Установка непрерывного действия для разделения азеотропных смесей Советский патент 1981 года по МПК B01D3/32 

компонент, а из верхней ее части иар азертропного или близкого к нему состава, который, конденсируясь в холодильнике, иоступает в виде жидкости в термодиффизионный аппарат 13, где азеотропная смесь подвергается разделению таким образом, чтобы разность концентраций между вводимой и выводимыми из верха и низа термодиффузионного аппарата фракциями составляла не более 1-1,5%. Нижняя фракция термодиффузионного аппарата, обогащенная тяжелым ключевым компонентом, возвращается в резервуар 7, а легкая фракция направляется в резервуар 8, откуда насосом 10 подается в среднюю часть ректификационной колонны 2, в которой азеотропная смесь концентрируется в верху колонны, а из нижней ее части отбирается легкий ключевой компонент. Пар азеотропного состава из колонны 2 поступает в холодильник 12 и из него в виде конденсата возвращается в термодиффузионный аппарат.

В начале процесса куб 3 заполняют исходной смесью и включают нагреватель 5. Сконденсировавшиеся пары поступают из холодильника 11 в термодиффузионный аппарат, из которого жидкость со смещенным относительно азеотропной точки составом направляется в ректификационную колонну 2 и стекает в куб 4. Когда в кубе 4 накопится некоторое количество жидкости, включают нагреватель 6 и начинают отбор из кубов 3 и 4. При этом с течением времени концентрации ключевых компонентов в этих кубах будут возрастать, стремясь к некоторому стационарному состоянию, определяемому числом тарелок ректификационных колонн и местоположением точек ввода в них разделяемой смеси. Температуры на холодной и горячей поверхностях термодиффззионного аппарата устанавливаются таким образом, чтобы их разность составляла 40-80°С, а температура горячей поверхности не превышала температуру кипения азеотропа. Высота аппарата 1-2 м обеспечивает требуемый сдвиг концентрации.

При термодиффузии в верхней части аппарата не обязательно должен концентрироваться легкокипящий компонент, так как

молекулярный механизм, приводящий к термодиффузионному разделению, принципиально отличен в ректификации. В схеме, приведенной на чертеже, предполагается,

что легкокипящий компонент отбирается из верхней части колонны. Если же этот компонент концентрируется в нижней части колонны, то он должен направляться из нее в резервуар 8, а верхняя фракция - в резервуар 7.

Предлагаемая установка применима для любых азеотропных смесей и не требует применения третьих компонентов. Предложенная установка позволяет разделить

азеотропную смесь без применения разделяющих агентов при ректификации, а также при повышении производительности термодиффузионной аппаратуры. Исключение разделяющих агентов уменьшает размеры

ректификационной аппаратуры и потребление ею тепла, а применение термодиффузии для смешения состава азеотропа на малую величину резко снижает энергозатраты и повышает производительность установки.

Формула изобретения

Установка непрерывного действия для разделения азеотропных смесей, содержащая ректификационные колонны первой и второй ступеней, холодильники, резервуары, насосы, соединяющие их трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат и обеспечения высокой степени чистоты компонентов бинарной азеотропной смеси, она снабжена термодиффузионным аппаратом, верхняя и нижняя части которого последовательно соединены через резервуар и насосы соответственно со средними частями ректификационных колонн первой и второй ступеней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1380484, кл. В 1R, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 573168, кл. В 01D 17/00, 1973.

3.Плановский А. И. и др. Процессы и аппараты химической технологии. М., 1955,

с. 500.