Многосекционная колонна для обработки веществ в прямоточных системах

 

: 1. .МНОГОСЕКЦИОННАЯ КОЛОННА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЕЩЕСТВ В ПРЯМОТОЧНЫХ СИСТЕМАХ, включающая корпус с расположенными под углом к оси колонны тарелками, имеющими на нижнем и верхнем краях отверстия для прохода легкой и тяжелой фаз, причем над каждым отверстием для прохода легкой фазы расположен направляющий элемент, патрубки для ввода и вывода фаз, отличающаяся тем, что, с целью снижения степени обратного смешивания при обработке гомогенных жидкостей и газов, она снабжена дополнительными направляющими элементами, каждый из которых расположен над отверстием для прохода тяжелой фазы, при этом поверхность элемента равна 0,1-0,7 поперечного сечения колонны, а расстояние до распрложенной под ним тарелки равно 0,1-0,5 диаметра колонны. т с D1 00 00

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21 ) 3306855/23-26 (PCT/ОЕ 80/00160) (22) Ol ° 07.. 81 (24. 10. 80) (31) Р 2944329.6 (32) 0,2.11.79 (33) ФРГ (46) 15.11.83.Бюл. Р 42 (72) Георг Шрайбер (ФРГ) .(71) Динамит Нобель AI (ФРГ) (53). 66.015.23.05(088.8) (56) 1. Патент СССР М 717997, кл. В 01 Т 8/00, 1976. (54)(57). 1. МНОГОСЕКЦИОННАЯ КОЛОННА

ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЕЩЕСТВ В IIPHMOTO×ÍÛÕ

СИСТЕМАХ, включающая корпус с расположенными под углом к оси колонны тарелками, имеющими на нижнем и верхнем краях отверстия для прохода легкой и тяжелой фаз, причем над каждым отверстием для прохода легкой фазы расположен направляющий элемент, патрубки для ввода и вывода фаз, отличающаяся тем, что, с целью снижения степени обратного смешивания при обработке гомогенных жидкостей и газов, она снабжена дополнительными направляющими элементами, каждый из которых расположен.над отверстием для прохода тяжелой фазы, при этом поверхность элемента равна 0,1-0,7 поперечного сечения колонны, а расстояние до расположенной под ним тарелки равно

0,1-0,5 диаметра колонны.

1055318

7. Колонна по пп.1-6, о т л и ч аю щ а я с я тем, что патрубок для, ввода фаз расположен эксцентрично оси колонны.

Изобретение относится к колонне для обработки веществ, в частности к многосекционной колонне для обработки веществ в прямоточных системах.

Извеотна многосекционная колонна для обработки веществ в прямоточных системах, включающая корпус с расположенными под углом к оси колонны тарелками, имеющими на нижнем t0 и верхнем краях отверстия для прохода легкой и тяжелой фаз, причем над каждым отверстием для прохода легкой фазы расположен направляющий элемент, патрубки для ввода и 15 вывода фаз $1) .

Недостаток известной многосекционный колонны заключается в том, что при обработке гомогенных жидкос- . тей и газов наблюдается эффект обрат" 0 ного смешивания.

Целью изобретения является снижение степени обратного смешивания при обработке гомогенных жидкостей и газов..

Укаэанная цель достигается тем, что многосекционная колонна для обработки веществ в прямоточных системах, включающая корпус с расположенными под углом к оси колонны. тарелками, имеющими на нижнем и верхнем краях отверстия для прохода легкой и тяжелой фаз, причем над каждым отверстием для прохода легкой фазы расположен направляющий элемент, патрубки для ввода и вывода фаз, 35 снабжена дополнительными направляющими элементами, каждый из которых расположен над отверстием для прохода тяжелой фазы, при этом поверхность элемента равна 0,1-0,7 поперечного 4) сечения колонны, а расстояние до

2. Колонна по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый допол.нительный направляющий элемент выполнен прямолинейным.

3. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что каждый дополнительный направляющий элемент выполнен изогнутым, причем расстояние между его концом, расположенным на стенке колонны, и соответствующей тарелкой больше расстояния между его свободным концом и тарелкой.

4 ° Колонна norm.1-3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что каждый дополнительный направляющий элемент установлен с возможностью поворота.

5. Колонна по пп.1-4, о т л ичающаяся тем, что дополнительный йаправляющий элемент выполнен перфорированным. б. Колонна по пп.1-5, о т л ич а ю щ а я с я тем, что нижняя сторона каждой тарелки снабжена изогнутым отклоняющим элементом, поверхность которого равна 0,1-0,7 по» перечного сечения колонны, причем расстояние между его концом, прикрепленным к нижней стороне тарелки, и стенкой колонны больше расстояния между его свободным концом и стенкой колонны.

