weir 4 and keeps it free of waves.
  • the partial drains 12, 13, 14 are located under the trays 10 and 11, the column return line under the tray 11 and an emptying line 23 under the tray 9.
  • Figure 4 shows a plan view of a variant of Figure 1, wherein the distributor housing 1 is circular.
  • the flange 16 with its bores 17 surrounds the ring-shaped outer trough 11, two concentric weirs 5 and 4 encompass the middle trough 10, which is divided by radial transverse plates 6.
  • the central circular trough 9 serves the inflow, from which the distillate passes through the teeth 24 of the weir 4 into the chambers of the central trough 10.
  • a mounting plate 25 which supports the distributor housing 1 and to which the column return 8 can be connected, so that the discharge takes place laterally.
  • the cover 22 is on the flange 16.
  • the baffle 3 is closed in a ring and welded to the cover 22.
  • the condensate inlet 2 is at the top.
  • the inner weir 4 is higher than the following 5.
  • the spatial representation in FIG. 6 shows that the toothing 24 of the first weir 4 can be relatively coarse, the tooth base being higher than the upper edge of the second weir 5 in order to prevent backflow.
  • the flange 16 carries the cover 22. For work under vacuum, these are of large dimensions and have a small hole spacing for screwing and sealing.
  • the column return 8 is connected on the side. Reference list

Abstract

The invention relates to a separating device for currents of liquid, in particular for reflux separation for distillation columns to set a desired reflux ratio between drawn-off distillate and distillate returned into the column. Said device comprises a distributor housing (1) with a condensate intake (2) and a distillate outlet and a column reflux pipe (8), the distributor housing (1) being subdivided into three tanks (9, 10, 11) floodable in succession, and separated from each other by two weirs. The condensate inlet (2) is connected to the first tank (9) and the third tank (11) is connected to the column reflux pipe (8). The second tank (10) is subdivided by transverse sheet metal plates into separate chambers (18, 19, 20, 21) which each have individual outlets (12, 13, 14, 15) attached to the distillate outlet and provided with separate blocking means. The third tank (11) is connected via an individual weir (5) to the second tank (10).

Description

Teiler für Flüssiqkeitsströme insbesondere für Destillationskolonnen Divider for liquid streams especially for distillation columns
Bei der fraktionierten Destillation über eine Trennkolonne, die mit Böden, Füllkörpern oder einer Packung ausgerüstet ist, leitet man einen Teil des im Kondensator gewonnenen Destillats bei Siedetemperatur wieder in die Kolonne zurück. Es wird somit erreicht, daß sich die höhersiedende Komponente des Dampfes im rücklaufenden Kondensat anreichert, wodurch sich eine bessere Trennwirkung bei konstanter Destillatkonzentration erreichen läßt. Um mit der Kolonne eine optimale Trennwirkung erzielen zu können, muß diese mit der richtigen Menge Rücklauf beaufschlagt werden.In the fractional distillation via a separation column equipped with trays, packing or a packing, part of the distillate obtained in the condenser is returned to the column at the boiling point. It is thus achieved that the higher-boiling component of the vapor accumulates in the returning condensate, whereby a better separation effect can be achieved with a constant distillate concentration. In order to achieve an optimal separation effect with the column, the correct amount of reflux has to be applied to it.
Die Aufteilung des Kondensatstromes in Rücklauf und Destillat erfolgt in einem Rücklaufverteiler. Bei kontinuierlich arbeitenden Rektifikationskolonnen ändert sich die Zusammensetzung des zu trennenden Stoffgemisches kaum, so kann ein einmal ermitteltes Rücklaufverhältnis fest eingestellt bleiben. In der Technik realisiert man dies im allgemeinen durch den Einbau verschieden großer Auffangtassen, die sich im Kondensatorboden befinden und die Rücklaufmenge aus dem Kondensatstrom abtrennen.The condensate flow is divided into return and distillate in a return distributor. In the case of continuously operating rectification columns, the composition of the mixture of substances to be separated hardly changes, so a reflux ratio once determined can remain fixed. In technology, this is generally achieved by installing collecting cups of different sizes, which are located in the condenser bottom and separate the return flow from the condensate flow.
