Вакуумная ректификационная колонна Советский патент 1985 года по МПК B01D3/30 

I Изобретение относится к ректифи кационной технике, а более конкрет но к конструкции роторных колонн для проведения ректификации под вакуумом и может быть использовано при ректификации термически чувствительных веществ, например капролактама, Известны роторные вакуумные рек тификационные колонны, содержащие щшиндрический корпус с боковым патрубком для прохода паров и ротор. В таких колоннах ротор выполнен в виде полой трубы с лопастями, которые образуют со стенкой корпуса зазор - i-3 мм i. . , :, Недостатком этих колонн является их невысокая эффективность. На 1 м высоты аппарата приходится не более одной теоретической тарелки, высота колбпныд рграничивастся труД ностями ее изго рвленмя, так как за зор между лопастями-.и стенкой колОН ны слишком мал (l-S мм). Большое число теоретических тарелок, приходящееся на 1- м высоты апПа рата, обеспечивается в роторных ваку умньш ректификационных колоннах с развитой поверхностью массообмена, выполненной в виде контактных ступе ней. .. Наиболее близкимк предлагаемому устройству по технической сущности является роторная вакуумная ректифи кацпопная колонна, содержащая цилиИд рический корпус с боковым патрубком для прохода паров и ротор, выполнен.ный в виде вала с укрепленными по ег .высоте, контактными ступенями., вал опирается на вынесенную наружу поджипниковуш опору L2J. Недостатком известнрй колонны является ограничение ее эффективности вследствие неполного использования рабочей длины вала (длина отрезка вала., заключенного Между подшипнико выми опорами) для размещения контакт ных ступеней. Участок вала, расположенный против бокового патрубка для прохода паров, в известной колонне н может служить для размещения ,на нем. контактных ступеней. Так, в колоннах вакуумной ректификации (при остаточном давлении мм рт,ст.) диаметр бокового патрубка обычно составляет -55-85% диаметра самой колонны, и на участке вала длиной, равной диаметру бокового патрубка, можетУместиться 45 несколько контактных ступеней. Доля рабочей длины вала, которую нельзя использовать для размещения контакт ных ступеней, заметно увеличивается, если корпус колонны снабжён 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, посколь ку при удлинении вала вибрация ротора усиливается и становится препятстви ем для нормальной работы колонны. Кроме того. При работе вьшесенного наружу подшипника появляется шум. Цель изобретения повышение зф фективности колонны путем увеличения рабочей площади контактных ступеней и улучшение охраны труда за счет умень шения шума при работе колонны. Указанная цель достигается тем, что в вакуумной ректификационной ко лонне, имеющей цилиндрический корпус с боковым naTpy6koM для прохода паров и ротор, выполненный в виде вала с укрепленными на его высоте контактными ступенями, опирающегося на вьшв сенную наружу подшипниковую опору, торцовая стенка корпуса выполнена . с центральным углублением, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием внутрь корпу са и образующего с боковыми стенками корпуса кольцевое пространство, непосредственно сообщенное с боковым патрубком, а подшипниковая опора, размещена в углублении. Торцовая стенка корпуса снабжена съемной крышкой, установленной над углублением. , . Кроме тогоi боковые-стенки уг i лубления снабжены рубашкой, для циркуляции хладагента.. I. ...-.. Благодаря ТОМУ, что торцовая стенка корпуса вьшолнена: с централь ным углублением, а подшипниковая опора размещена в углублении, рабочая длина вала, почти полностью используетСй для размещения контактных ступеней. .Таким образом, при заданной (т.е. максимально допустимой по конструктивным соображениям длине вала обеспечивае.тся максимальное число контактных ступеней, размещен- . ных на валу, т.