Многосекционная колонна для обработки веществ в прямоточных системах Советский патент 1983 года по МПК B01J10/00 B01J14/00 B01D3/24 

2.Колонна ПОП.1, отлич ающ а я с я тем, что каждый дополнительный направляквдий элемент выполнен прямолинейным.

3.Колонна ПОП.1, отличающ а я с я тем, что каждый дополнитель.ный 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 по пп.1-3, отличающаяся тем, что каждый дополнительный направляющий элемент установлен с возможностью поворота.

5.Колонна по пп.1-4, о т л и ,. чающаяся тем, что дополнительный

Направляющий элемент выполнен перфорированным.

6.Колонна по пп., о т л и чающаяся тем, что нижняя сторона каждой тарелки снабжена изогнутым отклоняющим элементом, поверхность которого равна 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.

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.

: 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

Изобретение относится к колонне для обработки веществ, в частности к многосекционной колонне для обработки веществ в прямоточных системах . Известна многосекционная колонна для обработки веществ в прямоточных системах, включающая корпус с расположенными под углом к оси коло ны 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 l . Недостаток известной шoгoceкционный колонны заключается в том, что при обработке гомогенных жидкое тей и газов наблюдается эффект обра ного смешивания. Целью изобретения является сниже ние степени обратного смешивания пр обработке гомогенных жидкостей и газов. Указанная цель достигается, тем, что многосекционная колонна для обработки веществ в прямоточных систе мах, включающая корпус с расположен ными 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 элемен патрубки для ввода и вывода фаз, снабжена дополнительнЁ1ми направляющ ми элементами, каждый из которых ра положен 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. Расположенные над каждым отверстием для прохода тяжелой фазы направляющие элементы могут быть выполнены прямолинейными и/или изогнутыми, с врзможностью поворота и/или перфорированными. При изогнутом выполнении направляющего элемента расстояние между концом направляющего элемента, расположенным на стенке колонны, и соответствующей 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 кислоты, 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

в однофазной системе без изменения фаз.

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

Многосекционная колонна с любой формой поперечного сечения содержит корпус 1, снабженный обогревательной или охлаждающей рубашкой 2, патрубками 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,соответствующем 0,1-0/5 диаметра колонны. Все направляющие элементы или их часть могут быть выполнены прямолиней- ными или изогнутыми (фиг.1) . При изогнутом выполнении направляющих элементов 11 расстояние между их .концом, расположенным на стенке колонны, и соответствующей тарелкой больше., расстояния между их свободным концом 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 расположенным изогнутым отклоняющим элементом 12, поверхность которого соответствует 0,1-0,7 поперечного сечения колонны, причем расстояние между концом, прикрепленным к нижней стороне тарелки, и стенкой колонны больше расстояния между его свободным концом и стенкой колонны.

Многосекционная колонна при обработке гомогенной жидкости работает следующим .образом.

Гомогенный исходный поток с кок ентрацией Ле; компонента посредством насоса 7 через, входящий в жидкость падающий патрубок 3 под давлением вводят в колонну. ВыхЪдящую из подающего патрубка 3 напорную струю, соответствующую исходному потоку, отклоняют направляющим элементом Ю, cooTseTCTBeHHO тарелкой 8 таким образом, что.по образованному между направляющим элементом 10 и тарелкой 8 каналу отсасывается часть потока. В самой верхней секции колонны компонент i имеет концентрацию ,-. Через 5 отверстие 9 в нижнем канале таре-.

лок 8 поток поступает в расположенную под ними секцию с концентрацией i и т.д.

У тарелок и направляющих элемен10 тов смежной секции поток снова разделяется на напорную струю и циркулирующий поток. По мере его дальнейшего прохождения вверх циркулирующий поток разделяется на поток, ко5 торУй 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

Пример. Для гидролиза диметилтерефталата применяют многосек.ционную колонну диаметром 400 мм, .высотой 13 м и емкостью 1600 м (по фиг.4), снабженную 14 тарелками 8, расположенньзми под углом 45

0 к оси колонны и прямолинейными плоскими направляющими элементами Г1, имеющими поверхность, .соответствующую 0,5 поперечного сечения колонны, и расположенными на расстоянии от рас5 положенной под ним тарелки равном 0,23 диаметра колонны.

В колонну подают смесь 400 кг/ч диметилтерефталата и 1200 кг/ч обессоленной воды, котор гю пропусл кают через колонну при и давлении 50 бар. Из колонны отводят гидро. лизат, состоящий из 61% терефталавой кислоты, 34% монометилтерефталата и 4% диметилтерефталата. Гидролизат и образовавшийся еще метанол полнос5 тью растворены в воде, т.е. представляют собой гомогенную жидкость.

П р и м е р 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 в колонне, в которой направляющие элементы 11 имеют

0 поверхность, соответствующую 0,1 поперечного сечения колонны, и расположёны на расстоянии от соответствующей тарелки, равном диаметра колонны. Из колонны отводят

5 Гидролизат, состоящий из 58,5%

терефталевой кислоты, 36% монометилтерефталата и 5,5% диметилтерефталата.

Примерз. Процесс проводят 0 аналогично примеру 1 в колонне, в которой направляющие элементы 11 |Имеют поверхность, соответствующую. 0,7 поперечного сечения колонны,и располохсены на расстоянии от соот5 ветствующей тарелки, равном 0,5 диаметра колонны. Из колонны отводят гидролизах, состоящий из 64% терефта левой кислоты, 31,5% монометилтере.фталата и 4,5% диметилтерефталата. П р и м е р 4. Для гидролиза диметилтерефталата применяют много- секционную колонну с диаметром 400 мм, высотой 13 м и емкостью 1600 м (по фиг.1), снабженную 14 тарелками 8, расположенными под углом 45° 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 щих элементов 11 расположена на расстоянии от тарелки равном 0,25 диаметра колонны, а расстояние между их концом,расположенным на стенке колон-1 ны, и тарелкой больше расстояния меж ду их свободным концом и тарелкой. Из колонны отводят гидролизат, состоящий из 65% терефталевой кислоты 31% монометилтерефталата и 4% диметилтерефталата . П р и м е р 5. Для гидролизата ди метилтерефталата применяют многосекционную колонну с диаметром 400 мм, высотой 13 м и емкостью 1000 м (по фиг.2), снабженную 14 тарелками, рас положенными под углом 45° к оси колонны и прогнХтыми направляющими эле ментами 11, имеющими поверхность, соответствующую 0,5 поперечного сечения колонны, и средний радиус кривизны равный 0,5 диаметра колонны. При этом середина направляющих элементов 11 расположена на расстоянии от тарелки равном 0,25 диаметра коло ны, а расстояние между их концом, распололсенным на стенке колонны, и тарелкой больше расстояния между их свободным концом и тарелкой. Кроме того, нижняя сторона тарелок снабжена изогнутым отклоняющим элементом с поверхностью равной 0/5 поперечного сечения колонны, имеющим радиус, кривизны равный 0,5 диаметра колонны, причем его середина расположена на расстоянии от 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 66% терефталевой кислоты, 30,5% монометилтерефталата и 3,5% диметилтерефталата. П р и м е р 6. 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 65,2% терефталевой кислоты/ 30,8% монометилтерефталата и 4% диметилтерефталата. П р и м е р 7. Процесс ведут аналогично примеру 5 в колонне, в которой изогнутые отклоняющие элементы/ прикрепленные к нижней стороне тарелок, имеют поверхность равную О,7 поперечного сечения колонны. Из колонны отводят гидролизат, состоящий из 66,2% терефталевой кислоты, 30,6% монометил терефталата и 3,3% диметилтерефталата.