CH624584A5

CH624584A5 -

Info

Publication number: CH624584A5
Application number: CH637778A
Authority: CH
Inventors: Yaacov Dr Kaganovsky; Yosef Prof Kustanovich; Shimshon Dr Shmuter; Vadim Gelfer; Shimon Muchnik
Original assignee: Hydrola Ltd
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1978-06-12
Publication date: 1981-08-14
Also published as: FR2394317B1; IL52316A0; IT1096722B; US4372818A; IL52316A; GB1601646A; FR2394317A1; IT7824549A0; DE2826438A1

Description

L'invenzione si riferisce ad ima unità di apparecchiatura e ad un apparecchio modulare comprendente una pluralità di 55 tali unità d'apparecchiatura, per il trattamento per distillazione frazionata e rettificazione di materiali fluidi includenti una pluralità di componenti.

L'importanza e l'uso esteso di apparecchi di distillazione e rettificazione sono ben noti nella tecnica. Sono stati progettati 60 e descritti moltissimi tipi di colonne o torri di distillazione.

Un tìpico apparecchio del genere è costituito da un guscio verticale allungato che definisce uno spazio di trattamento in cui liquidi e vapori fluiscono e vengono a reciproco contatto. La miscela da trattare viene alimentata in un punto conve-65 niente dell'apparecchio e viene riscaldata, generalmente sul fondo. Avviene un'evaporazione, i vapori salgono e vengono condensati, generalmente alla sommità dell'apparecchio. Parte del liquido o tutto il liquido fluisce verso il basso, costituendo

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il riflusso. Vapori e riflusso vengono in mutuo contatto e scambiano calore e massa.

L'efficienza di un apparecchio di distillazione, che si può esprimere in termini di rendimento e potere di risoluzione -entrambi concetti ben noti - dipende da un numero di fattori, e fra questi sono particolarmente importanti: a) un contatto intimo fra vapori e riflusso; b) un buon sfruttamento dello spazio disponibile; c) un buon isolamento termico. Questi fattori influenzano da un lato la buona risoluzione della miscela originale nei componenti che si vogliono separare, e dall'altro la quantità di materiale che si può trattare in un dato spazio e con un dato consumo di calore. È ovvio che mentre la separazione desiderata è un dato che si deve ottenere, essa può diventare troppo costosa sé l'apparecchio è troppo grande e complicato e/o se occorre troppo calore. Di solito c'è un certo contrasto fra esigenze di processo ed esigenze economiche e si accetta un qualche genere di compromesso.

È uno scopo di questa invenzione il provvedere un apparecchio di distillazione e rettificazione che è ottimale dal punto di vista delle dette esigenze, e in particolare realizza una eccellente risoluzione e alti rendimenti, eppure è compatto e non ingombrante, è di costruzione semplice ed economica, e presenta minimi consumi di calore.

È un altro oggetto dell'invenzione il provvedere un apparecchio fatto di unità standardizzate che possono essere associate e combinate in una varietà di modi e soddisfano una vasta gamma di esigenze di processo, mentre sono sempre economiche da costruire e impiegare.

Questi ed altri oggetti, che diverranno chiari col procedere della descrizione, sono raggiunti dall'unità di apparecchiatura e dall'apparecchio modulare secondo l'invenzione.

L'unità di apparecchiatura secondo l'invenzione è caratterizzato da cioè che comprende una pluralità di sezioni tubolari successive, sostanzialmente orizzontali, disposte in sostanziale parallelismo ciascuna al di sopra delle precedenti e al di sotto delle seguenti; una pluralità di sezioni di collegamento che congiungono dette sezioni tubolari a quelle immediatamente precedenti ed immediatamente seguenti, per collegare almeno un certo numero di dette sezioni in serie cosi da definire uno spazio tortuoso allungato per il flusso dei materiali da trattare; mezzi per applicare calore ad almeno una di dette sezioni tubolari e per sottrarre calore da almeno un'altra di dette sezioni; mezzi agitatori per agitare i materiali fluidi che fluiscono attraverso almeno alcune di dette sezioni; mezzi per introdurre materiale fluido ad almeno un punto in detto spazio allungato; e mezzi per estrarre materiale fluido ad almeno due punti da detto spazio allungato.

La parola «tubolare» come qui impiegata non implica necessariamente che le sezioni tubolari abbiano sezione circolare, sebbene ciò di solito si verificherà.

