ES2229776T3 - Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente. - Google Patents

Abstract

Empleo de un tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente, con un tubo (101; 201) de la columna compuesto por varios segmentos (101a-c; 201a-d) del tubo unidos entre sí mediante bridas, en el que están dispuestos platos (102; 202) perforados, de modo que en cada caso están unidos entre sí varios platos (102; 202) perforados sucesivos y forman al menos dos piezas (111a-c; 211a-d) insertadas que pueden extraerse del tubo (101; 201) de la columna, conexiones (105, 108; 205, 208) para alimentar y evacuar los productos de reacción y conexiones (106, 107; 206, 207) para alimentar al menos un medio de stripping en contracorriente a los productos de reacción y evacuarlo de éstos para separar los componentes orgánicos volátiles de los productos de reacción poliméricos.

Description

Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente.

La presente invención se refiere a un tubo de stripping (desorción) con funcionamiento en contracorriente para separar componentes orgánicos volátiles de productos de reacción, especialmente de soluciones poliméricas y dispersiones poliméricas.

En los procedimientos de producción de la industria química se generan productos que todavía contienen componentes orgánicos volátiles no deseados. Así, por ejemplo, en los procedimientos de polimerización pueden quedar diferentes impurezas en el producto de reacción, por ejemplo, monómeros residuales, que se obtienen como resultado de una conversión incompleta de los eductos, o compuestos saturados no polimerizables que se arrastran como impurezas con las sustancias de explotación, o también productos de bajo peso molecular procedentes de reacciones secundarias. Estos componentes orgánicos volátiles tienen normalmente un olor muy intenso e incluso pueden ser en parte perjudiciales para la salud. Sin embargo, precisamente las dispersiones poliméricas han encontrado numerosas áreas de aplicación en las que no pueden presentarse las molestias del olor. Normalmente, se citarían aquí aplicaciones en interiores en las que las dispersiones poliméricas se emplean, por ejemplo, en adhesivos para baldosas o alfombras o en resinas para barnices. Las dispersiones poliméricas inodoras también se requieren, por ejemplo, en la industria papelera en forma de dispersiones para el recubrimiento del papel o en forma de dispersiones de adhesivo. Finalmente, también se emplean dispersiones poliméricas en la industria de los productos cosméticos, por ejemplo, en la fabricación de champú, o en la industria textil, por ejemplo, como medio de recubrimiento de la tela no tratada, de modo que estas dispersiones poliméricas no deben presentar en la medida de lo posible ningún olor propio. Por tanto, los componentes volátiles residuales en los productos de la polimerización deben separarse por completo en la medida de lo posible en muchas aplicaciones, especialmente, sin embargo, en el caso de aplicaciones en espacios interiores y en el sector de los productos alimenticios o de cosmética.

Para separar los componentes orgánicos volátiles de los productos de reacción, por ejemplo, de soluciones poliméricas o de dispersiones y suspensiones poliméricas acuosas producidas por polimerización radical de monómeros vinílicos, se han desarrollado los denominados procedimientos de desodorización. Además de los procesos químicos, que, sin embargo, en la mayoría de los casos sólo influyen sobre los compuestos insaturados, se emplean principalmente los denominados procedimientos de stripping en los que se conduce un gas de stripping a través de la suspensión o dispersión. Como gases de stripping se emplean aire, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono supercrítico, ozono o vapor de agua. También se conocen procedimientos en los una desodorización química también se somete posteriormente a una desodorización física con ayuda de un procedimiento de stripping.

Por ejemplo, en el documento DE-C-12 48 943 se ha descrito un dispositivo para separar de forma discontinua las sustancias olorosas de las dispersiones acuosas de productos de la polimerización. En este caso, la dispersión se dispone en una caldera y los componentes no deseados se expulsan mediante la introducción de vapor de agua en el fondo de la caldera.

Para grandes cantidades de dispersiones a tratar se emplean de forma creciente procedimientos continuos de columna.