Arbeitet eine Destillationskolonne im Chargenbetrieb, so besitzt sie zusätzlich eine Destillationsblase, in der sich zu Beginn der Destillation die Gesamtmenge des zu fraktionierenden Stoffgemisches befindet. Im Laufe der Destillation verändert sich nun aber die Zusammensetzung des Stoffgemisches durch die Entnahme des leich¬ ter siedenden Bestandteils, so daß die Zusammensetzung der Dampfphase, welche die Kolonne durchströmt, sich ebenfalls verändert. Will man die Destillationsappara¬ tur optimal bei konstanter Destillatkonzentration fahren, so muß auch das Rücklauf¬ verhältnis den entsprechenden Destillationsbedingungen angepaßt werden. Dies macht einen aufwendigeren Rücklaufteiler nötig. Labor- und Technikumsanlagen sind in der Regel mit einem elektromagnetischen Dreiwegeventil ausgestattet, welches über einen Zeittaktgeber angesteuert wird und standig zwischen Rucklauf und Destillat hin und her schaltetIf a distillation column works in batch mode, it also has a distillation bubble in which the total amount of the mixture of substances to be fractionated is at the start of the distillation. In the course of the distillation, however, the composition of the mixture of substances changes due to the removal of the lower-boiling constituent, so that the composition of the vapor phase which flows through the column also changes. If the distillation apparatus is to be operated optimally at a constant distillate concentration, the reflux ratio must also be adapted to the corresponding distillation conditions. This makes a more complex return divider necessary. Laboratory and pilot plant systems are usually equipped with an electromagnetic three-way valve, which is controlled by a timer and switches back and forth between the return flow and the distillate
In der Technik wird das Problem der Rucklaufverteilung häufig über Stauventile und Durchflußmesser gelöst In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß sich durch die Vielfalt der verschiedenen Produkte, die sich in ihrer Dichte und Viskosität zum Teil stark unterscheiden, keine zuverlässige Messung möglich ist Zudem sind Rotameter auf ganz bestimmte Durchflußmengen geeicht Gerade bei diskontinuierlichen Destil- lationsanlagen schwanken aber die Mengenstrome beträchtlichIn industry, the problem of the return flow distribution is often solved by means of backflow valves and flow meters. In practice, however, it has been shown that due to the variety of different products, which differ greatly in their density and viscosity, no reliable measurement is possible Rotameter calibrated to very specific flow rates However, the flow rates fluctuate considerably, particularly in the case of discontinuous distillation plants
Eine andere Möglichkeit hegt im Sammeln der Flussigkeitsstrome in getrennten Behaltern und gezieltem Zufuhren über Dosierpumpen Diese Technik ist ebenfalls sehr aufwendigAnother possibility is to collect the liquid streams in separate containers and to supply them in a targeted manner via metering pumps. This technique is also very complex
Aus der US 2,676,602 ist weiterhin bekannt, den über ein Wehr ablaufenden Flussigkeitsstrom mit Hilfe von zwei Schleusen, die gegen eine mittig angeordnete Trennwand bewegbar sind, zu unterteilen Diese Losung setzt eine Bewegungs¬ mechanik für die Schleusentore voraus und hat ferner den Nachteil, daß die Unterteilung zwischen den Strömen durch Stau und Wirbelbildung gestört und damit wenig genau istFrom US 2,676,602 it is also known to subdivide the liquid stream running over a weir with the aid of two locks which can be moved against a centrally arranged partition. This solution requires a movement mechanism for the lock gates and also has the disadvantage that Subdivision between the currents disturbed by congestion and eddy formation and is therefore not very precise
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Teiler für Flus¬ sigkeitsstrome, wie z.B dem Rucklauf von Destillationskolonnen, der sehr einfach und kostengünstig aufgebaut und zu betreiben ist, und der im wesentlichen ohne bewegte Teile auskommt, so daß er auch im Vakuum einsetzbar ist, ohne aufwen¬ dige Abdichtungen zu bedingen Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Teiler für Flüssigkeitsströme, insbe¬ sondere zur Rücklaufteilung für Destillationskolonnen zur Einstellung eines gewünschten Rücklaufverhältnisses zwischen abgeleitetem und in die Kolonne rück¬ geführtem Destillat. Er besteht aus einem Verteilergehäuse mit Kondensateinlauf sowie einem Destillatablauf und einem Kolonnenrücklauf erfindungsgemäß dadurch, daß das Verteilergehäuse in drei durch zwei Wehre voneinander