I detti mezzi agitatori sono preferibilmente di tipo magnetico e comprendono ciascuno un componente rotore interno, almeno parzialmente ferromagnetico, che porta utensili agitatori, e un componente statore esterno per creare un campo magnetico rotante per azionare detto componente rotore, detti componenti rotore e statore essendo collocati rispettivamente all'interno e all'esterno di una sezione tubolare.

In un esempio di esecuzione preferito dell'invenzione, le sezioni principali sono collocate coi loro assi sostanzialmente giacenti su un piano verticale e disposti a distanza gli uni al di sopra degli altri, cosicché esse sono circoscritte da uno spazio parallellepipedico longitudinalmente e verticalmente allungato, l'apparecchio comprendendo elementi di telaio che sostanzialmente delimitano detto spazio parallelepipedico e sostengono dette sezioni principali in detta posizione mutua.

L'apparecchio modulare secondo l'invenzione comprende una pluralità di unità di apparecchiatura come sopra descritte, disposte le une a lato delle altre, con gli assi delle sezioni tubolari principali e di collegamento di ciascuna unità che giacciono sostanzialmente su un piano verticale e i piani verticali relativi a tutte le unità che sono sostanzialmente paralleli e uniformemente distanziati fra loro.

Detto apparecchio modulare, in un esempio di esecuzione preferito, comprende un telaio, mezzi in detto telaio per ricevere e sostenere una pluralità di unità di apparecchiatura in adiacenza le une alle altre, e mezzi per controllare il flusso di materiale fluido nell'apparecchio modulare e da esso fra le varie unità dello stesso.

In un esempio di esecuzione ancora più preferito, i mezzi di controllo del flusso sono adatti a fornire un flusso parzialmente o totalmente in serie e/o in parallelo e/o trasversale da alcune unità di apparecchiatura ad altre, come richiesto dal trattamento particolare che si deve eseguire.

Mezzi di isolamento termico sono preferibilmente provvisti per racchiudere sostanzialmente l'intero apparecchio modulare, con la eventuale eccezione delle parti dello stesso da cui si deve sottrarre calore; e quando si usa un'unica unità di apparecchiatura, si provvedono mezzi di isolamento in modo analogo. Generalmente non occorre isolamento fra unità adiacenti dell'apparecchio modulare in quanto le differenze di temperatura fra esse sono piccole, ma se occorresse, si può provvedervi con facilità.

Le caratteristiche e svantaggi dell'unità e dell'apparecchio secondo l'invenzione, si comprenderanno dalla descrizione seguente di alcuni esempi preferiti d'esecuzione dell'invenzione, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la fig. 1 è una vista verticale di un'unità di apparecchiatura secondo un esempio di esecuzione dell'invenzione;

la fig. 2 è una vista di estremità, parzialmente interrotta, della unità di fig. 1, vista da destra guardando la fig. 1;

la fig. 3 è una sezione verticale, parzialmente interrotta, della unità di fig. 1, presa sul piano III-III guardando nella direzione delle frecce, con le parti mobili, e specificamente i mezzi agitatori, rimosse per semplificare il disegno;

la fig. 4 è una sezione, parzialmente interrotta, della stessa unità, presa sul piano IV-IV di fig. 1, guardando nella direzione delle frecce, con l'omissione dei dispositivi di centratura;

la fig. 5 è una sezione di un dettaglio della unità di fig. 1, a scala ingrandita, presa come mostrato in V-V in fig. 1;

la fig. 6 è una sezione orizzontale del dettaglio della fig. 5, presa sul piano VI-VI della fig. 5, guardando nella direzione delle frecce;

la fig. 7 è un dettaglio, essenzialmente in sezione, della unità di fig. 1, a scala ingrandita, che mostra il collegamento fra sezioni tubolari adiacenti;

la fig. 8 è una sezione assiale, parzialmente interrotta, di un dettaglio di una sezione tubolare, a scala ingrandita, che illustra i mezzi agitatori;

la fig. 9 è una sezione trasversale del dettaglio della fig. 8, presa sul piano IX-IX di fig. 8, guardando nella direzione delle frecce;

la fig.. 10 è un dettaglio, parzialmente in sezione e parzialmente in vista, di una sezione di collegamento dell'unità di fig. 1,

la fig. 11 è una vista di estremità di un apparecchio modulare che risulta dalla riunione di una pluralità di unità simili a quella delle figure precedenti, con l'omissione dei mezzi d'ingresso e di uscita del fluido;

la fig. 12 è un dettaglio della fig. 11 a scala ingrandita; la fig. 13 illustra schematicamente un modo di collegare le varie unità di fig. 11 per provvedere una desiderata rettificazione di una miscela di componenti, in un'applicazione illustrativa di un apparecchio secondo un esempio di esecuzione dell' invenzione;

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la fig. 14 è una illustrazione, in sezione orizzontale, di un telaio generale per l'apparecchio modulare della fig. 11, in cui non sono state introdotte le unità di apparecchiatura, e la fig. 15 è una vista verticale laterale, interrotta in parte, dell'apparecchio modulare della fig. 11.

