Устройство для перегонки жидкостей

 

Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к тепломассообменным аппаратам, в частности к ректификационным колоннам, в которых жидкость вбрызгивается в пар или двухфазная смесь проходит в одном направлении, и может быть использовано в химических лабораториях исследовательских учреждений для перегонки большого количества жидкости за короткий промежуток времени. Цель изобретения - повышение интенсивности перегонки жидкостей и улучшение качества очистки фракций. Устройство содержит испаритель, соединенный с возвратным холодильником с терморегулируемыми блоками , приемник и накаливатель газа, устройство для подачи термоагента. Испаритель снабжен резервуаром для смеси жидкостей , соединенным насосом с испарителем , выполненным в виде трубки с отверстиями , выше ввода накаливателя газа, возвратный холодильник снабжен вибросеткой, установленной в его нижней части, а терморегулируемые блоки выполнены в виде переплетенных между собой трубок, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом верхний конец соединен с каналом подачи термоагента, а нижний - с каналом вывода термоагента. 1 ил., 1 табл. i (Л О5 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3

ÄÄSUÄÄ 1337109 (я) 4 В 01 D 3 32

1!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3790797/31-26 (22) 18.09.84 (46) 15.09.87. Бюл. № 34 (71) Институт физики АН ЛитССР (72) Ю. Ю. Алишаускас (53) 66.015.23.05 (088.8) (56) Лабораторные работы по органической химии. М.: Высшая школа, 1974, с. 13.

Авторское свидетельство СССР № 384525, кл. В 01 D 3/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 1202605, кл. В 01 D 3/32, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕГОНКИ

ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к тепломассообменным аппаратам, в частности к ректификационным колоннам, в которых жидкость вбрызгивается в пар или двухфазная смесь проходит в одном направлении, и может быть использовано в химических лабораториях исследовательских учреждений для перегонки большого количества жидкости за короткий промежуток времени.

Цель изобретения — повышение интенсивности перегонки жидкостей и улучшение качества очистки фракций. Устройство содержит испаритель, соединенный с возвратным холодильником с терморегулируемыми блоками, приемник и накаливатель газа, устройство для подачи термоагента. Испаритель снабжен резервуаром для смеси жидкостей, соединенным насосом с испарителем, выполненным в виде трубки с отверстиями, выше ввода накаливателя газа, возвратный холодильник снабжен вибросеткой, установленной в его нижней части, а терморегулируемые блоки выполнены в виде переплетенных между собой трубок, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом верхний конец соединен с каналом подачи термоагента, а нижний — с каналом вывода термоагента.

1 ил., 1 табл.

1337109

Изобретение относится к различным технологическим процессам, к тепломассообменным аппаратам, в частности к ректификационным колоннам, в которых жидкость вбрызгивается в пар или двухфазная смесь проходит в одном направлении, и может быть использовано в химических лабораториях исследовательских учреждений и промышленных предприятий для перегонки большого количества жидкости за короткий промежуток времени.

Целью изобретения является повышение интенсивности перегонки жидкостей путем увеличения площади испарения и улучшение качества очистки фракции путем создания низкотемпературного барьера на пути продвижения паров перегоняемой смеси.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит возвратный холодильник 1, соединенный с резервуаром 2 для смеси жидкостей через распылительную трубку 3. В боковую часть распылительной трубки 3 вмонтирован насос 4, соединенный с резервуаром 2 для смеси жидкостей.

Ниже первого насоса 4 вмонтирован другой насос 5, соединенный с накаливателем 6 газа. Выше распылительной трубки 3 в корпусе возвратного холодильника 1 на кронштейнах 7 прикреплена нагреваемая вибросетка 8. Выше вибросетки 8 соосно прикреплены по крайней мере три терморегулируемых блока 9, соединенных с приводом 10 электродвигателя. Над каждым терморегулируемым блоком 9 в стенку возвратного холодильника 1 вмонтирован канал 11, соединенный с приемником 12. Каждый терморегулируемый блок 9 выполнен в виде сплетения извилистой трубки 13 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.

Верхний конец извилистой трубки 13 соединен с каналом 14 для подачи термоагента, а нижний — - с каналом 15 для вывода термоагента в охлаждающую систему (не показана).

Устройство работает следующим образом.