getrennte, nachein¬ ander flutbare Wannen unterteilt ist und der Kondensateinlauf an die erste Wanne und an die dritte Wanne der Kolonnenrücklauf angeschlossen ist. Die zweite Wanne ist durch Querbleche in separate Kammern unterteilt, die je eigene an den Destillat¬ ablauf angeschlossene Teilabläufe besitzen, wobei die Teilabläufe mit separaten Absperrmitteln versehen sind und die dritte Wanne über ein eigenes Wehr mit der zweiten Wanne verbunden ist.The object of the present invention is therefore to provide a divider for liquid streams, such as the return from distillation columns, which is very simple and inexpensive to set up and operate, and which essentially does without moving parts, so that it can also operate in a vacuum can be used without requiring expensive seals This object is achieved with a divider for liquid streams, in particular for dividing the reflux for distillation columns in order to set a desired reflux ratio between the distillate derived and returned to the column. It consists of a distributor housing with condensate inlet and a distillate outlet and a column return according to the invention in that the distributor housing is subdivided into three troughs which can be flooded, separated by two weirs, and the condensate inlet is connected to the first trough and the third trough of the column return . The second trough is divided into separate chambers by transverse plates, each of which has its own partial drain connected to the distillate drain, the partial drain being provided with separate shut-off means and the third trough being connected to the second trough by a separate weir.
Eine solche Konstruktion ist sehr einfach aufgebaut, verlangt keine rotierenden Teile wie z.B. Verstellwellen sondern lediglich Ventile und ist somit auch ohne Abdich¬ tungsprobleme in Vakuumanlagen zu integrieren. Die Funktion des Teilers ist dabei folgende.Such a construction is very simple, does not require rotating parts such as Adjustment shafts but only valves and can therefore also be integrated in vacuum systems without sealing problems. The function of the divider is as follows.
In einem Verteilergehäuse befinden sich Staubleche, wodurch drei Kammern entste¬ hen. In das erste Becken, die Kondensatkammer, mündet der Kondensateinlauf.There are baffles in a distributor housing, as a result of which three chambers are created. The condensate inlet opens into the first basin, the condensate chamber.
Das zweite Becken ist durch Querbleche in Destillatkammern mit je einem Ablauf, welche mit Ventilen versehen sind, eingeteilt. Im Anschluß an die Destillatkammern befindet sich die Rücklaufkammer.The second basin is divided by transverse plates in distillate chambers with one outlet each, which are provided with valves. The return chamber is located after the distillate chambers.
Sind alle vier Ventile geschlossen, so läuft die vom Kondensator kommende Flüssig¬ keit über das Staublech in die Destillatkammern und von dort über das Rücklauf¬ blech in die Rücklaufkammer. Von dort fließt es in die Kolonne zurück. Wird nun ein oder mehrere Ventile geöffnet, so läuft die Flüssigkeit aus der oder den betreffenden Destillatkammern ab. Sie kann nicht mehr in die Rücklaufkammer gelangen. Der Kondensatstrom wird so in Destillat und Rücklauf geteilt.If all four valves are closed, the liquid coming from the condenser runs through the baffle plate into the distillate chambers and from there via the return plate into the return chamber. From there it flows back into the column. If one or more valves are now opened, the liquid runs out of the one or more Distillate chambers. It can no longer get into the return chamber. The condensate flow is divided into distillate and reflux.
Verantwortlich für das Verteilverhältnis ist dabei lediglich die angeströmte Länge der einzelnen Destillatkammern.The only factor responsible for the distribution ratio is the length of the individual distillate chambers.
Der Teiler benötigt somit keine zum Verstopfen neigende Staudüsen, die Ventile können in einfacher Weise Handventiie aber auch Magnet- oder pneumatische Ven¬ tile sein.The divider therefore does not require any jam nozzles that tend to clog, the valves can be manual valves but also magnetic or pneumatic valves in a simple manner.
Das Teilungsverhältnis der Flüssigkeitsströme hängt somit lediglich vom Abstand der Querbleche untereinander ab, die das erste Wehr (und somit auch die zweite Wanne) entsprechend unterteilen.The division ratio of the liquid flows thus depends only on the distance between the transverse plates, which subdivide the first weir (and thus also the second pan) accordingly.