Con particolare riferimento, ora, alle figg. 1 a 7, un'unità di apparecchiatura 10 secondo un esempio di esecuzione dell'invenzione comprende un telaio costruito in qualsiasi modo adatto, per esempio includente, schematicamente, una base 11, strutture verticali 12 fissate ad essa, una traversa superiore 13 fissata a dette strutture, e una sezione centrale di supporto per i mezzi agitatori indicata genericamente in 14 (o una pluralità di tali strutture, come può essere richiesto dal numero degli agitatori). Ciascuna struttura verticale 12 comprende,in questo esempio, due elementi verticali 15, una traversa superiore 16, e un certo numero di elementi 17 inclinati, che in questo esempio sono barre fissate a una faccia degli elementi verticali 15 a un angolo di, per esempio 45°. L'intero telaio dell'unità, in questo esempio, è supportato su ruote 18, per scopi che saranno spiegati.

Lo spazio attraverso al quale fluiscono i fluidi, cioè i vapori salgono e il riflusso scende, ed entro il quale e dal quale avvengono l'alimentazione e il prelievo di materiale, cioè lo spazio di trattamento, è definito anzitutto dalle sezioni tubolari principali 20 che sono disposte sostanzialmente orizzontalmente le une sopra le altre. Una deviazione moderata dell'orientamento orizzontale può essere desiderata in casi particolari ed è consentita. Così pure, le varie sezioni non devono necessariamente essere esattamente sovrapposte, sebbene ciò sia generalmente desiderabile per economia di spazio. Nell'esempio illustrato, ogni sezione principale 20 è supportata alle sue estremità opposte dalle strutture verticali 12, nella misura mostrata a scala ingrandita nelle figg. 5 e 6. Un sostegno addizionale può essere provvisto, se occorre, da strutture verticali addizionali collocate in punti intermedi tra le estremità delle sezioni.

Le barre 17 sono fissate, per esempio per saldatura, agli elementi verticali 15, e potrebbero avere qualunque adatto orientamento, ma in questo esempio sono disposte in modo da definire quadrati aventi diagonali verticali ed orizzontali e lati leggermente più lunghi del diametro esterno delle sezioni tubolari 20. Queste ultime sono inserite nelle vicinanze delle loro estremità, in detti quadrati, e sono centrate in essi da adatti mezzi di centratura genericamente indicati in 19.

Le sezioni principali 29 supportano le sezioni di collegamento tubolari 21, che in questo esempio sono a forma di U, il collegamento essendo effettuato in qualsiasi modo adatto, in dipendenza, naturalmente del vuoto o pressione che esiste entro le sezioni tubolari, e, in un esempio di esecuzione preferito, come mostrato in Fig. 7. Ivi le sezioni tubolari da collegare sono designate dai numeri 20-21 ma qualsiasi coppia di sezioni può essere così collegata e non deve necessariamente trattarsi di una sezione principale e una di collegamento, le sezioni sono preferibilmente di vetro ma possono essere di qualunque materiale adatto ài fluidi che devono esservi contenuti e alle condizioni di temperatura e pressione. Sezioni successive sono collegate in qualsiasi modo adatto ma preferibilmente con un sistema particolare, un esempio del quale verrà descritto. Fra le sezioni tubolari viene montata una flangia 22 di qualsiasi adatto materiale, per esempio PTFE (politetrafluoroetilene) sinterizzato o metallo, per stabilire la continuità. La flangia 22 viene impegnata lateralmente da due anelli 23-23' di materiale plasticamente cedevole, per esempio PTFE non sinterizzato o gomma o materia plastica non vulcanizzate, montati sull'esterno delle sezioni tubolari. Due flange 24-24' di materiale rigido, per esempio metallo, sono montate sulle sezioni 20-21 per definire due camere che contegono gli anelli 23-23', i quali così agiscono da guarnizioni per impedire perdite di qualsiasi fluido che possa passare tra le sezioni 20-21 e la flangia 22. Bulloni 25 o altri mezzi di bloccaggio sollecitano le flange 24-24' l'una verso l'altra. Un paio di anelli metallici, collettivamente indicati in 26, sono assialmente rite-5 nuti da sporgenze 27-27' dei bulloni 25 ed impegnano una gola corrispondente nella flangia 22. La tensione dei mezzi di bloccaggio spinge le flange 24-24' contro gli anelli 23-23' in modo da comprimerli.

