BE452417A

BE452417A -

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Publication number: BE452417A
Authority: BE
Priority date: 1942-06-15
Filing date: 1943-09-22
Publication date: 1943-10-30
Also published as: FR897179A; CH236575A

Description

Procédé et colonne pour la distillation fractionnée de

liquides.

On emploie pour la distillation fractionnée de

liquides des. colonnes à corps de remplissage, à tamis et' à

fonds à cloches, et également des colonnes à fonds superposés alternativement fixes et tournants. Pour toutes les formes de réalisation, on s'efforce de produire un degré d'échange aussi élevé que possible entre le liquide et la va-.

peur et par conséquent un facteur de séparation élevé en

qui multiplie .l'effet de séparation et permet d'obtenir les

puissances de. séparation qui sont nécessaires pour l'enri-

étroites..

nière d'anneaux. Le liauide refluant est introduit à la partie supérieure et circule donc en sens inverse des vapeurs. Il s'agit pour le liquide du condensât obtenu dans

sance de séparation. Sur le plateau rotatif, le liquide est projeté par la force centrifuge et est lancé sous la forme d'une pellicule ou d'un voile sur le bord où il se rassemble sur le fond fixe et s'écoule sur le fond rotatif situé en-dessous. Sur celui-ci, le processus-esquissé se répète, le liquide étant descendu d'une distance de fonds. Les vapeurs circulent alors en sens inverse du liquide et traversent le voile de liquide formé chaque fois, L'échange désiré se produit aussi bien dans le voile qu'à la surface des fonds fixes et rotatifs. Il est visible que l'échange vapeur/liquide est obtenu d'autant mieux que les deux phases sont plus longtemps en contact l'une avec l'autre et que la subdivision du liquide est plus fine.

On connaît essentiellement deux formes de- réalisa.tion de colonnes de ce genre, L'une comporte.de grands fonds tournants et fixes s'avançant fortement l'un sur l'autre, qui remplissent dans une forte mesure la section des colonnes, tandis que l'échange s'effectue de façon prépon-

tivement petits s'engageant peu ltun au-dessus de l'autre,

de sorte que l'échange se fait entre les vapeurs et le brouillard de liquide projeté par la force centrifuge. Cette forme de réalisation nécessite des nombres de tours élevés;

\ La . construction de ces appareils, connue jusqu'à présent pour les applications de laboratoires, ne peut pas être agrandie simplement à l'échelle industrielle.. La raison de ceci réside dans le fait qu'en cas d'agrandissement des

des qu'un -écoulement du liquide des fonds fixes est rendu difficile et'même impossible. Cette circonstance conduit à une augmentation du contenu en fonctionnement, de sorte que, pour une .même quantité passant, il se produit finalement une élévation de la vitesse de la vapeur et que, pour des quantités augmentées, un noyage de la colonne est inévitable. Il est évident aue ces conditions défavorables d'exploitation vont de pair avec une élévation correspondante de la chute de pression dans la colonne. Toute augmentation du contenu en fonctionnement d'une colonne signifie finalement,

vail par charge, que l'on renonce à la séparation propre de petites quantités de fraction individuelles présentes.

En principe, on doit observer pour la construction

s.ervation de la.puissance de séparation la plus élevée avec en même temps des quantités élevées traversant l'appareil, les conditions suivantes :

<EMI ID=10.1> . 5*) Minime hauteur de construction par paire de fonds,
6.) Petite chute dépression pour une charge élevée. Déjà par le fait que la condition 1.) est remplie

agrandissement des colonnes connues ne représente pas un progrès sensible par rapport à l'état actuel de la technique du fractionnement, .il. ceci s'ajoute la solution non satisfaisante des autres conditions.

la distillation fractionnée du liquide au moyen d'une colonne consistant en des fonds superposés alternativement fixes et

Pour la réalisation, du. procédé, la colonne est .établie de telle manière, suivant la présente invention, aue <EMI ID=14.1>

sant dévier le liquide vers le milieu, du fond.

Il a été établi que la présente invention permet

comme on l'a mentionné à des colonnes de fractionnement. Cet effet est favorisé lorsqu'on vue de l'accélération dure,-

point de vue de l'écoulement, à une disposition réciproque avantageuse et à un dimensionnement convenable des fonds,

Le procédé suivant la présente invention est ex-

colonne suivant la présente invention, représentée à titre

d'exemple sur le dessin I.

une partie de la colonne.

