<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE DE RECTIFICATION
On effectue en général la séparation de mélanges liqui- des en leurs éléments par rectification, en faisant couler de haut en bas le liquide sur des plateaux de rectification d'une colonne de rectification, plateaux sur lesquels le liquide vient en contact intime avec les vapeurs qui montent et s'enrichit ain- si des constituants à point d'ébullition élevé. On a considéré jusqu'ici comme cas le plus favorable celui où le liquide, s'écou- lant d'un plateau de rectification particulier, se trouve en état d'équilibre avec les vapeurs qui se dégagent de ce plateau, en sup- posant que sur chaque plateau le liquide est si bien mélangé que sa composition moyenne est égale à celle avec laquelle le liqui- de s'écoule du plateau. On n'a toutefois atteint en pratique jus- qu'ici que 50% environ de cette valeur.
La présente invention a pour objet un appareil pour la réalisation d'opérations de rectification, qui permette d'attein-
<Desc/Clms Page number 2>
dré des rendements qui dépassent même le rendement le plus favo- rable pouvant être atteint jusqu'ici. Il a été constaté qu'on obtient un accroissement surprenant du rendement d'un plateau de rectification lorsque,sans diminuer le contact intime entre le gaz et le liquide sur le plateau, on réduit dans¯une,forte mesure le mélange, toujours très intime jusqu'ici, du liquide sur le pla- teau.
On fait par suite passer les vapeurs à travers le liquide de façon à bien obtenir un contact très intime des particules de vapeurs finement divisées avec le liquide sur une grande .surface, toutefois de façon à ne pas gêner ainsi le mouvement uniforme du liquide sur le plateau et à, empêcher des écoulements transversaux et à contre-courant dans le liquide, qui ont pour résultat un mé- lange de liquide, plus fortement enrichi en constituants à point d'ébullition élevé, avec du liquide moins fortement enrichi avec ces constituants. On obtient ainsi que le liquide présente, à la fin de .^,on trajet sur un plateau, une teneur notablement plus éle- vée en constituants à point d'ébullition élevé que la teneur qui correspond à la composition moyenne du liquide sur le plateau.
Les vapeurs, qui traversent le liquide, ont par conséquent des com- positions différentes sur les différentes parties du plateau, et il est de cette manière possible que, malgré un état incomplet d'é- quilibre entre le liquide et la vapeur, la teneur du liquide en constituants à point d'ébullition élevé soit, lorsque le liquide s'écoule du plateau, plus grande que celle d'un liquide qui se trouve en équilibre avec la composition moyenne des vapeurs qui se dégagent du plateau.
Conformément à l'invention, on tend en outre à se rap- procher autant.que possible d'un écoulement à contre-courant entre le liquide et la vapeur sur chaque plateau, en ce que le liquide renoontre, dans son trajet sur le plateau, successivement des cou- ches de vapeur qui sont toujours de plus en plus riches en cons- tituants à point d'ébullition élevé. On n'a jusqu'ici réalisé un véritable, écoulement à contre-courant dans des opérations de rec- tification que dans des colonnes de rectification,dans lesquelles
<Desc/Clms Page number 3>
le liquide et la vapeur s'écoulent l'un à côté de l'autre dans un cylindre vertical rempli de corps de garnissage à grande sur- face.
L'intensité du contact entre le liquide et la vapeur, et par suite l'état d'équilibre entre ceux-ci, qui constitue le but de la rectification, est toutefois ici beaucoup plus mauvais que dans des colonnes avec des plateaux.distincts, où les vapeurs ne passent pas seulement à côté du liquide, mais traversent ce dernier. La diminution de l'échange entre le liquide et la vapeur, dans des colonnes à ruissellement, dépasse de beaucoup l'avantage principal de l'écoulement à contre-courant.
Par contre, la présente invention permet de se rappro- cher fortement de l'écoulement à contre-courant de la vapeur et du liquide,en conservant complètement les conditions d'échange les plus favorables entre ceux-ci, telles qu'on peut les atteindre dans des colonnes avec des plateaux distincts. Le moyen employé peut être désigné comme un écoulement à courants croisés entre le liquide et la vapeur sur chaque plateau. La totalité du liquide vient en contact, sur chaque plateau, successivement avec les différentes parties des vapeurs, qui s'écoulent à peu près perpendiculairement au mouvement du liquide. Les vapeurs présentent, dans chaque sec- tion transversale du courant de liquide, une teneur en constituants à point d'ébullition élevé qui va continuellement en croissant dans la direction de l'écoulement du liquide.
Un mélange intime des vapeurs, dans leur trajet à partir d'un plateau à un autre, est empêché autant que possible, de même que celui du liquide sur le plateau, poux assurer, dans un degré augmentant d'un plateau à un'autre, l'écoulement du liquide et de la vapeur suivant des cou- rants croisés sur les différents plateaux.
On réalise en pratique l'idée de l'invention en fai- sant couler le liquide, sur un trajet aussi long que possible, en une seule couche mince, avec une grande vitesse, sur les plateaux de rectification, tandis que les vapeurs, divisées en de nombreuses petites bulles, traversent la couche de liquide. Le-mouvement des vapeurs s'effectue essentiellement suivant une direction perpen-
<Desc/Clms Page number 4>
diculaire au plan du mouvement du liquide, pour empêcher un mélange du liquide dans la direction d'écoulement. Pour que les vapeurs gênent aussi peu que possible le mouvement du liquide lors de leur passage à travers le plateau, on-peut faire sortir les vapeurs éga- lement dans la direction d'écoulement.