La pressione così creata schiaccia gli anelli 23-23' contro le io rispettive sezioni tubolari, producendo un impegno di attrito e di adesione dei primi con la superficie esterna delle seconde, per effetto del quale la trazione dei bulloni 25 è trasmessa alle sezioni tubolari che sono sollecitate l'una contro l'altra, la flangia 22 venendo afferrata fra di esse, per effettuare un colis legamento stabile che è efficiente per qualsiasi pressione che possa essere sopportata da tubi di vetro. Per pressioni superiori che richiedono l'uso di tubi metallici, si possono usare altri collegamenti di qualsiasi adatto tipo noto, senza uscire dall'ambito di questa invenzione.

20 Si vede che le sezioni di collegamento 21 (fig. 2), essendo collocate alternativamente alle due estremità dell'unità, collegano le sezioni principali in serie, per definire un percorso tortuoso allungato lungo il quale i fluidi scorrono in ambedue le direzioni.

25 Nell'esempio illustrato le sezioni principali sono nove, ma , tale ninnerò non ha nessuna rilevanza particolare e può variare in ogni singolo caso in dipendenza della lunghezza totale del percorso desiderato per i fluidi e della lunghezza di ciascuna sezione. La sezione più bassa 20a è associata con mezzi 30 di riscaldamento schematicamente indicati in 30-30', mentre la sezione più alta 20i è provvista di mezzi di raffreddamento schematicamente illustrati come un serpentino 31. Il riscaldamento sul fondo per produrre evaporazione e il raffreddamento alla sommità per produrre condensazione sono natural-35 mente convenzionali in apparecchiature di distillazione e sotto questo rispetto l'invenzione viene attuata con mezzi noti. Ovviamente si potrebbe effettuare E riscaldamento e il raffreddamento in altri punti e con mezzi diversi da quelli mostrati, senza dipartirsi dall'invenzione.

40 I mezzi agitatori adottati sono illustrati particolarmente nelle fig. 8 e 9. Essi comprendono un utensile agitatore genericamente indicato in 32, di qualsiasi forma conveniente, ma che in questo esempio comprende una pluralità (per esempio 3) di barre 33, preferibilmente ma non necessariamente fatte 45 di vetro, ciascuna delle quali porta una o più palette agitatrici 34, che consistono per esempio in fogli flessibili, preferibilmente di PTFE sinterizzato, aventi gli orli tagliati a strisce per aumentare l'efficacia di agitazione, come indicato in 35, e provvisti di fessure 36 attraverso le quali è inserita una barra so 33, che passa alternativamente da un lato e dall'altro del foglio cosicché quest'ultimo è piegato a zig-zag (come indicato in fig. 9 dalla presenza di una porzione in vista e ima porzione in sezione) ed esercita sulla barra una pressione elastica che assicura un impegno d'attrito adeguato. Le barre sono montate su 55 un numero di dischi 28 che le sostengono in maniera centrata entro la sezione tubolare 20, e sono poste in movimento da due anelli 37-37', preferibilmente di PTFE sinterizzato, che sono impegnati in qualsiasi modo adatto, anche solo per attrito ed elasticamente, con un tamburo 38 di materiale ferroso magnetico, preferibilmente rivestito di PTFE per protezione contro l'attacco chimico, che costituisce il rotore di un motore elettrico il cui statore è collocato al di fuori della sezione tubolare 20 e comprende un adatto nucleo 40 e avvolgimenti 41. È chiaro che quando lo statore è convenientemente alimentato 65 per generare un campo magnetico rotante, il rotore verrà trascinato in rotazione e porterà con sé le barre 33 e le palette agitatrici 34 così da agitare i fluidi entro la sezione tubolare 20.

Con riferimento alle figg. 1 e 3, la sezione centrale di sup

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porto 14 comprende, come si vede, elementi verticali 50 collegati alla base 11 e alla traversa 13 che portano corti angolari 51. Due telai genericamente indicati in 52 e non descritti in dettaglio perché possono avere qualsiasi struttura adatta, supportano gli statori 40-41 e appoggiano sugli angolari 51 o su piastre non illustrate sostenute da detti angolari.

