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" APPAREIL De DISTILLATION "
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L'invention est relative à un appareil de distillation ou de rectification pour être utilisé dans des processus de rectification, par exemple, ou semblables, où un mélange de vapeurs s'écoule en remontant une colonne où il est amené en contact avec un liquide qui s'écoule vers le bas, en sorte que la vapeur après contact avec le liquide, est extraite du tronçon supérieur de la colonne tandis que le liquide s'écoule du bas de la colonne.
Dans des processus de rectification ou similaires, tels que définis plus haut, il est souvent important d'obtenir un effet de séparation satisfaisant avec un minimum de perte de pression. Ceci s'applique particulièrement aux distilla- tions dans le vide. Les colonnes à plateaux à cloches ne satisfont pas à cette exigence parce que le courant de vapeur, lorsqu'il passe à travers le liquide, subit une perte de pression considérable. Avec de faibles charges, la colonne du type à empilage de corps subit une perte de pression plus faible que la colonne à plateaux à cloches, mais elle ne donne pas lieu à des effets de séparation suffisants à ces faibles charges.
Comme le liquide et la vapeur sont autorisa à avoir des cours différents à travers divers canaux, ils se trouvent empêchés ainsi d'être soumis à des échanges continus; ceci étant duux passages aisés donnés aux bords, l'effet do ceux-ci est particulièrement grand avec les petites quantité* de liquide associées à la distillation sous vide.
L'objet principal de la présente invention est de procurer une colonne dans laquelle l'écoulement de vapeur peut être
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--:!':..4. 3 w â:'.â 1I/:'e.s¯e ;*:..:1 lr-1é5 liz iw. C.i..: âvi.# ..à.;e) p4r cr.3éqent, grand degré de turbulence, et la vetreur est sise en contact intime avec le liquide, en obtenait ainsi le même effet d'échange.
Suivant la présente invention, on procure une colonne de distillation ayant un trajet vertical ou à peu près vertical pour les liquides, dans laquelle l'espace de la colonne est occupé par des plaques ou des déflecteurs à parois minces espa- cées les unes des autres, et où une admission de liquide est prévue au sommet en sorte que le liquide puisse s'écouler en descendant le long des plaques ou des déflecteurs en une couche mince, caractérisée en ce que des orifices d'échappement pour la vapeur sont prévus autour de l'enveloppe de la colon- ne en dessous des bords des plaques au sommet de la colonne, ces orifices d'échappement étant dimensionnés en sorte de permettre un échappement sensiblement non restreint de la vapeur à grande vitesse,
cette vapeur quittant l'espace de la colonne par les intervalles latéraux entre ces bords.
Pour obtenir un fonctionnement à bon rendement, les pertes de pression doivent être réduites à un minimum, en sorte que l'aire de l'orifice d'évacuation de vapeur doit être faite aussi grande que l'aire effective en section transversale de la colonne. En maintenant un courant de liquide sous forme d'un film mince d3 grande étendue super- ficielle, et une grande vitesse d'écoulement de vapeur, et une grande turbulence, on obtient un échange maximum dans l'écoulement à contre-courant.
L'admission du liquide doit être agencée à la partie supérieure de la colonne et nécessite une certaine quantité d'espace dans tous les cas. Si les vapeurs sont comprimée mu doivent passer sous une forme ou une autre à travers un film de liquide qui tombe librement, le liquide est emmené
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avec elles et une distribution uniforme est gênée.
Dans la présente invention, des gouttes de liquide tondent sur le* plaques ou déflecteurs verticaux, de préférence à partir d'un plateau horizontal perforé qui constitue la tête do la colonne, Tout en adhérant aux plaques , le liquide s'écoule vors le bas dans un courant de vapeur, et son adhérence aux déflec- teurs l'empêche d'être entraîné. L'orifice d'évacuation en dessous du bord supérieur des plaques ou déflecteurs est ainsi un facteur décisif pour l'exploitation complète des avantages considérables offerts par les piles verticales de plaques où agit de la vapeur à grande vitesse.
Pour assurer que le liquide s'écoule en descendant le long des plaques et ne tombe pas par gouttes entre celles-ci, la partie de bord supérieur de chaque plaque au sommet de la colonne est de préférence inclinée. Ces parties inclinées dont chacune s'infléchit vers la plaque voisine d'un c8té, servent à protéger ou à recouvrir les espaces entre les pla- ques. Le liquide qui tombe doit frapper ces parties inclinées et ainsi s'écouler en descendant le long des plaques.
Le dessin annexé montre schématiquement un mode de construction possible d'une colonne de rectification suivant l'invention. Comme montré au dessin, 1 représente l'orifice d'admission pour le liquide à soumettre au reflux, 2 le plateau perforé au travers duquel le liquide s'écoule vers le bas sur les plaques 3. Le mélange de vapeur provenant du chapiteau ( non montré) arrive dans la colonne depuis le bas, en 4, et la vapeur fractionnée s'échappe par les ouvertures 5 formant une évacuation à partir de la colonne dansal chemise de vapeur 6 qu'elle quitte par l'orifice d'évacuation 7. Le chiffre de référence 7 montre un empilage de plaques qui
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peuvent, par sxarp3.e3 foraor un angle droit avec losempila- ces YolJ1u.