Um das Wehr wellenfrei anzuströmen, wird vorgeschlagen, zwischen dem Konden¬ sateinlauf und dem ersten Wehr ein Schwallblech anzuordnen, das den das Wehr erreichenden Flüssigkeitsstrom glättet.In order to flow toward the weir free of waves, it is proposed to arrange a baffle between the condensate inlet and the first weir, which smoothes the liquid flow reaching the weir.
Um weiterhin einen möglichst genauen Einlauf in die einzelnen Kammern zu erzie¬ len, schlägt die Erfindung vor, die Oberkante des ersten Wehres mit einer Zahnung zu versehen, die auf zuverlässige Weise die gewünschte, durch die Querbleche beabsichtigte Teilung aufrecht erhält, wobei die Zahnung parallele, senkrecht zum Wehr ausgerichtete Strömungsvektoren erzeugt.In order to continue to achieve the most accurate possible entry into the individual chambers, the invention proposes to provide the upper edge of the first weir with a toothing which reliably maintains the desired division intended by the transverse plates, the toothing being parallel , generated flow vectors perpendicular to the weir.
Vorzugsweise ist die zweite Wanne in vier Destillatkammern unterteilt, wobei die Querbleche das erste Wehr in einem Längenverhältnis von 1 :2:2:5 unterteilen. Auf diese Weise kann in Zehnerschritten von 0, 10, 20 etc., bis 100 % das gewünschte Rücklaufverhältnis durch entsprechendes Öffnen oder Schließen der Kammerventile eingestellt werden, da sich aus den Zahlen 1 , 2, 2 und 5 durch Kombination jede Zahl zwischen 1 und 10 darstellen läßt. In besonders eleganter Weise sind die Wehre und damit auch die Wannen ringför¬ mig geschlossen, um eine platzsparende Konstruktion zu erhaltenThe second trough is preferably divided into four distillate chambers, the transverse plates dividing the first weir in an aspect ratio of 1: 2: 2: 5. In this way, the desired reflux ratio can be set in steps of ten from 0, 10, 20 etc. to 100% by opening or closing the chamber valves accordingly, since the numbers 1, 2, 2 and 5 combine to produce any number between 1 and 10 represents. The weirs and thus also the troughs are closed in a particularly elegant manner in order to obtain a space-saving construction
Der Kondensateinlauf kann dabei in die äußere Ringkammer erfolgen, vorgezogen wird jedoch ein zentraler Zulauf, z.B um in der äußeren Wanne eine Kreisstromung zu vermeidenThe condensate can be fed into the outer ring chamber, but a central inlet is preferred, e.g. to avoid circulating in the outer tub
Letztlich wird vorgeschlagen, die Wehre unterschiedlich hoch auszulegen, d h die Flüssigkeit kaskadenformig zu fuhren, wodurch eine Ruckstromung vermieden wirdUltimately, it is proposed to design the weirs at different heights, that is, to guide the liquid in a cascade shape, thereby preventing backflow
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung naher erläutert Dabei zeigenThe present invention is explained in more detail with reference to the accompanying figures
Figur 1 eine Draufsicht auf einen rechteckigen FlussigkeitsteilerFigure 1 is a plan view of a rectangular liquid divider
Figur 2 diesen in Längs- undFigure 2 this in longitudinal and
Figur 3 im Querschnitt,FIG. 3 in cross section,
Figur 4 eine Draufsicht auf einen runden Flussigkeitsteiler,FIG. 4 shows a plan view of a round liquid divider,
Figur 5 diesen im Querschnitt undFigure 5 this in cross section and
Figur 6 dessen räumliche DarstellungFigure 6 whose spatial representation