En la solicitud de patente internacional WO 97/45184 de la solicitante, se describe, por ejemplo, una columna y un procedimiento para la desodorización de dispersiones. En este caso la dispersión se trata con vapor de agua en una columna de funcionamiento en contracorriente que contiene platos perforados de dos flujos (denominados, platos dual-flow) y/o platos perforados de flujo transversal, de modo que se introduce el vapor de agua en la columna a una presión de 0,1-0,7 bares en contracorriente respecto a la dispersión. Con la columna de funcionamiento en contracorriente descrita en el documento WO 97/45184 pueden simplificarse los platos perforados de la columna y aumentarse el caudal específico. Las columnas conocidas de funcionamiento en contracorriente están fabricadas a partir de una pieza, de modo que los platos perforados se atornillan posteriormente en anillos de soporte soldados.

Sin embargo, una construcción de este tipo está unida con ciertas desventajas. Dado que las dispersiones forman películas fácilmente y se coagulan, es necesaria una limpieza frecuente de los platos perforados. Debido a que los platos perforados están atornillados fijamente en la columna y un desmontaje de los platos perforados individuales requiere mucho tiempo, la columna de stripping debe dotarse en cada uno de los platos perforados con un orificio de acceso y como mínimo una abertura de limpieza. A través de un orificio de acceso de este tipo un trabajador puede limpiar el plato perforado correspondiente y las zonas de pared colindantes hasta el siguiente plato perforado con un chorro de agua a alta presión. A este respecto, debe trabajarse con presiones de agua de hasta 2000 bares, lo que conlleva un riesgo considerable para el personal de limpieza que trabaja en espacios muy estrechos. Además, la aplicación de un orificio de acceso condiciona una separación del plato perforado de como mínimo 600 mm y un diámetro de la columna de aproximadamente 1 m. Para una buena acción de separación, esto conduce a alturas de la columna superiores a 20 m y un volumen interior de como mínimo 25 m^{3}. En el caso normal de 25 a 30 platos perforados se generan así columnas complejas con, en total, más de 100 conductos, orificios de acceso y cubiertas de limpieza. Estos conductos y cubiertas son captadores potenciales de suciedad. Asimismo, la limpieza de los platos perforados en el estado montado se muestra complicada y de un gran esfuerzo de trabajo. Un cambio de la geometría de los platos perforados (platos perforados de dos flujos, platos perforados de flujo transversal o platos perforados con diferente perforación para distintos caudales) conduce a una interrupción de la columna durante varias semanas.

Para la desodorización de pequeñas cargas de productos existe además la desventaja de que las cantidades de dispersión relativamente pequeñas deben bombearse mediante un aparato relativamente grande y costoso.

El documento US-A-1 749 266 describe una columna de fraccionamiento que se compone de varios segmentos de tubo unidos entre sí y presenta paquetes de platos perforados. Sin embargo, a partir de este documento se deduce que los segmentos del tubo están conectados entre sí mediante uniones de brida separables, que forman el paquete de piezas insertadas extraíbles. A partir del documento US-A-4 055 610 o del documento US-A-3 997 633 se conocen columnas de funcionamiento en contracorriente con paquetes de platos perforados que forman piezas insertadas extraíbles. Además, en el documento US-A-2 939 771 se describe una columna de funcionamiento en contracorriente que está compuesta por dos segmentos individuales unidos de forma separable.

La tarea de la presente invención es optimizar las columnas conocidas de funcionamiento en contracorriente, en especial la columna de funcionamiento en contracorriente conocida a partir del documento WO 97/45184, especialmente para separar los componentes orgánicos volátiles de los productos poliméricos de reacción y simplificarla estructuralmente manteniendo invariable un alto caudal específico, de manera que se garantiza en especial una limpieza y posibilidad de intercambio más sencillas de los platos perforados. Además, el dispositivo según la invención también debe ser apropiado para la desodorización de cargas de producto menores.