La fig. 2,montre un plateau fixe en vue de dessus.

Dans l'enveloppe de la colonne, formée de tronçons annulaires 1, on a monté des anneaux superposés 2 sur lesquels on a formé chaque fois un fond conique 3. Les fonds 3 présentent des ouvertures médianes circulaires 4 que traverse un arbre médian vertical 5 dont les -paliers ne sont pas représentés. Sur l'arbre se trouvent montés au moyen de .moyeux 6 des fonds coniques 7 qui sont immobilisés par une clavette 8 empêchant la rotation et -par des écrous 9 et un épaulement 10 formé sur l'arbre pour empêcher le coulissement dans la direction de l'axe. Les fonds fixes et tournants alternent l'un avec l'autre et se superposent.

Le liquide 'parvenant sur le fond tournant supé-

projeté sous la forme d'une pellicule ou d'un voile par

la force centrifuge contre la paroi de l'enveloppe et se rassemble sur le fond fixe suivant vers le bas. Sur ce dernier, le liquide s'écoule vers le bas et tombe en goutte sur le fond' tournant situé en-dessous. Ce processus' se

le alors en sens inverse du liauide et traverse le voile de liquide, l'échange désiré entre le liquide et la vapeur se produisant aussi bien dans le voile que sur la surface des fonds.

ment aussi en cas de réalisation à une échelle industrielle et avec par conséquent de grandes forces centrifuges, le

formé par déviation, suivant la présente invention, en un mouvement dirigé vers le milieu du fond. Dans ce but, on a prévu sur la partie supérieure des fonds fixes des surfacesdirectrices 11 qui sont formées' par exemple par des nervures <EMI ID=23.1> d'une courbe qui assure une déviation progressive des particules extérieures du liquide vers le milieu du fond. La hauteur des surfaces directrices est prise de façon à valoir une fraction de la hauteur de la section libre existant entre un fond fixe et un fond tournant. S'il n'y a pas de semblables surfaces de guidage, les sections libres sont

bres de tours élevés ou les charges élevées et il n'est pas alors possible de l'aire s'écouler la vapeur en sens inverse par le bas sans que le liquide soit expulsé à l'extrémité supérieure de la. colonne.

sirable, couine on l'a mentionné plus haut sous 6.), de maintenir cette chute de pression aussi basse que possible,

pression très minime seulement est admissible.

Cette condition est remplie par le fait que les vapeurs reçoivent une accélération vers le haut en vue de la production d'un gain de pression. On parvient de cette

duite, suivant la présente invention, moyennant l'utilisation du mouvement de rotation des fonds tournants pour le refoulement de la vapeur vers le haut à la manière d'un ventilateur centrifuge. Dans ce but, la colonne est éta-

tre les fonds tournants, on a disposé des aubes analogues à celles de ventilateurs tournant avec ces fonds. L'invention consiste en outre en ce que les aubes sont fixées aux fonds tournants et sont disposées sur leurs faces inférieures. Le gain dépression pouvant être produit dépend du nombre de tours des fonds tournants et peut par conséquent être influencé par le réglage de celui-ci.

L'invention consiste finalement, dans son développement, en ce que, sur les faces inférieures des fonds fixes, des surfaces de guidage sont disposées de telle manière qu'elles font dévier les vapeurs dans la direction du milieu des fonds tournants. Les vapeurs projetées vers l'extérieur par les fonds tournants sont ramenées vers

des fonds fixes. Il correspond donc à la composante de vi-

composante tangentielle est supprimée complètement par les surfaces directrices des fonds fixes de sorte que les