In Figur 1 ist das Verteilergehäuse 1 für eine Destillationskolonne gezeigt, das einen oberen umlaufenden Flansch 16 mit Bohrungen 17 zur Befestigung eines Deckels (Figur 2) besitzt Das Gehäuse 1 weist drei Wannen 9, 10, 11 auf, die untereinander durch zwei Wehre 4, 5 getrennt sind Die mittlere Wanne 10 ist durch Querbleche 6 in vier separate Destillatkammem 18, 19, 20 und 21 unterteilt, die je eigene Teilab- laufe 12, 13, 14 und 15 besitzen1 shows the distributor housing 1 for a distillation column, which has an upper circumferential flange 16 with bores 17 for fastening a cover (FIG. 2). The housing 1 has three troughs 9, 10, 11, which are separated by two weirs 4, 5 are separated The middle pan 10 is divided by transverse plates 6 into four separate distillate chambers 18, 19, 20 and 21, each of which has its own partial drain 12, 13, 14 and 15
Der Wanne 9 ist ein Kondensateinlauf 2 zugeordnet, der die erste ungeteilte Wanne 9 flutet, wonach die Flüssigkeit über das Wehr 4 in die in die Kammern 18, 19, 20, 21 unterteilte zweite Wanne gelangt, so daß der durch den Einlauf 2 ankommende Destillatstrom im Verhältnis des Abstandes der Querbleche 6 unterteilt wird. Die Teilung in Bezug auf die Wannenlänge ist dabei vorzugsweise derart gewählt, daß eine Kammer 21 10 % der Wannenlänge besitzt, zwei 19 und 20 eine solche von 20 % und eine 18 eine solche von 50 %. Schließt man beispielsweise die Teilabläufe 12 bis 14, so werden die Kammern 18, 19 und 20 überflutet und deren Teilströme gelangen vollständig in die dritte Wanne 11 und treten über den Kolonnenrücklauf 8 aus, wohingegen über den Teilablauf 15 10 % des Flüssigkeitsstromes in den unter dem Verteilergehäuse 1 liegenden Destillatablauf gelangen. Öffnet man zusätzlich den Teilablauf 14, der Kammer 20, so sind dies 30 %, so daß durch entsprechende Kombination der Rücklauf durch einfaches Öffnen und Schließen von Ventilen in 10 %-Schritten von 0 bis 100 % eingestellt werden kann.The trough 9 is assigned a condensate inlet 2, which floods the first undivided trough 9, after which the liquid flows into the chambers 18, 19, 20, 21 via the weir 4 divided second tray arrives so that the incoming distillate stream through the inlet 2 is divided in the ratio of the distance between the transverse plates 6. The division in relation to the tub length is preferably chosen such that a chamber 21 has 10% of the tub length, two 19 and 20 have a 20% and an 18 a 50%. For example, if one closes the partial drains 12 to 14, the chambers 18, 19 and 20 are flooded and their partial flows pass completely into the third trough 11 and emerge via the column return 8, whereas 10% of the liquid flow in the under the Distributor housing 1 lying distillate drain. If you also open the partial drain 14, the chamber 20, this is 30%, so that the return can be adjusted by 0 to 100% by simply opening and closing valves in 10% steps.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch die mittlere Wanne 10 des Verteilergehäuses 1 mit dem umlaufenden Flansch 16 und einem Deckel 22. Es sind die in dem gewählten Verhältnis unterteilten Kammern 18 bis 21 erkennbar, die jeweils boden- seitige Teilabläufe 12 bis 15 aufweisen, die zum Destillatablauf 7 zusammengefaßt werden.FIG. 2 shows a longitudinal section through the central trough 10 of the distributor housing 1 with the circumferential flange 16 and a cover 22. The chambers 18 to 21, which are divided in the selected ratio, can be seen, each of which has bottom-side partial drains 12 to 15, which for Distillate drain 7 can be summarized.
Der Kondensateinlauf 2 kann, wie dargestellt, kopfseitig angeordnet sein. Weiterhin ist das höhere, in Strömungsrichtung gesehen erste Wehr 4 erkennbar und das tie¬ fere, zweite Wehr 5 angedeutet.The condensate inlet 2 can, as shown, be arranged on the head side. Furthermore, the higher weir 4 seen in the direction of flow can be seen and the lower, second weir 5 is indicated.