Esta tarea se soluciona mediante el tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente con las características de la presente reivindicación 4. Los perfeccionamientos ventajosos de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes. Además, es objeto de la presente invención el empleo de un tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente para separar los componentes orgánicos volátiles procedentes de productos poliméricos de reacción, con un tubo de la columna compuesto de varios segmentos de tubo conectados entre sí mediante bridas, en el que están dispuestos platos perforados, conexiones para alimentar y evacuar los productos de reacción y conexiones para alimentar al menos un medio de stripping en contracorriente a los productos de reacción y evacuarlo de éstos, de modo que en cada caso están conectados entre sí varios platos perforados sucesivos y forman al menos dos piezas que pueden extraerse en cada caso como una unidad del tubo de la columna.

En la publicación alemana para solicitud de información de patente DE 1 519 672 y en el documento de patente suizo CH 562 046 se describen columnas de fraccionamiento que presentan platos perforados unidos para dar lugar a piezas insertadas extraíbles. Sin embargo, a partir de este documento no se conoce un empleo de este tipo de piezas insertadas de platos perforados en tubos de stripping con funcionamiento en contracorriente. Además, en este estado de la técnica se propone una unión de todos los platos perforados para dar lugar a una única pieza insertada. La estructura modular prevista según la invención con varias piezas insertadas no está descrita en el estado de la técnica.

Al tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la invención están ligadas numerosas ventajas.

Los platos perforados del tubo de stripping pueden extraerse del tubo o intercambiarse sin un largo tiempo de parada de la instalación. Mientras que en el caso de las columnas de stripping convencionales los platos perforados individuales tenían que desatornillarse primero de los anillos de soporte correspondientes, en el caso del tubo de stripping según la invención pueden levantarse las piezas insertadas completas del tubo unas tras otras. Por tanto, es posible limpiar las piezas insertadas fuera del tubo, lo que significa una ventaja en relación con la seguridad para el personal de limpieza. Asimismo, directamente después de la separación de las piezas insertadas sucias, pueden montarse como recambio piezas insertadas ya preparadas. Este cambio de platos sólo requiere pocos días de parada de la instalación, mientras que un cambio de los platos perforados montados de forma fija en una columna convencional con funcionamiento en contracorriente comparable tiene como consecuencia al menos dos semanas de interrupción.

Por tanto, en el caso del tubo de stripping según la invención se elimina también la necesidad de prever para cada plato perforado un orificio de acceso independiente y su correspondiente conducto de limpieza. Por tanto, el tubo de stripping según la invención se caracteriza, en relación con las columnas conocidas con funcionamiento en contracorriente, por una reducción drástica del número de conductos de empalme, a pesar del número comparable de platos. Dependiendo de la forma de realización, se presentan sólo aproximadamente 20 a 30 conductos que son principalmente conexiones para dispositivos de supervisión de la temperatura o la presión, mirillas de observación o conexiones para la toma de muestras.

Esta estructura constructiva más sencilla también facilita la limpieza del tubo de stripping ya que con la reducción del número de conductos se suprimen muchas de las zonas difíciles de limpiar y de mala accesibilidad presentes en el interior de las columnas convencionales.

La estructura simplificada propuesta por la invención también debe aclararse mediante la terminología aquí empleada: el tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la invención tiene realmente el carácter de un "tubo" sencillo debido a los pocos conductos que pueden verse desde fuera, mientras que las columnas de stripping conocidas con sus numerosos conductos, cubiertas y conexiones ofrecen la típica vista de una "columna" de platos perforados.

Según la invención, los platos perforados pueden unirse de diferente forma para dar lugar a las piezas insertadas. Es posible, por ejemplo, atornillar los platos perforados entre sí con ayuda de varillas roscadas. Sin embargo, se prefiere soldar los platos perforados con ayuda de chapas de unión, lo que produce piezas insertadas especialmente estables.

Las piezas insertadas pueden presentar en su contorno exterior medios de guiado, por ejemplo, rodillos de rodadura o elementos de deslizamiento, de manera que pueden levantarse del tubo de stripping sin riesgo de daño.