Preferibilmente nelle sezioni di collegamento 21 sono provviste aperture 55 per l'introduzione di materiale nelle sezioni tubolari e aperture 56 per l'estrazione di materiale da esse, come mostrato particolarmente in fig. 10, che illustra una tale sezione in scala moderatamente ingrandita. Dette aperture possono essere collegate a tubi quali 57 e 58. Detti tubi, a loro volta, possono essere collegati ad aperture 55-56 di altre sezioni, o a sorgenti di materiale, o a recipienti per raccogliere il materiale scaricato dall'apparecchio, o a pompe o eiettori, o simili; e possono essere provvisti mezzi, come valvole simbolicamente indicate in 59 e 60, per controllare il flusso dei fluidi, come desiderato. Non occorre illustrare questi dettagli perché varieranno da caso a caso e possono essere facilmente provvisti da esperti del ramo. Ci si renderà conto che in tal modo si può ottenere qualsiasi collegamento desiderato, e ciò diverrà particolarmente evidente quando si parlerà dell'apparecchio modulare, corrispondentemente, qualsiasi particolare sezione di collegamento 21 può essere provvista sia di un'apertura 55 che di un'apertura 56, oppure di una sola di esse, a seconda che del materiale fluido debba essere introdotto oppure estratto, oppure di nessuna.

Dato che si estrae generalmente prodotto liquido dalla sezione di fondo 20a, attraverso lo scarico 61, si provvedono di solito mezzi di pompaggio per convogliarlo a qualsiasi recipiente o apparecchio lo debba ricevere. Uria tale pompa è indicata in 62 in fig. 1 e può essere di qualsiasi tipo conveniente.

L'unità come descritta finora è adatta per la costruzione di un apparecchio modulare; ma se la si usasse da sola, senza associarla con altre unità, si provvederebbe di solito un isolamento termico. La sezione principale 20i, che agisce da condensatore e dalla quale si può estrarre del materiale in uscita per gravità o con altri mezzi, non sarebbe generalmente compresa dentro lo spazio isolato.

L'elevata efficienza della sezione di base è ottenuta a mezzo di un agitatore anzicché di un riempimento come nella colonna convenzionale.

Le palette flessibili con una grande superficie e una piccola sezione sono fatte con un raggio più grande del raggio della sezione tubolare. Pertanto si crea una pressione contro le pareti della sezione tubolare, la quale è regolata da potenza centrifuga.

Il moto delle palette crea un velo sottile di liquido sulle pareti del tubo così come sulla superficie stessa delle palette. Detto velo viene continuamente rinnovato ed è sempre fresco a causa del moto continuo delle palette. Il flusso elicoidale del gas è quindi in contatto continuo col velo fresco, il che rende estremamente efficiente il trasferimento di massa e di calore.

Siccome qualsiasi quantità di liquido è abbastanza per generare un velo, si può ottenere un breve tempo di sosta del liquido.

La bassa caduta di pressione è dovuta alla piccola sezione delle palette.

A causa della flessibilità delle palette, la precisione della forma del tubo è irrilevante.

L'agitatore è chiuso ermeticamente dentro il tubo ed è comandato elettromeccanicamente senza nessun contatto meccanico.

Preferibilmente tuttavia l'unità di apparecchiatura descritta viene associata con un numero di unità analoghe per costituire un apparecchio modulare come schematicamente illustrato in fig. 11, in cui le aperture 55 e 56 delle sezioni di collegamento sono state omesse per semplificare il disegno. Un certo numero di unità - sei in questo esempio — sono montate lato a lato. Un telaio generale 65 viene provvisto in questo esempio e può essere di qualsiasi struttura conveniente, preferibilmente essenzialmente parallelepipedica, e come è illustrato e si vede meglio nelle figg. 14 e 15, esso comprende piedritti angolari 56, piedritti intermedi di estremità 67, traverse superiori 68, traverse inferiori 69, e piedritti intermedi laterali 72, tutti nel numero richiesto per la robustezza e stabilità del telaio.

Si vede che il telaio definisce tra successivi piedritti intermedi di estremità, delle celle 70, ciascuna delle quali è adatta a ricevere ed alloggiare un'unità di apparecchiatura 10.

