Вакуумная ректификационная колонна

 

1. ВАКУУМНАЯ РЕКТИФИКАЦИОННАЯ КОЛОННА, имеющая цилиндрический корпус с боковым патрубком для прохода паров и ротор, выполненный . в виде вала с укрепленньми на его высоте контактными ступеняьш, опирающегося на вьшесенную наружу подшипниковую опору, отличающаяся тем, что, с целью повы шения эффективности колонны путем увеличения рабочей площади контактных ступеней -и улучшения охраны труда за счет уменьшения шума при работе колонны, торцовая стенка корпуса выполнена с центральным углублением , имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием внутрь корпуса и образующего с боковыми стенками корпуса кольцевое пространство, непосредственно сообщенное с боковым патрубком, а подшипниковая опора размещена в углублении . 2.Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что торцовая стенка корпуса снабжена съемной крышкой, установленной над углублением .. 3.Колонна по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что боковые стенки углубления снабжены рубашкой для циркуляции хладагента.

..СОЮЗ СОВЕТСКИХ

-СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (11) 4(5l) В 01 D 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

1 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3699219/23-26 (22) 31,01,84 (46) 23.06.85. Вюл. У 23 (72) .А, В. Шафрановский (53) 66.015.23(088.8) (56) 1. Касаткин .А. Г. Основные процессы и аппарат химической технологии. И., 1971, с. 525.

2. Патент США В 4202846, кл. 261-89, 1978. (54) (57) 1. ВАКУУМНАЯ РЕКТИФИКАЦИ

ОННАЯ КОЛОННА, имеющая цилиндрический корпус с боковым натрубком для прохода паров и ротор, выполненный .в виде вала с укрепленными на его высоте контактными ступенями, опирающегося на вынесенную наружу подшипниковую опору, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью ловышения эффективности колонны путем увеличения рабочей площади контактных ступеней и улучшения охраны труда за счет уменьшения шума при работе колонны, торцовая стенка корпуса выполнена с центральным углублением, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием внутрь корпуса и образующего с боковыми стенками корпуса кольцевое пространство, непосредственно сообщенное с боковым патрубком, а подшипниковая опора размещена в уг-лублении.

2. Колонна по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что торцовая стенка корпуса снабжена съемной крышкой, установленной над углубле. нием.

3.. Колонна по пц, 1 и 2, о т- л и ч а ю щ а я с я тем, что боковые стенки углубления снабжены рубашкой для циркуляции хладагента.

1162445

Изобретение относится к ректификационной технике, а более конкретно к конструкции .роторных колонн для проведения ректификации под вакуумом и может быть использовано при ректи- 5 фикации термически чувствительных веществ, например капролактама.

Изнестны роторные вакуумные рек, тификационные колонны, содержащие . цилиндрический корпус с боковым пат- 10 рубком для прохода паров и ротор. В таких колоннах ротор выполнен в виде полой трубы с лопастями, которые образуют со стенкой корпуса зазор

-1-3 мм f1).

Недостатком этих колонн является их невысокая эффективность. На

1 и высоты аппарата приходится не более одной теоретической тарелки, высота колонны.-,,ограничивается труд- 20 ностями ее изго рнленпя, так как зазор между лопастями .и стенкой колонны слишком мал (1-3 мм).

Большое число теоретических тарелок, приходящееся на 1 м высоты аппа.25 рата, обеспечивается н роторных ваку" умных ректификационных колоннах с развитой поверхностью массообмена, вьлолненной в виде контактных ступеней. 30

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является роторная вакуумная ректификацпонная колонна, содержащая цилиндрический корпус с боковым патрубком для прохода паров и ротор, выполнен.ный н виде вала с укрепленными по его высоте контактными ступенями, нал опирается на вынесенную наружу подшиппиковую опору (2j .

Недостатком известной колонйы является ограничение ее эффективности вследствие неполного использования рабочей длины вала (длина отрезка 45 вала, заключенного между подшипниковыми опорами) для размещения контакт. ных ступеней. Участок вала, расположенный против бокового патрубка для прохода паров, в известной колонне не50 может служить для размещения на нем контактных ступеней. Так, в колоннах вакуумной ректификации (при остаточном данлецпи 1-10 мм рт,ст.) диаметр бокового патрубка обычно составляет; 55, 55- 857 диаметра самой колонны, и на, участке вала длиной, равной диаметру бокового патрубка, может уместиться несколько контактных ступеней. Доля рабочей длины вала, которую нельзя использовать для размещения контактных ступеней, заметно увеличивается, если корпус колонны снабжен не одним, а двумя боковыми патрубками - для входа и выхода паров. Дополнительное увеличение рабочей длины вала (т.е, расстояния между его подшипниковыми опорами) имеет свой предел, поскольку при удлинении вала вибрация ротора усиливается и становится препятствием для нормальной работы колонны.

Кроме того, при работе вынесенного наружу подшипника появляется шум.

Цель изобретения - повышение эффективности колонны путем увеличения рабочей площади контактных ступеней и улучшение охраны труда за счет уменьшения шума при работе колонны.