Las piezas insertadas pueden fijarse en el tubo de stripping. Sin embargo, se prefiere en especial colocarlas unas sobre otras, o colocarlas o suspenderlas en soportes adecuados en el tubo.

Preferiblemente, en el tubo de la columna están dispuestas de 2 a 10 de estas piezas insertadas, presentando cada pieza insertada preferiblemente de 3 a 10, preferiblemente de 4 a 7 platos perforados. A este respecto, se prefiere especialmente 6 platos perforados por pieza insertada. En el caso de menos platos perforados por pieza insertada, se requieren demasiadas piezas insertadas, lo que nuevamente hace que la extracción del plato sea costosa. Más platos perforados por pieza insertada hacen que las piezas insertadas individuales sean más pesadas y complicadas de manejar.

El diámetro de los platos perforados de una pieza insertada se corresponde de forma ventajosa fundamentalmente con el diámetro interior del tubo de columna y es preferiblemente de 100 a 2500 mm, de forma especialmente preferida, de 500 a 1600 mm. La holgura que existe necesariamente entre el contorno exterior de un plato perforado y la pared interior del tubo puede compensarse mediante faldas de obturación elásticas que discurren por el contorno exterior del plato perforado.

La separación entre los platos perforados sucesivos en una pieza insertada puede ser, por ejemplo, entre 200 y 1.000 mm, preferiblemente entre 400 y 600 mm. Normalmente, una pieza insertada tiene una altura de entre 2 y 3 metros.

La parte superior, dado el caso ensanchada, de la columna puede estar configurada de forma desmontable en el caso de formas de realización más pequeñas del dispositivo según la invención. Sin embargo, también puede presentar una abertura que puede cerrarse mediante una cubierta que puede desmontarse, siendo el diámetro de esta abertura suficientemente grande para que las piezas insertadas puedan extraerse a través de la abertura con ayuda de una herramienta de elevación.

Según la invención, el tubo de la columna está compuesto por varios segmentos de tubo. A cada uno de los segmentos del tubo está asignada preferiblemente una pieza insertada, es decir, la longitud del segmento de tubo y la altura de la pieza insertada están adaptadas entre sí.

Los diámetros interiores de segmentos de tubo sucesivos decrecen de arriba abajo, manteniéndose el diámetro interior de un segmento del tubo fundamentalmente constante en su longitud. En cada segmento de tubo está dispuesta entonces una pieza insertada que puede extraerse a través de la abertura superior del tubo de la columna, de modo que los platos perforados de esta pieza insertada poseen un diámetro adaptado al segmento de tubo correspondiente. Mediante el tubo de stripping que se ensancha hacia arriba pueden extraerse las piezas insertadas individuales sin riesgo de ladeo.

A este respecto, las piezas insertadas se disponen preferiblemente en zonas de unión de forma escalonada entre dos segmentos de tubo sucesivos en cada caso, por ejemplo, en una pieza de brida ensanchada. De forma alternativa, las piezas insertadas pueden colocarse unas sobre otras en el tubo de la columna. Esta variante se prefiere especialmente en el caso de columnas más pequeñas.

La parte superior de la columna puede estar configurada como decantador gravitacional para espuma y pequeñas gotas de líquido arrastradas. Entonces, el diámetro interior de esta parte superior es mayor que el del tubo de la columna. La columna puede presentar en la zona inferior una prolongación de aproximadamente 1 a 4 metros, que representa el sumidero de la columna. En este sumidero de la columna se reciben los productos desodorizados de la reacción. Normalmente, el sumidero de la columna sirve como recipiente para las etapas subsiguientes del procedimiento.

Como platos perforados pueden emplearse platos perforados de dos flujos y/o platos perforados de flujo transversal. Este tipo de platos perforados y su estructura se describen, por ejemplo, en Klaus Sattler, "Thermische Trennverfahren", VCH 1988. Aquí se prefieren especialmente los platos perforados de dos flujos dado que no presentan zonas muertas debidas a la construcción, algo que, por una parte, reduce el esfuerzo de limpieza y, por otra parte, permite secciones transversales más pequeñas de la columna. Debido al mejor rendimiento, también puede reducirse la cantidad de platos perforados y, por tanto, la altura de la columna.