Расположенной под ним тарелки равно

0,1-0,5 диаметра колонны.

Расположенные над каждым отверстием для прохода тяжелой фазы направляющие элементы могут быть выполнены прямолинейными и/или изогнутыми, с возможностью поворота и/или перфорированными.

При изогнутом выполнении направляющего элемента расстояние между концом направляющего элемента, расположенным иа стенке колонны, и ñooãветствующей тарелкой больше расстояния между его свободным концом и тарелкой.

Нижняя сторона тарелок может быть снабжена противоположно расположенным изогнутым отклоняющим элементом, поверхность которого соответствует 0,1-0,7 поперечного сечения колонны, причем расстояние между его концом, прикрепленным к нижней стороне тарелки,и стенкой колонны больше расстояния между его свободным концом и стенкой колонны.

Целесообразно патрубок для ввода фаз (сырья) располагать эксцентрично оси колонны

Гомогенной жидкостью или гомогенным газом может быть химически единое вещество или смесь различных веществ, которые изменяются посредством химических реакций и/или физических процессов гидролизом, например диметилтерефталата до терефталевой кис" лоты, и/или в процессе растворения, например одной жидкости в другой.

Предпочтительно, чтобы первоначально двух- или многофазная система переходила в однофазную систему и наоборот. Кроме того, возможна реакция

1055318 в однофаэной системе без изменения

В фаз.

На фиг.1 изображена многосекционная колонна; на фиг,2 — то же, но тарелка снабжена изогнутым отклоняющим элементом, продольный разрез, на фиг.3 — часть. колонны (по фиг.2) с детальным изображением различных потоков; на фиг.4 - часть многосекционной колонны (по фиг..1), снабжен.ной плоскими прямолинейными направляющими элементами.

Многосекционная колонна с любой формой поперечного сечения содержит корпус 1, снабженный обогревательной или охлаждающей рубашкой 2, патруб- )5 ками 3 и 4 для ввода и вывода фаз и патрубком 5 для подачи инертного газа в камеру б ° Патрубок 3 для ввода фаз (сырья) расположен эксцентрично и содержит насос 7. Кроме того, колонна 1 снабжена противоположно наклонными тарелками 8, которые на верхнем и нижнем краях имеют отверстия 9 для прохода легкой и тяжелой фаз, над которыми расположены направляющие элементы 10 и 11.

При этом направляющие элементы 11 имеют поверхность, соответствующую

0,1-0,7 поперечного сечения колонны, и расположены на расстоянии от лежащих под ними тарелок, соответствую- 30 щем 0,1-0,5 диаметра колонны. Все направляющие элементы или их часть могут быть выполнены прямолинейными или изогнутыми (фиг.1) . При изогнутом выполнении направляющих 35 элементов 11 расстояние между их концом, расположенным на стенке колонны, и соответствующей тарелкой больше, расстояния между их свободным концам и соответствующей тарелкой. Часть направляющих элементов 11 или все элементы могут быть выполнены с возможностью поворота и перфорированными.

Нижняя сторона тарелок 8 может быть снабжена противоположно распо-ложенным изогнутым отклоняющим элементом 12, поверхность которого ,соответствует 0,1-0,7 поперечного се чения колонны, причем расстояние между концом, прикрепленным к нижней . 50 стороне тарелки, и стенкой колонны больше расстояния между его свободным концом и стенкой колонны.

Многосекционная колонна при обработке гомогенной жидкости раба- 55 тает следующим образом.

Гомогеиный исходный поток с кои. центрацией Я„ компонента < посредством насоса 7 через входящий в жидкость падающий патрубок 3 под давле- 60 нием вводят в колонну. Выходящую as подающего патрубка 3 напорную струю, соответствующую исходному потоку, отклоняют направляющим элементом 10, соответственно тарелкой 8 таким абра-65 зом, что.по образованному между направляющим элементом 10 и тарелкой 8 каналу отсасывается часть потока.

В самой верхней секции колоннЫ компонент l имеет концентрацию jl« . Через отверстие 9 в нижнем канале таре-. лок 8 поток поступает в расположенную под ними секцию с концентрацией h, и т.д.

У тарелок и направляющих элементов смежной секции поток снова разделяется на напорную струю и циркулирующий поток. По мере его дальнейшего прохождения вверх циркулирующий поток разделяется на поток, который отсасывается по каналу между направляющим элементом 10 и тарелкой 8, и на вихревой поток, способствующий снабжению энергией центрального вихревого движения. Проводимый сверху вниз через колонну 1 поток схематично изображен пунктирной линией. В нижней части колонны он выходит в виде потока, содержащего продукт реакции с концентрацией 9,.

