Дистиллятор непрерывного действия Советский патент 1993 года по МПК B01D3/00 

Изобретение относится к устройствам для разделения смесей жидких органических и неорганических веществ, имеющих различные значения температуры кипения и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности, цветной металлургии и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для проведения непрерывного процесса дистилляции жидкостей включающее корпус с рубашкой, крышку и днище с патрубками входа исходной смеси и выхода дистиллята и кубового остатка, распределитель исходной смеси, стакан, испаритель с нагревательными элементами, расположенный вдоль вертикальной оси аппарата, заполненный насадкой и выполненный в виде сборки соосно установленных полых сужающихся к низу тарелок, соединенных друг с другом с помощью подвесок, прикрепленных к крышке так, что вышерасположенная тарелка входит в нижерасположенную тарелку с зазором, при этом нижняя тарелка испарителя выполнена с перфорированным днищем для выхода кубового остатка из испарителя.

Недостатками известного дистиллятора являются невысокая производительность по дистилляту, низкая степень очистки дис- тиллята и значительные объемы кубового остатка.

Невысокая производительность известного аппарата, по дистилляту объясняется следующим.; По мёрё Стекания пленки жид- кости с верха Мп а рШэля в нижнюю его часть жидкость под воздействием паров, выходящих из испарителя, вытесняется из центральной части испарителя на его периферию и далее стекает вниз. В результате этого значительная площадь насадки оказывается несмоченной жидкостью и фактически не работает. ,

Низкая степень очистки является следствием брызгоуноса. Имеющиеся в аппарате сепа рационныё зоны, образованные стенками тарелок, достаточно эффективно осаждают капли/ крупных размеров. Капли небольших размеров выносятся паром и осе да ютДа стенках корпуса.

Увеличение степени кон центрирования кубового остатка в известном аппарате приводит к снижению степени очистки дистиллята, за .счёт увеличения концентрации труднркипящего компонента в паре.

Цель изобретения заключается в повышении производительности по дистилляту, увеличении степени очистки дистиллята за сче°т уменьшения брызгоуноса и увеличении степени концентрйрования кубового остат- ка.

На фиг, 1 изображен дистиллятор не- прерывнЬго Действия; на фиг. 2 - то же, вид сверху. , - -.

Дистиллятор включает вертикальный корпус 1, рубашку 2 с патрубком 3 входа и патрубком 4 выхода теплоносителя, крышкуб и днище 6. Крышка Ъ крепится к фланцу 7, через которую в объем дистиллятора введены нагревательные элементы 8, патрубок 9 входа исходной смеси, соединенный с распределителем 10 исходной смеси. С низу к крышке 5 с помощью трех-четырех /на фиг. 1 показаны только две/ вертикальных подвесок 11 кре Нитсй испаритель 12, располо- ж е н н ы и в д 6 л ь вертикальной оси дистиллятора. Исп зритель 12 выполнен в виде сборки соосно установленных полых сужающихся к низу тарелок 13, причем нижняя тарелка 13 имеет перфорированное днище 14. В зазорах между тарелками 13 установлены полые цилиндры 15,.в каждом из которых внутри встроен кольцевой на- гревательный элемент 16, и два ряда 17, 113 у станов ле н#Ых: вертикально дёугранных

равнобоких уголков 19 (вид уголков сверху изображен на фиг. 2). Внутри сборки находится насадка 20, которая обогревается нагревательными элементами 8. В днище 6 имеется патрубок 21 выхода кубового остатка. Внутри днища б установлен стакан 2 для сбора дистиллята, а снаружи патрубок 23 для выхода дистиллята. Между испарителем 12 и корпусом 1 и, прикрепленным к последнему, с уклоном установлен кольцевой карман 24, имеющий патрубок 25 для выхода дистиллята.

Дистиллятор работает следующим образом.

Исходную смесь непрерывно подают в дистиллятор через патрубок 9. С помощью распределителя 10 она орошает насадку 20, обогреваемую нагревательными элементами 8. Стекая под действием силы тяжести в пленочном режиме вниз по насадке 20, жидкость испаряется, Образующийся пар выходит из объема насадки, и вытесняет на периферию часть неиспарившейся жидкости и захватывает мелкие капли этой жидкости. При этом пар, проходя в зазорах между двумя рядами двугранных уголков, изменяет прямолинейное движение. В результате этого за счет сил инерции на поверхности уголков оседают капли неиспарившейся жидкости. Осажденные капли жидкости вместе с жидкостью, вытесненной паром из центра насадки на ее периферию, стекают вниз и попадают на кольцевой нагревательный элемент 16, установленный внутри полого цилиндра 15. Жидкбсть вскипает, разбрызгивается и образовавшимся в результате кипения паром переносится к центру насадки. Полый цилиндр 15 при этом играет роль преграды и препятствует выходу пара и капель разбрызганной жидкости из испарителя, Далее жидкость под действием силы тяжести в пленочном режиме снова стекает вниз по насадке и испаряется. Часть неиспарившейся жидкости паром переносится на периферию испарителя, которая затем стекает вновь вниз и попадает на кольцевые нагреватели 15 и разбрызгивается, равномерно орошая насадку 20 ис- парйтеля 21. Пар проходит между тарелками 13 и конденсируется на стенке корпуса 1,. охлаждаемого теплоносителем, который входит в рубашку 2 через патрубок 3, а выходит через патрубок 4, Дистиллят, содержащий незначительное количество, или не содержащий труднолетучие примеси, попадает в кольцевой карман 24, установленный под наклоном, и через патрубок 25 вывбдитбя из дистиллятора. Небольшая часть пара, которая содержит эти примес й, конденсируется на стенке корпуса 1 под