Como medios de stripping pueden emplearse preferiblemente sustancias gaseosas, tales como aire, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono supercrítico u ozono. No obstante, en el caso del tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la invención se prefiere especialmente el empleo de vapor de agua como medio de stripping. Preferiblemente, el vapor de agua se conduce por uno o varios conductos de empalme al sumidero de la columna y se extrae en la parte superior de la columna. Cada uno de estos conductos de empalme presenta preferiblemente una válvula que puede accionarse de forma neumática con un dispositivo distribuidor conectado posteriormente con el que puede conducirse el vapor de agua, pasando por numerosas aberturas finas, al sumidero de la columna.

La alimentación de los productos de reacción a desodorizar se lleva a cabo en la zona superior del tubo de la columna, preferiblemente en la parte superior ampliada de la columna. Se prefiere especialmente introducir los productos de reacción en la parte superior de forma tangencial aproximadamente en la mitad de la altura de la parte superior de la columna. Con esta medida puede reducirse drásticamente la formación de espuma.

El dispositivo según la invención puede emplearse de forma especialmente ventajosa para producir dispersiones o suspensiones poliméricas con bajo contenido en sustancias orgánicas volátiles. Para una descripción detallada de la producción y desodorización de dispersiones preferidas que pueden tratarse con el tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la invención ha de remitirse a la publicación de la solicitud internacional WO 97/45184 de la solicitante, a la que se hace referencia expresa aquí.

El tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la invención también es especialmente ventajoso para intercambiar un disolvente orgánico de una solución polimérica por agua.

A continuación, se explica detalladamente la presente invención haciendo referencia a las formas de realización preferidas mostradas en los dibujos adjuntos.

En los dibujos muestran:

la figura 1, una representación esquemática de un primer tubo de stripping adecuado con funcionamiento en contracorriente que puede emplearse según la invención para menores cargas de producto;

la figura 2, un detalle del tubo de stripping de la figura 1 en corte longitudinal axial con las piezas insertadas allí colocadas unas encima de otras;

la figura 3, una representación esquemática de un tubo de stripping según la invención adecuado para grandes cargas de producto;

la figura 4, un detalle del tubo de stripping de la figura 3 en corte longitudinal axial con una pieza insertada superpuesta;

la figura 5, un detalle de la figura 4 a escala ampliada;

la figura 6, un detalle de un tubo de stripping según la invención en corte longitudinal axial, en el que se emplean platos perforados de flujo transversal en lugar de platos perforados de dos flujos;

la figura 7, un detalle de un plato perforado de dos flujos;

la figura 8, un detalle de un plato perforado de flujo transversal; y

la figura 9, una columna de stripping según el estado de la técnica.

Primero se explica la estructura de una columna de stripping convencional haciendo referencia a la figura 9. La columna 400 de stripping conocida se compone de un tubo 401 de la columna fabricado de una pieza en el que están dispuestos 30 platos 402 perforados con un diámetro de 1500 mm. Los platos perforados están atornillados en anillos de soporte (no visibles en el dibujo) soldados en el tubo 401 de la columna. La columna 400 de stripping presenta una parte 403 superior ensanchada de la columna y un sumidero 404 de la columna también ensanchado. La parte superior y el sumidero tienen en cada caso un diámetro de 2300 mm. La altura total de la columna de stripping conocida es de 26,2 m, con un volumen de 57 m^{3}. La dispersión con impurezas volátiles residuales o una solución polimérica que contiene disolvente se conduce, pasando por un conducto 405 de entrada, en la columna a la altura del plato 402a superior. Al mismo tiempo, en el sumidero 404 de la columna se insufla vapor de agua mediante varios conductos 406, el cual asciende en el tubo de la columna en contracorriente a la dispersión y empuja fuera de la dispersión los residuos volátiles. En el caso de una solución polimérica, el disolvente orgánico se empuja fuera de la solución y se sustituye por agua. El vapor de agua y los residuos volátiles o disolventes orgánicos abandonan la columna 400, pasando por un conducto 407 de salida que está a una ligera presión negativa, en la parte 403 superior de la columna. En los platos 402 perforados tiene lugar una mezcla eficaz de la dispersión o la solución polimérica con el vapor de agua ascendente. La solución de dispersión o la solución polimérica limpiada de esta manera con el disolvente intercambiado abandonan la columna en la salida 408 de producto del sumidero 404 de la columna.