In questo esempio, ai lati del fondo di ogni cella 70 sono definite delle rotaie 71 (vedi fig. 14), per esempio a mezzo di ferri angolari collegati in qualsiasi modo ai piedritti adiacenti 66 o 67 e alle traverse di fondo 69. Le ruote 18 delle unità 10 viaggiano su tali rotaie. In questo modo le unità possono essere inserite nel telaio 65 e rimosse da esso in un modo molto rapido e facile.

' Come si vede in fig. 15, il telaio 65 può essere abbastanza corto da permettere alle sezioni di collegamento 21 di sporgere ad entrambe le estremità per facilitare il loro collegamento le une con le altre e con apparecchiature esterne, ma se lo si preferisce, esso può racchiudere completamente dette sezioni 21, a una estremità o ad ambedue.

Si vede che l'apparecchio occupa uno spazio complessivo parallelepipedico, composto di un certo numero di stretti parallelepipedi elementari corrispondenti alle varie unità. Si può provvedere un isolamento termico dell'ambiente racchiudendo l'intero apparecchio dentro pareti termicamente isolate, come si desidera. Le sezioni che funzionano da condensatore possono essere lasciate al di fuori di tali pareti. Non occorre descrivere l'isolamento termico dato che esso è convenzionale e sarà progettato in modo adatto per ogni caso particolare. Non occorre in genere un isolamento termico fra celle 70 adiacenti, perché le sezioni adiacenti di unità diverse sono generalmente a temperature non molto diverse, ma si può provvederlo facilmente, se occorre, o sul telaio 65 o sulle unità stesse.

Nell'apparecchio modulare sorge la questione del collegamento funzionale delle varie unità. Tuttavia, grazie alla struttura fornita dall'invenzione, si possono ottenere tutti i collegamenti desiderati usando unità standardizzate, e corrispondentemente, si può risolvere qualsiasi problema di distillazione frazionale o rettificazione usando la stessa struttura modulare di base.

Supponendo per esempio che per uno specifico problema di distillazione o di rettificazione si deva introdurre una miscela liquida di partenza in corrispondenza dì una data sezione principale, allora si possono alimentare tutte le sezioni principali corrispondenti di tutte le unità da una comune linea di alimentazione creando così un'alimentazione in parallelo. La miscela viene allora ripartita in misura uguale fra le unità. Gli orifizi dì scarico delle varie frazioni - teste e code, se ci sono solo due frazioni - sono analogamente collegati in parallelo, e i flussi d'uscita combinati sono convogliati all'apparecchiatura appropriata, qualunque essa sia. In questo caso il potere risolutivo sarà quello di una sola unità e la produzione di materiale in uscita sarà moltiplicata per il numero delle unità. Il consumo di calore e i costi di costruzione, così come l'ingombro dell'apparecchio, saranno però molto più fevorevoli che non in paragonabili apparecchi di distillazione o rettificazione convenzionali.

D'altra parte è possibile di alimentare soltanto una unità ed estrarre un flusso di prodotto soltanto da un'altra unità, collegando le varie unità in serie, esaltando in tale modo il potere risolutivo.

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Si possono anche creare situazioni intermedie in cui il flusso sarà parte in parallelo e parte in serie. Si possono anche introdurre delle retroalimentazioni. Oppure si può fare fluire del materiale fluido trasversalmente all'apparecchio, cioè da una unità ad un'altra, in punti intermedi che non sono punti né di alimentazione né di estrazione di prodotto.

Tutte queste possibilità sono consentite dalla estrema elasticità e flessibilità dell'apparecchio. In particolare, l'apparecchio può essere usato in modo da produrre alimentazione incrociata fra unità parallele, e/o da punti di sommità e/o di fondo a punti intermedi, e/o estrarre riflusso da punti intermedi di talune unità e alimentarlo a punti intermedi di altre unità, e in genere in modo da provvedere qualsiasi desiderata combinazione di flussi, alimentazioni, alimentazioni incrociate, retroalimentazioni ed estrazioni.