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le pourtour de la colonne comme dans la chemise 6, et le mélange de vapeurs ne doit pas ainsi s'écouler aussi haut que le sommet de la colonne, mais s'en va par les inte valles latéraux aux extrémités des plaques 3.
Les plaques peuvent être de tale de fer, de métal non ferreux, d'alliages, de matière plastique, de matériaux céramiques, de bois ou de matières textiles. Elles peuvent être nervurées horizontalement ou verticalement, être per- forées ou réticulaires, ou bien elles pouvent être arrangée en surfaces parallèles.
Si c'est nécessaire, des disques étroits peuvent être placés entre les empilages de plaques,la périphérie de ces disques étant en contact avec la paroi de la colonne, pour, si nécessaire, empêcher le liquide aux points de jonction des empilements d'être chassé contre la paroi extérieure de la colonne par le courant de vapeur.
Comme les plaques sont à une certaine distance l'une de l'autre, le trajet de diffusion de la vapeur à la rurface du liquide peut être adapté à la valeur mathématique optima dans toutes les parties de la colonne. Le liquide guidé le long des plaques est incapable de s'échapper du trajet voulu, c'est-à-dire que les régions de bordure n'offriront pas de passages indésirables puisque toutes les surfaces présentes dans la chambre de la colonne sont verticales, et il n'y a pas de facteur faisant que le liquide s'écoule vers le bas le long des parois de la colonne plutêt qu'ailleurs. La perte de pression subie par la vapeur dans son parcours à travers la colonne est faible, même aux grandes vitesses.
Cosse il est important que le liquide soit distribué également sur les plaques, il sera amené sur ces dernières
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buteur qui les entoure. Pour empêcher le liquide de tomber entre les plaques dans le courant de vapeur, le bord supé- rieur de chaque plaque de l'empilage supérieur est recourba vers la plaque voisine, en sorte que l'espace entre chaque plaque et la plaque voisine est dans chaque cas couvert do telle manière que le liquide est forcé de descendre en suin- tant le long des parois des plaques.
La vapeur s'échappe par les ouvertures prévues dans la paroi de la colonne et en dessous des bords supérieurs de l'empilage supérieur des plaques dans une chemise à vapour, en sortant des intervalles entre les plaques 3 pour pénétrer dans la chemise, assurant ainsi que l'alimentation en vapeur n'est pas troublée par les tourbillons de vapeur.
Pour empêcher le liquide de s'accumuler à l'extrémité inférieure de la colonne, le bord inférieur des plaques de l'empilage inférieurest coupé obliquement et pourvu au besoin d'un petit ressaut ou bord relevé en sorte que le liquide est guidé latéralement hors du courant de vapeur sur la paroi de la colonne.
Pour assurer que le liquide est distribué aussi uniformé- ment que possible dans sa marche vers le bas, les empilages de plaques, au lieu d'être disposés parallèlement les uns aux autres, peuvent former l'un avec l'autre un angle conve- nable dans chaque cas, autour de l'axe vertical aussi.
On a trouvé que les colonnes de ce modèle peuvent être exploitées avec des vitesses de vapeur de 4 mètres par secon- de et au delà à la pression atmosphérique, et de 10 mètres par seconde et davantage sous vide, sans subir une perte de pression de plus qu'En ou deux mm de mercure par mètre. Le diarètre de la colonne peut par conséquent être plus petit qu* celui d'une colonne correspondant* à pilage de corps.
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En ce qui concerne l'efiet de séparation par unit4 de volume de la chambre de la colonne, celui qu'assure la nou- velle colonne ( si l'on a fait choix d'un nombre convenable de plaques) dépasse celui donné par une colonne du type à corps empilés, travaillant de manière normale en dehors des avanta- ges du premier type de colonne, comparativement au dernier.
La hauteur plus grande nécessaire pour la "colonne à plateau distributeur" est plus que contrebalancé par la moindre perte de pression ( qui permet d'adopter des températures de puits plus faibles en sorte que le produit souffre relativement moins), et par le diamètre plus petit. La nouvelle colonne permet ainsi de réaliser des rectifications auxquelles on ne peut procéder dans des colonnes du type connu, qui travaillefit avec une plus grande perte de pression.
REVENDICATIONS
1. Colonne de distillation ayant un trajet vertical ou à peu près vertical pour le liquide, dans laquelle l'espace de la colonne est occupé par des plaques ou des déflecteurs à parois minces espacées verticalement et où une admission de liquide est prévue au sommet en sorte que le liquide puisse couler en descendant le long des plaques ou déflecteurs en une couche mince, caractérisée en ce que des orifices d'évacuation pour la vapeur sont prévus tout autour de l'en- veloppe de la colonne en dessous des bords des plaques au sommet de la colonne, ces orifices d'évacuation étant dimen- sionnés pour permettre un écoulement sensiblement sans res- trictions de la vapeur à grande vitesse qui quitte l'espace de la colonne par les intervalles latéraux entre lesdits bords.
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