Насос 4 вбрызгивает смесь жидкостей из резервуара 2 в распылительную трубку 3. Для интенсификации испарения фракции насос 5 подает в распылительную трубку 3 накаленный газ, нагретый в накаливателе 6 газа до температуры, ускоряющей процесс испарения (в 1,5 — 2 раза выше температуры кипения). Полученная пароаэрозольная смесь жидкостей поступает в возвратный холодильник 1, в нижней части которого на кронштейнах 7 прикреплена нагреваемая вибросетка 8 для конечного выпаривания аэрозольных частиц. Пар, поступивший в корпус возвратного холодильника 1, попадает на вращающееся сплетение извилистой трубки 13. Пар фракции с более высокой температурой кипения проходит че50

5

2 рез первый вращающийся вокруг вертикальной оси терморегулируемый блок 9 и конденсируется при помощи термоагента, протекающего по извилистой трубке 13. Для более эффективного удаления одной фракции из смеси жидкостей нижние вращающиеся терморегулируемые блоки 9 поддерживают температуру, достаточную для конденсации пара основной фракции с более высокой температурой кипения жидкости, а верхние — температуру, при которой ускоряется удаление пара фракции с более низкой температурой кипения. Каждую фракцию смеси жидкостей можно отвести в приемник

12 через каналы 11.

Пример. Смесь жидкостей, состоящую из 70Я дистиллированной воды и ЗОО ацетона, помещают в резервуар 2 для смеси жидкостей. При помощи насоса 4 смесь жидкостей вбрызгивают в распылительную трубку 3.

Диаметр распылительной трубки 10 см.

В качестве газа, подаваемого насосом 5, применяют гелий, накаленный до 150 С. Полученная пароаэрозольная смесь жидкостей поступает на нагреваемую до 200 С вибросетку. Частоту вибрации вибросетки для конечного выпаривания капель смеси жидкостей можно подсчитать по формуле

k Y

V где ю — частота вибрации вибросетки; я — толщина вибросетки;

v — скорость газового потока.

Амплитуда вибрации вибросетки не превышает величину 1, 5, r (где г — диаметр дырки вибросетки) .

Пар фракции с более высокой температурой кипения проходит первый снизу вращающийся терморегулируемый блок 9 и конденсируется при помощи охлаждающего термоагента, например Н О, протекающего по сплетению извилистой трубки 13. Нижние терморегулируемые блоки 9 охлаждаются до температуры конденсации пара основной фракции с более высокой тем пергтурой кипения жидкости, а верхние — прогреваются, например горячей водой, до температуры, ускоряющей удаление пара фракции с более низкой температурой кипения. Первый снизу вращающийся терморегулирующий блок 9 охлаждает. Частоту вращения терморегулируемого блока определяют по формуле

Ф = 3-(-, У где W — частота вращения терморегулируемого блока;

v — скорость газового потока; — ширина терморегулируемого блока.

Данные о результатах скоротечной перегонки приведены в таблице.

1337109

Смесь жидкостей

Пр имев си после пеПроСкоТемпература кипе—

Температура на терморегулируемых блоках, С рость цент испа- возСостав, 7

Наименоварегон— ки, X рения, л/мин врата смеси в систему ния фракций, ОС ние

Дистиллированная вода 70 100 1,2-1,3 3-3,5 10 50 70 0,01

Ацетон 30 56,2

При вбрызгивании смеси жидкостей в нижнюю часть возвратного холодильника и при одновременном ее нагревании накаленным газом отпадает необходимость кипячения смеси жидкостей вследствие чего уско- 25 ряется процесс перегонки. Благодаря воздействию на пароаэрозольную смесь вибрирования достигается более интенсивное испарение перегоняемой смеси жидкостей.

Одновременно с охлаждением паров фракции с более высокой температурой кипения проводят нагревание паров фракции с более высокой температурой кипения, что позволяет ускорить удаление последней фракции из системы и тем самым интенсифицировать процесс перегонки.

Предлагаемое устройство для перегонки жидкостей дает возможность достичь высокой частоты перегоняемых фракций. Это достигается благодаря высокой селективности, обеспечиваемой при помощи термо- 40 регулируемых блоков. Нижние терморегулируемые блоки в системе охлаждаются ниже температуры кипения фракции с более высокой температурой кипения, но выше температуры кипения фракции с более низкой температурой кипения, что способствует более эффективному разделению фракций.

Формула изобретения

Устройство для перегонки жидкостей, включающее испаритель, соединенный с возвратным холодильником с терморегулируемыми блоками, накаливатель газа, устройство для подачи термоагента, приемники, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности перегонки жидкостей путем увеличения площади испарения и улучшения качества очистки фракций путем создания низкотемпературного барьера на пути продвижения паров перегоняемой смеси, испаритель снабжен резервуаром для смеси жидкостей, соединенным насосом с испарителем, выполненным в виде трубки с отверстиями, выше ввода накапливателя газа, возвратный холодильник снабжен вибросеткой, установленной в его нижней части, а терморегулируемые блоки выполнены в виде переплетенных между собой трубок, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом верхний конец соединен с каналом подачи термоагента, а нижний — с каналом вывода термоагента.

1337109

14

Составитель А. Сондор

Редактор А. Маковская Техред И. Верес Корректор И.Муска

3aказ 4071/8 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4