Figur 3 zeigt dies im Querschnitt, mit dem Gehäuse 1 und seinem Deckel 22, in dem der Kondensateinlauf 2 angeordnet ist. Vor dem ersten Wehr 4, daß das zweite Wehr 5 überragt, hängt vom Deckel 22 ein Schwallblech 3 ab, das die Strömung zum Wehr 4 hin glättet und wellenfrei hält. Unter den Wannen 10 und 11 befinden sich die Teilabläufe 12, 13, 14, unter der Wanne 11 der Kolonnenrücklauf und unter der Wanne 9 eine Entleerungsleitung 23. Figur 4 zeigt in Draufsicht eine Variante der Figur 1 , wobei das Verteilergehäuse 1 kreisrund ausgebildet ist. Der Flansch 16 mit seinen Bohrungen 17 umgibt die ring¬ förmige äußere Wanne 11 , zwei konzentrische Wehre 5 und 4 umfassen die mittlere Wanne 10, die durch radial stehende Querbleche 6 unterteilt ist. Die mittlere kreis¬ förmige Wanne 9 dient dem Zufluß, aus diesem gelangt das Destillat über die Zah¬ nung 24 des Wehres 4 in die Kammern der mittleren Wanne 10.Figure 3 shows this in cross section, with the housing 1 and its cover 22, in which the condensate inlet 2 is arranged. In front of the first weir 4, that the second weir 5 protrudes, a baffle 3 depends on the cover 22, which smoothes the flow towards the weir 4 and keeps it free of waves. The partial drains 12, 13, 14 are located under the trays 10 and 11, the column return line under the tray 11 and an emptying line 23 under the tray 9. Figure 4 shows a plan view of a variant of Figure 1, wherein the distributor housing 1 is circular. The flange 16 with its bores 17 surrounds the ring-shaped outer trough 11, two concentric weirs 5 and 4 encompass the middle trough 10, which is divided by radial transverse plates 6. The central circular trough 9 serves the inflow, from which the distillate passes through the teeth 24 of the weir 4 into the chambers of the central trough 10.
Unterhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein Montageteller 25, der das Verteilerge¬ häuse 1 trägt und an den der Kolonnenrücklauf 8 angeschlossen sein kann, so daß der Ablauf seitlich erfolgt.Below the housing 1 there is a mounting plate 25 which supports the distributor housing 1 and to which the column return 8 can be connected, so that the discharge takes place laterally.
In Figur 5 befindet sich der Deckel 22 auf dem Flansch 16. Auch das Schwallblech 3 ist ringförmig geschlossen und an den Deckel 22 angeschweißt. Der Kondensatein¬ lauf 2 liegt oben. Das innere Wehr 4 ist höher als das nachfolgende 5.In Figure 5, the cover 22 is on the flange 16. The baffle 3 is closed in a ring and welded to the cover 22. The condensate inlet 2 is at the top. The inner weir 4 is higher than the following 5.
In der räumlichen Darstellung der Figur 6 ist gezeigt, daß die Zahnung 24 des ersten Wehres 4 relativ grob sein kann, wobei der Zahngrund, um eine Rückflutung zu ver¬ hindern höher liegt, als der obere Rand des zweiten Wehres 5.The spatial representation in FIG. 6 shows that the toothing 24 of the first weir 4 can be relatively coarse, the tooth base being higher than the upper edge of the second weir 5 in order to prevent backflow.
Der Flansch 16 trägt den Deckel 22. Für Arbeiten unter Vakuum sind diese groß dimensioniert und weisen für die Verschraubung und Dichtung einen geringen Lochabstand auf. Der Kolonnenrücklauf 8 ist seitlich angeschlossen. BezuqszeichenlisteThe flange 16 carries the cover 22. For work under vacuum, these are of large dimensions and have a small hole spacing for screwing and sealing. The column return 8 is connected on the side. Reference list
1 Verteilergehäuse1 distributor housing
2 Kondensateinlauf2 condensate inlet
3 Schwallblech3 baffle
4 Wehr4 weir
5 Wehr5 weir
6 Querbleche6 cross plates
7 Destillatabiauf7 Distillate tab
8 Kolonnenrücklauf8 column return
9 Wanne9 tub
10 Wanne10 tub
11 Wanne11 tub
12 Teilablauf12 partial process
13 Teilablauf13 partial process
14 Teilablauf14 partial process
15 Teilablauf15 partial process
16 Flansch16 flange
17 Bohrungen17 holes
18 Kammer18 chamber
19 Kammer19 chamber
20 Kammer20 chamber
21 Kammer21 chamber
22 Deckel22 lid
23 Entleerungsleitung23 Drain line
24 Zahnung24 toothing
25 Montageteller 25 assembly plates

Claims

Patentansprüche claims