Dado que las dispersiones forman películas fácilmente y se coagulan, los platos perforados deben limpiarse con frecuencia. Para este fin, en el caso de la columna conocida, a cada plato 402 perforado está asignado un orificio 409 de acceso con un diámetro de 500 mm y como mínimo un conducto 410 de limpieza, de modo que en el presente caso los conductos de limpieza presentan un diámetro de 200 mm. A través del orificio 409 de acceso, el personal de limpieza puede limpiar los platos 402 perforados asignados, así como la zona de pared, que se dispone directamente encima, del tubo 401 de la columna con un chorro de agua a alta presión. No obstante, este procedimiento de limpieza es muy costoso y, además, peligroso debido a las presiones de agua empleadas de 2000 bares y superiores. Además, la limpieza es siempre imperfecta dado que los numerosos conductos en el tubo, en el presente caso un total de 108 conductos, son captadores de suciedad que prácticamente no pueden limpiase concienzudamente.

Por el contrario, el tubo de stripping que puede emplearse según la invención, explicado a continuación, tiene una estructura fundamentalmente más sencilla y permite una limpieza rápida y esmerada.

En la figura 1 se muestra un tubo de stripping que puede emplearse según la invención. El tubo 100 de stripping muestra ya en la representación esquemática de la figura 1 una estructura fundamentalmente más sencilla que la columna de stripping convencional de la figura 9. Esta variante sirve sobre todo para el tratamiento de cargas de producto más pequeñas. En el tubo 101 de la columna están dispuestos en total 18 platos 102 perforados con un diámetro de 800 mm. La parte 103 superior de la columna está ensanchada a un diámetro de 1800 mm y sirve como decantador para pequeñas gotas de producto arrastradas. En la parte superior de la columna está prevista también la entrada 105 del producto, que en el ejemplo mostrado desemboca de forma tangencial aproximadamente en la mitad de la altura de la parte superior de la columna. Una alimentación tangencial de este tipo impide, por ejemplo, durante la alimentación de dispersiones, una formación excesiva de espuma. La dispersión o solución polimérica alimentada fluye en el tubo 101 de la columna a través de los platos 102 perforados hacia abajo, de modo que se conduce hacia arriba en contracorriente en el sumidero 104 alargado de la columna vapor de agua alimentado por conductos 106 de entrada. El vapor de agua y los residuos volátiles arrastrados abandonan la columna en la parte 103 superior de la columna por medio de un conducto 107 de salida, en el que se presenta una presión negativa. La dispersión depurada o la solución polimérica liberada de disolventes orgánicos abandonan el tubo 100 de stripping por una o varias salidas 108 de producto previstas lateralmente en el sumidero de la columna.

En contraposición al estado de la técnica, el tubo 101 de la columna del tubo de stripping que puede utilizarse según la invención está compuesto por varios segmentos 101a, 101b, 101c de tubo, en el ejemplo de la figura 1, tres en total. En el presente caso, los tres segmentos del tubo tienen el mismo diámetro interior.

En cada caso se ensamblan seis platos 102 perforados para formar las piezas 111a, 111b y 111c insertadas. Los platos 102 perforados, a diferencia de las columnas de stripping del estado de la técnica, no están unidos fijamente con el tubo de la columna, sino que están configurados como piezas insertadas extraíbles. En el ejemplo mostrado, a cada segmento 101a-101c del tubo está asignada precisamente una pieza 111a o 111b o 111c insertada. Los segmentos individuales del tubo están unidos unos debajo de otros o con la parte 103 superior de la columna y el sumidero 104 de la columna mediante uniones 112a-112d de brida.