Указанная цель достигается тем, что в вакуумной ректификационной колонне, имеющей цилиндрический корпус с боковым патрубМом для прохода паров и ротор, выполненный в виде вала с укрепленными на его высоте контактны-ми ступенями, опирающегося на вынесенную наружу подшипниковую опору, торцовая стенка корпуса выполнена . с центральным углублением, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием внутрь корпуса и образующего с боковыми стенками корпуса кольцевое пространство, непосредственно сообщенное с боконым патрубком, а подшипниконая опора размещена в углублении.

Торцовая стенка корпуса снабжена съемной крышкой, установленной над углублением.

Кроме того, боковые стенки углубления снабжены рубашкой, для циркуляции хладагента,.

Благодаря тому, что торцовая стенка корпуса выполнена с централь иым углублением, а подшипниковая опора размещена н углублении, рабочая длина вала почти полностью используется.для размещения контактных ступеней. Таким образом, при заданной (т.е, максимально допустимой по конструктивным соображениям) длине вала обеспечивается максимальное число контактных ступеней, размещен ных на налу, т.е. повышается эффек тивность, колонны. Кроме того, уменьшается шум, возникающий.при работе вынесенной наружу подшипниковой з 1162445 4 опоры вала, так как она оказывается ",. -,. Внешний приводной механизм 11 морасположенной внутри углубления., жет быть целиком или частично размеПри этом кольцевое пространство, щен в углублении 13. Чтобы дополнинепосредственно сообщенное с боковым тельно уменьшить шум от работы мехапатрубком, эффективно экранирует g низма 1), углубление 13 снабжено шум, так как оно заполнено разряжен- съемной крышкой 19 с вентиляционньгми

- ной средой, имеющей остаточное дав- отверстиями. Углубление 14 снабжено ление 1-100 мм рт.ст., например при . съемной крышкой 20. Полость, заклювакуумной ректификации капролактама. ченная между стенкой 18 углубления

Применение съемной крышки ослаблят !О 14 и съемной крьппкой 20, может быть ет myM, возникающий при работе под- вакуумирована, чтобы облегчить услошипниковой опоры. При этом в углубле- . вия работы вакуумного уплотнения 10 нин может быть размещен также и и тем самым повысить герметичность приводной механизм колонны, что поз- .колонны, l воляет еще в большей степени ослабить 15 Боковые стенки углубления 13 снабшум, сопровождающий работу колонны. жены рубашкой 21 для циркуляции хладКроме того, при наличии съемной крьпп- агента, которая защищает механизм 11 ки появляется возможность вакуумиро- от перегрева. Рубашка 21 снабжена вать полость в углублении, заключен- патрубками 22 и 23 для входа и выхода ную между торцовой и съемной крьппка- Щ хладагента. ми, что повьппает герметичность ротор-. Колонна может быть выполнена такной вакуумной ректификационной колон- . же с горизонтально ориентированным цилиндрическим корпусом и ротором.

Благодаря тому, что боковьге стен- Аппарат работает следующим обки углубления набжены рубашкой для йэ разом, циркуляции хладагента, приводной

В механизм колонны при его размещении Пары входят в колонну через патру-. в углублении будет защищен от пере- бок 2, проходят через кольцевое простгрева. ранство )6 внутрь корпуса l, пересещ кают контактные ступени 4, орошаешь>е

На че ртеже изображена предлагаемая жидкостью и через кольцевое простран- колонна продольный разрез. ство 15 и боковой патрубок 3 выходят

Рото а торная вакуумная ректификацион- из колонны, При включенном внешнем ная колонна имеет цилиндрический кор- . приводном механизме 1) обеспечивается пус 1 с боковымипатрубками 2и Здля вращение вала 5 с контактнычи ступе35.

1 входа и выхода паров. В корпусе . нями 4. соосно установлен ротор, выполненный При ограничениях, накладываемых в виде контактных ступеней 4, закреп- на длину вала vpe6oaanrrsr:гн его жестленных на. валу 5. Вал 5 проходит кости, в роторной вакуумной ректисквоэь торцовые стенки корпуса 6 и 7 фикационнои колонйе в максимальной и опирается на вынесенные наружу под- . степени используется рабочая длина ,шипннковые опоры 8 и 9. Места выхода вала .(т.е. участок вала между подвала 5 наружу снабжены вакуумными уп- шнпниковыми опорами). лотнениями 10. Колонна снабжена внеш+ ним приводным: механизмом. 11 сое нсоед щ При этом эффективность предлаганенным с валом 5 посредством фты !2 ред муфты !2, . емой колонны превьппает эффективность

Торцовые стенки 6 и 7 выполнены - известной колонны в 1,6 раз при. запанс центральными углублениями 13 и. 14, . ном расстоянии между подшипниковгмн которые образуют с боковой поверхно- опорами (460О мм1 sa счет увеличения стью корпуса 1 кольцевые пространст- ® числа контактнык ступеней. раэмещаева 15 и 16

6; Последние непосредствен - иьас на валу. Кроме того, уменьшается

HQ сообщаются е патрубками.2 и 3. Под шум, возникающий при работе колонны н шипники 8 и 9, размещены в центральных улучшается степень герметичности ко углублениях 13 и 14 как можно ближе лонны, что позволяет работать при бок стенкам 17 н !8 углублений,, лее глубоком вакууме.

I 162445

Vs: Ф

° у . °

- Заказ 3985/4

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий!

)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Баранова

Редактор Л. Зайцева Техред Т.Маточка Корректор В, Гирняк