Teiler für Flussigkeitsstrome, insbesondere zur Rucklaufteilung für Destillations- kolonnen zur Einstellung eines gewünschten Rucklaufverhaltnisses zwischen abgeleitetem und in die Kolonne ruckgefuhrtem Destillat bestehend aus einem Verteilergehäuse (1) mit Kondensateinlauf (2) sowie einem Destillatabiauf (7) und einem Kolonnenrucklauf (8) gekennzeichnet durch die folgenden MerkmaleDividers for liquid streams, in particular for the reflux division for distillation columns for setting a desired reflux ratio between the distillate that is derived and returned to the column, comprising a distributor housing (1) with a condensate inlet (2) and a distillate outlet (7) and a column reflux (8) the following characteristics
a) das Verteilergehäuse (1) ist in drei durch zwei Wehre (4, 5) voneinander getrennte, nacheinander flutbare Wannen (9, 10, 11 ) unterteilt, wobeia) the distributor housing (1) is divided into three troughs (9, 10, 11) which are separated by two weirs (4, 5) and are successively floodable, whereby
b) der Kondensateinlauf (2) an die erste Wanne (9) und an die dritte Wanne (11) der Kolonnenrucklauf angeschlossen ist,b) the condensate inlet (2) is connected to the first pan (9) and to the third pan (11) the column return,
c) die zweite Wanne (10) durch Querbleche (6) in separate Kammern (18, 19, 20, 21) unterteilt ist, die je eigene an den Destillatablauf (7) angeschlossene Teilab¬ laufe (12, 13, 14, 15) besitzen und wobeic) the second trough (10) is divided by transverse plates (6) into separate chambers (18, 19, 20, 21), each with its own partial drain (12, 13, 14, 15) connected to the distillate drain (7) own and where
d) die Teilablaufe (12, 13, 14, 15) mit separaten Absperrmitteln versehen sind undd) the partial drains (12, 13, 14, 15) are provided with separate shut-off means and
e) die dritte Wanne (11 ) über ein eigenes Wehr (5) mit der zweiten Wanne (10) verbunden iste) the third pan (11) is connected to the second pan (10) via a separate weir (5)
Rucklaufteiler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kondensateinlauf (2) und dem ersten Wehr (4) ein Schwallblech (3) angeordnet ist Return divider according to claim 1, characterized in that a baffle plate (3) is arranged between the condensate inlet (2) and the first weir (4)
3. Rucklaufteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wehre (4, 5) an ihren Oberkanten mit einer Zahnung (24) zur Stromungsvergleichmäßi- gung versehen sind.3. Return divider according to claim 1 or 2, characterized in that the weirs (4, 5) are provided on their upper edges with a toothing (24) for flow equalization.
4 Rucklaufteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wanne (10) in vier Destillatkammern (18-21) unterteilt ist deren der ersten Wanne zugekehrten Wehrabschnitte untereinander ein Längenverhältnis von 1.2.2:5 aufweisen.4 return divider according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the second pan (10) is divided into four distillate chambers (18-21) whose weir sections facing the first pan have an aspect ratio of 1.2.2: 5 to each other.
5 Rucklaufteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wannen (9-11) bzw deren Wehre (4, 5) ringförmig geschlossen sind5 return divider according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the troughs (9-11) or their weirs (4, 5) are closed in a ring
6. Rucklaufteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensat¬ einlauf (2) an die zentrale Wanne (9) angeschlossen ist6. Return divider according to claim 5, characterized in that the condensate inlet (2) is connected to the central trough (9)
7 Rucklaufteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wehre (4. 5) unterschiedlich hoch sind 7 return divider according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the weirs (4. 5) are of different heights
PCT/EP1997/002381 1996-05-14 1997-05-09 Separating device for currents of liquid, in particular, for distillation columns WO1997043022A1 (en)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2676602A (en) * 1952-10-28 1954-04-27 Pure Oil Co Stream divider for proportioning the flow of liquids
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DE3310116C1 (en) * 1983-03-21 1984-08-16 Edeleanu Gmbh, 6000 Frankfurt Apparatus for avoidance or substantial reduction of solvent emissions in distillation systems
US4484983A (en) * 1983-05-23 1984-11-27 Shell Oil Company Distillation and vapor treatment process

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