е. повышается эффективность, колонны, Кроме того,, уменьшается шум возникаю1вдй.при работе вынесенной наружу подшипниковой опоры вала, так как она оказывается расположенной внутри углубления. При этом кольцевое пространство, непосредственно сообщенное с боковым патрубком, эффективно экранирует шум, так как оно з.аполнено разряжен ной средой, имеющей остаточное дав-ленке мм рт,ст., например при вакуумной ректификации капролактама. Применение съёмной крышки ослабля-г ет шум, возникающий при работе подшипниковой опоры. При этом в углублен НИИ может быть размещен также и приводной механизм колонны что позволяет еще в большей степени ослабить шум, сопровождающий работу колонны. Кроме того, при наличии С7 емной крыиг ки появляется возможность вакуумиро вать полость в углублении, заключенную между торцовой и съемной крышка ми, что повьлпает герметичность ротор ной вакуумной ректификационной колонны. . . . Благодаря тому, что боковь1е стен- ки углубления снабжены рубашкой для циркуляции хладагента, приводной механизм колонны при его размещении в углублении будет защищен от перегрева. На. честеже изображена предлагаемая колонна поодольный разрез. . Роторная вакуумная ректификациоц ная колонна имеет цилиндрический кор пус 1 с боковьми патрубками 2 и Здля.входа и вькода паров. В корпусе 1 соосно установлен ротор, выполненньй в виде контактных ступеней 4, закрепленных на валу 5. Вал 5 проходит сквозь торцовые стенки корпуса 6 и 7 и опирается на вынесенные наружу под . шй пниковые опоры .8 и 9. Места выхода вала 5 наружу снабжены вакуумными уплотнениями 10. Колонна снабжена внепг ним приводным Механизмом 11, соеднненным с валом 5 посредством муфты 2 Торцовые стенки 6 и 7 выполнены с центральными углублениями 13 и 14, которые образуют с боковой поверхностью корпуса J кольцевые пространства 15 и 16. Посл едние непосредствен но сообщаются е патрубками. 2 и 3. Шд пшпники 8 и 9 размещены в центр углублениях 13 и 14 как можно ближе к стенкам 17 и 18 углублений, . Внешний приводной механизм 11 может быть целиком или частично размещен в углублении 13. Чтобы дополнительно уменьшить шум от работы меха низма 11, углубление 13 снабжено съемной крышкой 19 с вентиляционными отверстиями. Углубление 14 снабжено съемной крьш1кой 20. Полость, заклю ченная между стенкой 18 углубления 14 и съемной крышкой 20, может быть вакуумирована, чтобы облегчить услоВИЯ работы вакуумного уплотнения 10 и тем самым повысить герметичность КОЛОННЫ, . - Боковые стенки углубления 13 спабжены рубашкой 21 для циркуляции хладагента, .которая защищает механизм 1I от перегрева. Рубашка 21 снабжена патрубками 22 и 23 для входа и выхода хладагента. Колонна может быть выполнена также с горизонтально ориентирован.ньа-i Цилиндрическим корпусом и ротором. Аппарат работает следующим образом. Пары входят в колонну через патру-. бок 2, проходят через кольцевое пространство 16 внутрь корпуса Ij Пересекают контактные ступени 4, орошае ие жидкостью и через кольцевое прострап ство 15 и боковой патрубок 3 выходят из колонны, при вклЮЧЁлном внешнем приводном механизме П обеспечивается вращение вала 5 с контактными ступе нями 4. При ограничен1 ях, накладываемых на длину вала требованиями его жесткости, в роторной вакуумной ректнфикацйонной колонне в максимальной степени используется рабочая длина вала (т.е. участок вала между подшнпниковыми опорами). . . При этом эффективность предяага емрй колонны превьшает эффективность известной колонны в 1 ,6 раз при заданном расстоянии между подшипниковнми опорами {4600 мм) за счет увеличения числа контактных ступеней, размещав мых на валу. Кроме того, уменьшается шум, возникаюоуй при работе колониы и улучкается степень герметичности ко лонны, что позволяет работать при бо лее глубоком вакууме.

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.