Ahora se explica detalladamente una estructura posible de una pieza insertada y la disposición de las piezas insertadas en el tubo 101 de la columna haciendo referencia a la figura 2, que muestra un detalle ampliado del tubo de stripping de la figura 1. En la figura 2 se observa el segmento 101c de tubo más bajo con la pieza 111c insertada allí dispuesta. Para una mejor visibilidad, no se muestra la zona central del segmento 101c del tubo con los otros tres platos perforados de la pieza 111c insertada. Los platos 102 perforados de la pieza 111c insertada están soldados conjuntamente con seis chapas 113 longitudinales dispuestas en el contorno exterior de los platos perforados para formar la pieza insertada. En el extremo superior de la pieza 111c insertada están dispuestos travesaños 114 que discurren conjuntamente en un adaptador 115. El adaptador 115 está configurado de tal manera que puede actuar conjuntamente con una varilla elevadora automática introducida en el tubo 101 de la columna desde arriba, no mostrada aquí.

En el ejemplo mostrado, las piezas insertadas individuales están apiladas unas sobre otras. En la figura 2 se observa que la pieza 111c insertada inferior se asienta sobre el conducto 116 de soporte soldado con el lado interior del sumidero 104 alargado. La longitud total de la pieza insertada se corresponde fundamentalmente con la longitud del segmento de tubo asignado. En la pieza 111c insertada inferior está colocada la pieza 111b insertada que se superpone, de modo que en la forma de realización mostrada, pasadores previstos en el lado inferior de la pieza 111b insertada se enganchan en escotaduras de centrado correspondientes en el lado superior de la pieza 111c insertada. Las piezas insertadas no están unidas en sí mismas con el tubo 101 de la columna. Para montar y desmontar las piezas insertadas, se levanta la parte 103 superior de la columna y una varilla de elevación automática se engancha en el adaptador 115 de la pieza 111a insertada superior, que está configurada como la pieza 111c insertada mostrada en la figura 2, entonces levanta la pieza 111a insertada de la pieza 111b insertada que se dispone debajo y la empuja hacia arriba fuera del tubo. De la misma forma, se extraen finalmente del tubo una tras otra las piezas 111b y 111c insertadas. Para un mejor guiado durante el montaje y desmontaje, cada pieza insertada presenta en su contorno exterior varios elementos 117 de deslizamiento hechos de poli tetra fluor etileno (PTFE). Entre el contorno exterior de los platos 102 perforados y la pared interior del tubo 101 de la columna existe en general una cierta holgura. Por tanto, para hermetizar el espacio intermedio que se genera de esta manera en el contorno exterior de cada plato 102 perforado, está prevista una falda 118 de obturación elástica, indicada sólo de forma esquemática en la figura 2, pero que puede observarse mejor en la variante mostrada en la figura 5.

En caso de que haya suciedad en los platos perforados, estos pueden sencillamente desmontarse, en el caso del tubo de stripping que puede emplearse según la invención, y limpiarse de forma segura y minuciosa fuera del tubo. En correspondencia, el tubo de la columna está montado de forma muy sencilla dado que ya no son necesarios orificios de acceso para todos los platos perforados y los numerosos conductos de limpieza. El tubo de la columna presenta algunas mirillas 119 de observación, por medio de las cuales puede supervisarse el montaje y desmontaje de las piezas insertadas y, durante el funcionamiento, una posible obstrucción de los platos perforados, así como también presenta algunos conductos para la medición y la toma de muestras. En total, son solamente 25 conductos de empalme. Sin embargo, con ello también la limpieza del tubo de stripping se configura de forma fundamentalmente más sencilla que la limpieza de las columnas de stipping del estado de la técnica. Como ventaja adicional de la estructura constructiva simplificada han de mencionarse los costes de fabricación más bajos para el tubo de stripping según la invención.