Пример 1. Для гидролиза диметилтерефталата применяют многосек,ционную колонну диаметром 400 мм, высотой 13 м и емкостью 1600 М (по фиг.4), снабженную 14 тарелками 8, расположенными под углом 45 к оси колонны и прямолинейными плоскими направляющими элементами 1 1, имеющими поверхность, соответствующую

0,5 поперечного сечения колонны, и расположенными на расстоянии от расположенной под ним тарелки равном

0,23 диаметра колонны.

В колонну подают смесь 400 кг/ч диметилтерефталата и 1200 кг/ч обессоленной вор и, которую пропускают через колонну при 250 С и давлеО нии 50 бар. Из колонны отводят гидролизат, состоящий из 61% терефталевой кислоты, 34% монометилтерефталата и

4Ъ диметилтерефталата. Гидролизат и образовавшийся еще метанол полностью растворены в воде, т.е. представляют собой гомогенную жидкость.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 в колонне, в которой направляющие элементы 11 имеют поверхность, соответствующую 0,1 поперечного сечения колонны, и расположены на расстоянии от соответствующей тарелки, равном 0 1 диаметра колонны. Йз колонны отводят гидролизат, состоящий из 58,5Ъ терефталевой кислоты, ЗбЪ монометилтерефталата и 5,5Ъ диметилтерефталата.

Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1 в колонне, в которой направляющие элементы 11 имеют поверхность, соответствующую.

0,7 поперечного сечения колонны,и

;расположены на расстоянии от соот.ветствующей тарелки, равном 0,5 ди1055318 аметра колонны. Из колонны отводят гидролизат, состоящий из 64% терефталевой кислоты, 31,5Ъ монометилтере.фталата и 4,5% диметилтерефталата.

Пример 4. Для гйдролиза ди-: метилтерефталата применяют многосекционную колонну с диаметром 400 мм, высотой 13 м и емкостью 1600 м3 (по фиг. 1), снабженную 14 тарелками 8, расположенныгли под углом 45О к оси колонны и прогнутыми направляющими элементами 11, имеющими поверхность, соответствующую 0,5 поперечного сечения колонны„ и средний радиус кривизны равен 0,5 диаметра колонны. При этом середина направляю-15 щих элементов 11 расположена на расстоянии от тарелки равном 0,25 диаметра колонны, а расстояние между их. концом,распояох<енным на стенке колон- . ны, и тарелкой больше расстояния меж-20 ду их свободным концом и тарелкой.

Из колонны отводят гидролизат, состоящий из 65Ъ терефталевой кислоты, 1

31% монометилтерефталата и 43 диметилтерефталата.

Пример 5. Для гидролизата диметилтерефталата применяют многосекционную колонну с диаметром 400 мм, высотой 13 м и емкостью 1000 гл (по фиг.2), снабженную 14 тарелками, расположенными под углом 45 к оси колонны и прогнутыми направляющими элементами 11, имеющими поверхность, соответствующую 0,5 поперечного сечения колонны, и средний радиус кривизны равный 0,5 диаметра колонны. 35

При этом середина направляющих эле-, ментов 11 располох<ена на расстоянии от тарелки равном 0,25 диаметра колонI ны, а расстояние между их концом, располоя<енным на стенке колонны, и тарелкой больше расстояния между их свободным концом и тарелкой. Кроме того, нижняя сторона тарелок снабжена HBoFHyrbIM отклоняющим элементом с поверхностью равной 0,5 поперечного сечения колонны, имеющим радиус кривизны равный 0,5 диаметра колонны, причем его середина расположена на расстоянии or стенки колонны равном 0,3 диаметра колонны, а расстояние между его концом, прикрепленным к нижней стороне тарелки, и стенкой колонны больше расстояния между его свободным концом и стенкой колонны. Из колонны отводят гидролизат, состоящий из ббпр терефталевой кислоты, 30,5% монометилтерефталата и

3,5Ъ диметилтерефталата.

Пример б. Процесс ведут аналогично примеру 5 в колонне, в которой изогнутые отклоняющие элементы, прикрепленные к нижней стороне тарелок, имеют поверхность, равную

0,1 поперечного сечения колонны. Из колонны отводят гидролизат, состоящий из 65,2Ъ терефталевой кислоты, 30,8Ъ монометилтерефталата и 4% диметилтерефталата.

Пример 7. Процесс ведут аналогично примеру 5 в колонне, в которой изогнутые отклоняющие элементы, прикрепленные к нижней стороне тарелок, имеют поверхность равную 0,7 поперечного сечения колонны. Из колонны отводят гидролизат, состоящий из 66,2Ъ терефталевой кислоты, 30,6% монометилтерефталата и 3,3% диметилтерефталата.

1055318

У

Я

ВНИИПИ Заказ .912

Тираж 537 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная,4