L'écartement entre les ori- fices de passage pour la vapeur sur chaque plateau doit être choisi tel que les différentes bulles de vapeur ne se réunissent pas entre elles au sein du liquide. Cet écartement s'élève au moins au double du diamètre de ces orifices.
L'action désirée à contre-courant entre le liquide et la vapeur est d'autant plus grande que l'écoulement du liquide est plus uniforme, que sa vitesse est plus grande, que son trajet est plus long et que sa couche est plus mince. Il ne faut toute- fois pas descendre en dessous d'une certaine hauteur minimum de la couche de liquide, pour garantir un échange suffisamment inten- se entre le liquide et la vapeur et un passage uniforme de la va- peur à travers le plateau, étant donné la diminution d'épaisseur de la couche du liquide entre son endroit d'entrée et son endroit de sortie sur chaque plateau.
Une forme de réalisation appropriée du plateau de rec- tification est représentée sur le dessin ci-joint : La fig. 1 re- présente une vue en coupe verticale longitudinale et la fig. 2 une vue en coupe transversale horizontale par une colonne de rectifi- cation.
Le liquide est chargé par le conduit d'amenée 1 sur le plateau de rectification annulaire 3, constitué par une plaque, munie de trous étroits, formant tamis, dont la partie intérieure' est recouverte par un chapeau de section transversale circulaire 4, concentriquement à l'axe de la colonne. Le chapeau de recou- vremant 4 de la partie intérieure du plateau de rectification pos- sède avantageusement une hauteur, qui n'est pas ou n'est pas beau- coup inférieure à la distance entre deux plateaux-adjacents.Apres avoir parcouru la surface annulaire 3, le liquide pénètre par le ,trop-plein 5 dans le conduit de décharge 2, qui constitue en même
<Desc/Clms Page number 5>
temps le conduit d'amenée du plateau situé immédiatement par des- sous, sur lequel le liquide s'écoule alors de la même manière.
Les conduits d'amenée et de sortie de chaque plateau sont séparés par une cloison allant jusqu'au plateau suivant, et les parties en forme de secteur des plateaux, dans lesquelles se trouvent les conduits d'amenée et de sortie du liquide, sont rendues étanches à un passage de gaz. Ces conduits d'amenée et de sortie du liquide sont décalés sur chaque plateau par rapport au plateau précédent, de telle manière que le liquide s'écoule sur tous les plateaux dans la même direction. Les vapeurs, qui s'écoulent verticalement vers le haut, passent par les petits trous de la plaque formant tamis et traversent le liquide, coulant au-dessus de la plaque-tamis, à l'état finement divisé. On obtient ainsi un contact intense entre le liquide et la vapeur, sans que des écoulements à contre-courant ou à courants croisés soient provoqués dans le liquide.
La section de passage des vapeurs entre les plateaux est si grande que l'écou- lement des vapeurs s'effectue sous forme de lames et que la compo- sition des vapeurs entre deux plateaux reste par conséquent prati- quement invariable en direction verticale, tandis que dans chaque secteur, les vapeurs deviennent continuellement plus riches en cons- tituants à point d'ébullition élevé à partir de la partie du pla- teau, située au-dessus du conduit d'amenée du liquide, jusqu'à la partie située au-dessus du conduit de sortie du liquide.
. En outre de la forme de réalisation du plateau de recti- fication qui vient d'être décrite, il en existe un grand nombre d'autres qu'il est possible d'imaginer. On peut par exemple rem- placer les plateaux en tôle perforée formant tamis par des pla- teaux munis de cloches ou de chapeaux, dans lesquels on fait pas- ser la vapeur dans des tubes recouverts par de petits chapeaux, la vapeur sortant sous la surface du liquide en petites bulles, Il est toutefois essentiel que, tout en assurant un contact inten- se entre le liquide et la vapeur, on empêche un mélange du liquide dans la direction du plan d'écoulement.
Le procédé suivant l'invention convient particulière-
<Desc/Clms Page number 6>
ment pour la séparation, en leurs éléments, de l'air liquide et au- tres mélanges à bas point d'ébullition, mais peut également être appliqué avantageusement à la rectification de liquides présentant un point d'ébullition élevé désiré quelconque. L'accroissement du rendement, qui est obtenu par la présente invention, s'élève à environ 100 %, et le procédé a par suite pour résultat, pour la même production, une diminution importante des dimensions extérieu- res des colonnes de rectification, ce qui constitue un avantage qui se fait sentir en particulier lors du traitement de mélanges à ' bas point d'ébullition, en égard aux pertes de froid qui dépendent des dimensions des appareils.
Un autre avantage des plateaux de rectification suivant l'invention consiste en ce qu'il n'en faut qu'un nombre plus faible et que la diminution de pression dans la colonne de rectification devient plus petite que jusqu'ici.
Ceci est également particulièrement important pour la séparation de mélanges à bas point d'ébullition en leurs éléments, étant donné que l'énergie de compression est ainsi diminuée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.