кольцевым карманом 24, стекает в стакан 22 и выводится из дистиллятора через патрубок 23. Эту часть дистиллята повторно перегоняют. Кольцевой карман 24 препятствует перемешиванию паров, находящихся над кольцевым карманом и под ним. Концентрированный кубовый остаток отводится через патрубок 21, установленный в днище 6.

Таким образом, изобретение дает возможность повысить производительность дистиллятора за счет увеличения площади смоченной насадки испарителя, увеличить степень очистки и полноту извлечения дистиллята за счет применения более эффективного устройства для улавливания капель неиспарившейся жидкости и применения кольцевого кармана.

Формула изобретения Дистиллятор непрерывного действия, включающий вертикальный корпус, рубашку с патрубком входа и патрубком выхода хладагента, крышку и днище с патрубками входа исходной смеси и выхода дистиллята и кубового остатка, распределитель исходной смеси, стакан, испаритель с нагревательными элементами, расположенный вдоль вертикальной оси аппарата, заполненный насадкой и выполненный в виде сборки соосно установленных полых сужающихся книзу тарелок, соединенных одна с другой с помощью подвесок, прикрепленных к крышке, так, что вышерасположенная тарелка входит в нижерасположенную тарелку с зазором, при этом нижняя тарелка испарителя выполнена с перфорированным днищем, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности по

и

дистилляту, увеличения степени очистки дистиллята за счет уменьшения брызгоуноса и увеличения степени концентрирования кубового остатка, он снабжен расположенными в каждом зазоре между тарелками 5 вертикально установленными по два ряда двугранными равнобокими уголками, при этом уголки внутреннего ряда расположены ребрами в сторону вертикальной оси аппарата, а уголки внешнего ряда расположены

10 ребрами наружу, каждый уголок установлен так, что линия, проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро каждого уголка, делит его линейный угол на два равных угла, уголки внешнего ряда сдвинуты по ок15 ружности так, что линия, проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро каждого уголка внешнего ряда, делит на две равные части расстояние между ребрами соседних уголков внутреннего ряда, диаметр окруж20 ности, проходящей через обе кромки граней каждого уголка внешнего ряда, меньше диаметра окружности, проходящей через обе кромки граней каждого уголка внутреннего ряда, испаритель дополнительно снабжен 25 полыми цилиндрами, установленными соосно между двумя рядами уголков и тарелками, каждый цилиндр внутри снабжен кольцевым нагревательным элементом, при этом верхняя часть каждого цилиндра сое30 динена с вышестоящей тарелкой, а нижняя часть соединена с внутренним рядом уголков, дистиллятор снабжен расположенным между корпусом и испарителем кольцевым карманом, установленным наклонно к вер35 тикальной оси аппарата и имеющим патрубок.

Фиг. 2

Применение: для разделения жидких органических и неорганических веществ, имеющих различные температуры кипения. Сущность изобретения; дистиллятор непрерывного действия включает вертикальный корпус, рубашку с патрубком входа и патрубком выхода хладагента, крышку и днище с патрубками входа исходной смеси и выхода дистиллятора и кубового остатка, распре- делитель исходной смеси, стакан, испаритель с нагревательными элементами, расположенный вдоль вертикальной оси аппарата, заполненный насадкой и выполнен- ный в виде сборки чередующихся и установленных друг над другом сверху вниз полых сужающихся книзу тарелок, двух рядов двугранных равнобоких уголков, полых цилиндров с встроенными внутрь их кольцевыми нагревательными элементами, при этом уголки внутреннего ряда расположены ребрами в сторону вертикальной оси аппарата так, что линия проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро каждого уголка внутреннего ряда делит линейный угол каждого уголка на две части, а уголки внешнего ряда расположены ребрами наружу и сдвинуты по окружности так, что линия проходящая через вертикальную ось аппарата и ребро каждого внешнего уголка, делит на две равные части расстояние между ребрами соседних уголков внутреннего ряда, при этом диаметр окружности, проходящей через обе кромки граней каждого уголка внешнего ряда, меньше диаметра окружности, проходящей через обе кромки граней каждого уголка внутреннего ряда, дополнительно между корпусом и испарителем установлен с уклоном кольцевой карман с патрубком.2 ил.