L'augmentation de pression pouvant ainsi être obtenue vers le haut permet de condenser la vapeur à une température qui est plus élevée que la température d'ébul-

la vapeur pour la vaporisation du contenu de la cornue.
(Principe de la pompe thermique). En outre, le guidage forcé du courant de vapeur qui est produit à côté de celui du courant de liquide par les aubes prévues suivant la présente invention et les surfaces directrices, permet la. cons- <EMI ID=33.1>

et mobiles ne s'engagent pas l'un au-dessus de l'autre, ce qui simplifie le montage de la colonne. Dans de semblables colonnes, on constatait jusqu'à présent cette difficulté

un espace mort non utilisé pour l'écoulement de vapeur et que le liquide des fonds fixes ne tombait pas suffisamment loin vers l'intérieur sur les fonds tournants. Le guidage forcé de la vapeur suivant la présente invention à la partie inférieure des fonds tournants dans la direction vers l'extérieur et sur la partie supérieure de ceux-ci dans la direction vers l'intérieur, écarte cette difficulté. Cet effet peut encore être augmenté par la disposition d'anneaux de guidage de Gaz, par exemple plats ou coniques.

Ce mode de fonctionnement est décrit ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation, représenté au dessin II, d'une colonne suivant la présente invention.

La fig.3 montre la colonne en coupe médiane verticale et

en correspondance avec les fig. 1 et 2;

Suivant le développement de la forme de réalisa-

tés inférieure des fonds fixes 3 des surfaces directrices

13. Les aubes des surfaces directrices peuvent être recti1 ignés ou recourbées, radiales ou inclinées par rapport au rayon, et peuvent être faites en une pièce avec le fond ou formées par des pièces particulières rapportées. Dans la forme de réalisation représentée, les aubes 12 sont radia-

bées en sens inverse du sens de rotation de l'arbre 5, comme le montre la fig.4.

Claims

entraînent les vapeurs. Par suite de l'inclinaison des fonds

vers l'extérieur et vers le haut, les vapeurs reçoivent une accélération vers le haut. Les aubes 12 agissent comme une

pompe refoulant vers le haut. Les vapeurs refoulées obliquement vers le haut et vers l'extérieur changent de direction

au contact de la paroi intérieure du cylindre 1. En outre,

la composante du mouvement du courant de vapeur dirigée tangentiellement est annulée' par les. surfaces directrices fixes

l3. Les vapeurs sont par conséquent conduites, à la partie

inférieure des fonds fixes 3 et à la partie supérieure des

fonds tournants 7, dans la direction du milieu de la colonne. Ceci augmente l'effet de pompe -des aubes 12. Il se produit

donc suivant le nombre de tours des parties tournantes, une compensation partielle ou complète de la chute de pression <EMI ID=39.1>

Au contraire, les'surfaces de guidage 13 sous les

fonds fixes provoquent des changements de direction de la

vapeur.en écoulement et conduisent par conséquent à la sépara.tien de gouttelettes de liquides entraînées de sorte que

le rendement de la colonne est amélioré. Les aubes 12 ne. viennent pas du tout dans la région parcourue par le liquide e

et.ne peuvent donc pas troubler la circulation du liquide.

La colonne suivant la présente invention peut être employée comme pompe thermique ainsi que comme laveur de gaz

à aspiration spontanée, comme absorbeur, etc..

<EMI ID=40.1>

1.- Procédé pour la distillation fractionnée de liquide au

moyen d'une colonne consistant en des fonds superposés, alternativement fixes et' tournants, caractérisé en ce que le

mouvement tangentiel du liquide sur les fonds fixes est trans-forme par déviation en un mouvement dirigé vers le milieu du fond.

<EMI ID=41.1>

sont pourvus de surfaces directrices (il) faisant dévier le liquide vers le milieu du fond.

3.- Variante du procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les vapeurs reçoivent une accélération

<EMI ID=42.1>

4.- Colonne pour la. réalisation du procédé suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'on a disposé entre les

<EMI ID=43.1>

ventilateur, tournant avec ces fonds.

5.- Colonne pour la réalisation dû-procédé suivant la re-

<EMI ID=44.1>

fixées aux fonds tournants (7) et sont disposées sur les côtés inférieurs de ceux-ci.

<EMI ID=45.1>

les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que, sur les côtés inférieurs des fonds fixes (3), des surfaces directrices (13) sont disposées de telle manière qu'elles font dévier les vapeurs dans la direction du milieu des fonds tournants/

7.- Application du dispositif suivant les revendications 4 et 5, comme pompe thermique, laveur de gaz à aspiration

spontanée, absorbeur, etc..