La fig. 3 illustra schematicamente come un apparecchio possa essere disposto e collegato per effettuare una particolare separazione di componenti. Nella figura sono schematicamente indicate soltanto le sezioni di collegamento ad un'estremità dell'apparecchio e le entrate 55 e le uscite 56 sono simboleggiare da cerchi. Ciò non significa, naturalmente, che non si possano provvedere entrate e uscite ad ambo le estremità dell'apparecchio, se lo si desidera. In questo esempio ci sono sei unità di apparecchiatura identificate dalle lettere A ad F, ed in ogni unità ci sono quattro sezioni di collegamento identificate dai numeri 1 a 4. Il numero 0 identifica le sezioni principali di fondo (20a in fig. 1). In tal modo ogni sezione di collegamento o sezione di fondo è identificata dalla combinazione di una lettera e di un numero. Nel caso illustrato, come è mostrato, la miscela da separare nei suoi componenti o in miscele di composizioni differenti è introdotta nella posizione C-3. Il prodotto di fondo è convogliato dalle posizioni B-0, C-0, D-0, E-0 e F-0 alle posizioni A-3, B-3, C-3, D-3 e E-3 rispettivamente. Il riflusso è alimentato trasversalmente dalle posizioni A-4, B-4, C-4, D-4 e E-4 alle posizioni B-2, C-2, D-2, E-2 e F-2 rispettivamente. Le frazioni di prodotto di coda lasciano l'apparecchio dalla posizione A-0 e le frazioni di testa dalla posizione F-4.

5 L'estrema semplicità strutturale dell'apparecchio secondo l'invenzione elimina la maggior parte dei problemi costruttivi È solamente necessario scegliere il materiale più adatto per le sezioni tubolari. Si può scegliere il vetro, l'acciaio inossidabile, altri metalli o materie plastiche a seconda dei pericoli di cor-io rosione, della temperatura e della pressione.

Si deve notare che mentre il collegamento in serie o parallelo delle varie unità è conforme alla prassi convenzionale nella tecnica della distillazione, il particolare tipo di flusso incrociato descritto con riferimento alla fig. 13 non è conven-i5 zionale ed infatti deriva da un processo nuovo ed inventivo che può essere convenientemente effettuato a mezzo dell'apparecchio secondo questa invenzione.

Si deve anchenotare che l'espressione «mezzi agitatori» va intesa come includente qualsiasi dispositivo od apparecchio o altro 20 mezzo che abbia carattere dinamico, cioè che comprenda parti mobili, per agitare i fluidi che fluiscono attraverso l'apparecchio e migliorare il loro mutuo contatto, indipendentemente dalla natura delle parti mobili o dal loro movimento. Così, per esempio, i mezzi agitatori potrebbero comprendere utensili od 25 elementi di qualsiasi genere disposti entro le sezioni tubolari ed aventi un moto alternativo o vibratorio; o si potrebbe fare a meno di provvedere particolari utensili agitatori e la parte mobile potrebbe essere la stessa sezione tubolare, che potrebbe ruotare continuamente oppure avanti e indietro, o vibrare, 30 e così via.

Generalmente parlando, l'invenzione potrebbe essere attuata con modifiche ed adattamenti facilmente compresi da esperti del ramo, senza uscire dal suo ambito o dall'ambito delle rivendicazioni in calce.

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4 fogli disegni

Claims

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1. Unità di apparecchiatura per trattare, per distillazione frazionata e rettificazione, materiali fluidi includenti una pluralità di componenti, caratterizzata da ciò che comprende una pluralità di sezioni tubolari successive (20a, 20b 20h),

sostanzialmente orizzontali, disposte in sostanziale parallelismo ciascuna al di sopra delle precedenti e al di sotto delle seguenti; una pluralità di sezioni di collegamento (21) che congiungono dette sezioni tubolari (20) a quelle immediatamente precedenti ed immediatamente seguenti, per collegare almeno un certo numero di dette sezioni in serie cosi da definire uno spazio tortuoso allungato per il flusso dei materiali da trattare; mezzi per applicare calore ad almeno una di dette sezioni tubolari e per sottrarre calore da almeno un'altra di dette sezioni; mezzi agitatori per agitare i materiali fluidi che fluiscono attraverso almeno alcune di dette sezioni; mezzi per introdurre materiale fluido ad almeno un punto in detto spazio allungato; e mezzi per estrarre materiale fluido ad almeno due punti da detto spazio allungato.

2. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui le sezioni tubolari sono poste coi loro assi giacenti sostanzialmente sullo stesso piano verticale gli uni sopra gli altri, cosicché esse sono incluse in uno spazio parallelepipedico longitudinalmente e verticalmente allungato, l'unità comprendendo un telaio sostanzialmente delimitante detto spazio parallelepipedico e sostenente dette sezioni tubolari.

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RIVENDICAZIONI

3. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi agitatori comprendono ciascuno un componente rotore interno, almeno parzialmente ferromagnetico, collocato entro una sezione tubolare e che porta utensili agitatori, e un componente statore esterno, collocato al di fuori di detta sezione, per creare un campo magnetico rotante per azionare detto componente rotore.

4. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, in cui i mezzi agitatori montati su sezioni tubolari sovrapposte hanno approssimativamente la stessa posizione longitudinale sulle varie sezioni principali, con che i vari componenti statori sono disposti in rapporto di sovrapposizione in uno spazio verticalmente allungato interno allo spazio parallelepipedico che racchiude le sezioni, e mezzi di supporto sono provvisti in detto spazio verticalmente allungato per supportare detti componenti statori.

5. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui le sezioni di collegamento sono supportate dalle loro giunzioni con le sezioni principali, e si estendono almeno in parte al di là dei confini verticali longitudinalmente opposti dello spazio parallelepipedico che racchiude dette sezioni tubolari.

6. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi per introdurre ed estrarre materiale comprendono aperture nelle sezioni di collegamento adatte ad essere collegate con mezzi di alimentazione e di prelievo dei fluidi.

7. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, provvista di isolamento termico racchiudente sezioni principali tubolari da cui non si deve sottrarre calore.

8. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui il telaio è provvisto di ruote di supporto.

9. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, comprendente giunti (26) per sezioni tubolari adiacenti, ogni giunto comprendendo un membro di chiusura (22) interposto fra le estremità giustapposte di dette sezioni adiacenti, almeno due elementi di guarnizione (23) di materiale plastico cedevole disposti ciascuno sulla superficie esterna di una di dette sezioni tubolari in vicinanza della sua estremità, membri rigidi (24) montati su detta sezione tubolare e al di sopra di detti elementi di guarnizione, e mezzi di bloccaggio (25) per applicare una spinta a detti membri rigidi per spostarli l'uno verso l'altro nella chiusura del giunto, detti membri rigidi essendo adatti a comprimere, quando vengono così spostati, detti elementi di guarnizione contro le rispettive sezioni tubolari per generare un forte impegno d'attrito tra di essi e per trasmetterò a dette sezioni tubolari la spinta applicata da detti mezzi di 5 bloccaggio a detti membri rigidi, così da sollecitare dette sezioni tubolari l'uno verso l'altra e verso detto membro di chiusura per mantenere l'insieme di dette parti in condizione chiusa e bloccata.

10. Unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, io in cui le sezioni tubolari sono fatte di vetro e gli elementi di guarnizione sono fatti di politetrafluoroetilene non sinterizzato.

11. Apparecchio modulare per il trattamento per distillazione frazionata e rettificazione di materiali fluidi includenti i5 una pluralità di componenti, comprendente una pluralità di unità di apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che le unità sono disposte lato a lato, con gli assi delle sezioni principali e delle sezioni di collegamento tubolari di ciascuna unità giacenti sostanzialmente su un piano 20 verticale e i piani verticali relativi a tutte le unità essendo sostanzialmente paralleli ed uniformemente distanziati gli uni dagli altri.

12. Apparecchio modulare secondo la rivendicazione 11, comprendente un telaio (65), mezzi in detto telaio per ricevere

25 ed alloggiare una pluralità di unità di apparecchiatura in mutua adiacenza, e mezzi per effettuare collegamenti diversi tra le unità in modo da avere percorsi diversi di materiale fluido in entrata ed in uscita dell'apparecchio modulare e tra le varie unità di esso.

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13. Apparecchio modulare secondo la rivendicazione 12, in cui i mezzi atti ad effettuare i collegamenti tra le unità sono adatti a produrre un flusso parzialmente o totalmente in serie e/o in parallelo e/o un flusso incrociato da talune unità di apparecchiatura ad altre unità di apparecchiatura. 35

14. Apparecchio modulare secondo la rivendicazione 13, in cui sono provvisti mezzi per permettere, interrompere e/o dividere, come si vuole, il flusso incrociato di materiale fluido dall'una all'altra delle unità di apparecchiatura.

15. Apparecchio modulare secondo la rivendicazione 12 e 40 comprendente unità d'apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui il telaio definisce una pluralità di celle paral-lelepipediche verticali adiacenti adatte ciascuna ad alloggiare un'unità di apparecchiatura.

16. Apparecchio modulare secondo la rivendicazione 15 e 45 comprendente un'unità d'apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, in cui il telaio comprende, in corrispondenza del fondo di ogni cella, rotaie per supportare e guidare un'unità di apparecchiatura.