La altura total del tubo 100 de stripping de la figura 1 es de aproximadamente 12 m en caso de tener tres piezas insertadas. La desorción tiene lugar normalmente a temperaturas entre 50 y 90ºC. La forma de realización mostrada también es apropiada para variantes con dos o cuatro piezas insertadas.

En la figura 3 se muestra una forma de realización del tubo de stripping según la invención. Los componentes que se corresponden con los componentes ya explicados en relación con la figura 1 o los que cumplen la misma función se indican con los mismos números de referencia aumentados 100 unidades y ya no se explican de forma detallada en este punto. En el caso de la forma de realización mostrada, el tubo 201 de la columna del tubo 200 de stripping según la invención está dividido en cuatro segmentos 201a a 201d de tubo unidos entre sí mediante bridas, de modo que en cada segmento del tubo está dispuesta una pieza 211a-d insertada compuesta por 6 platos 202 perforados. Los platos 202 perforados de una pieza insertada tienen una separación entre sí de 400 mm. En el sumidero 204 de la columna está dispuesto un plato 220 perforado individual anclado fijamente al que puede accederse mediante un orificio 209 de acceso. Por tanto, el tubo 200 de stripping presenta en total 25 platos 202 perforados. La alimentación del producto tiene lugar nuevamente mediante un conducto 205 de entrada que desemboca de forma tangencial en la parte 203 superior de la columna. La toma del producto tiene lugar mediante un conducto 208 central en el fondo del sumidero 204 de la columna. Allí también están previstas conexiones 206 para la introducción de vapor de agua, que se evacua en la parte superior de la columna por medio del conducto 207.

En esta forma de realización, los segmentos individuales del tubo tienen diferentes diámetros que decrecen de arriba a abajo. En el ejemplo mostrado, el segmento 201a superior del tubo tiene un diámetro de 1150 mm, mientras que el segmento 201d inferior del tubo sólo posee un diámetro de 1000 mm. El diámetro de la parte 203 superior de la columna es de 1800 mm y la altura total del tubo de stripping es de 16,2 m. En los segmentos individuales del tubo están previstas nuevamente mirillas 219 de observación.

En el caso de una variante no mostrada del tubo de stripping de la figura 3, están previstas cuatro piezas insertadas con seis platos perforados en cada caso, dispuestos con una separación de 600 mm, los cuales presentan diámetros entre 1600 mm y 1450 mm. Este tubo de stripping mayor tiene una altura total de aproximadamente 22 m.

En contraposición a la variante de las figuras 1 y 2, en el caso de esta segunda variante las piezas 211a-211e insertadas se disponen en interrupciones escalonadas de las uniones 212a-e de brida, tal como se aclara especialmente a partir de la representación de la figura 4 y de la vista en detalle de la figura 5, en las que puede observarse la interrupción formada en la zona de la brida 212b en la que se dispone el plato 202 perforado superior alargado de la pieza 211b insertada. En la figura 5 se muestra de forma detallada también la falda 218 de obturación elástica en el contorno del fondo para uno de los platos 202 perforados.

Gracias al diámetro creciente hacia arriba de los segmentos individuales del tubo, las piezas insertadas individuales pueden extraerse unas tras otras sin problemas fuera del tubo de la columna con una varilla elevadora que se engancha en el adaptador 215. También aquí se facilita el montaje y desmontaje de las piezas insertadas mediante elementos 217 de deslizamiento que están previstos en los perfiles 213 longitudinales y/o los perfiles 214 transversales que unen los platos perforados de una pieza insertada. En el caso de esta variante mayor del tubo de stripping según la invención, es ventajoso no separar toda la parte superior de la columna. Más bien, la parte superior de la columna presenta una abertura que puede cerrarse mediante una cubierta 221 desmontable a través de la cual pueden extraerse las piezas insertadas.

En los ejemplos de realización mostrados hasta el momento de las figuras 1 a 5, los platos perforados estaban configurados como los denominados platos perforados de dos flujos (platos Dual-Flow). En la figura 6 se muestra ahora una variante en la que un tubo de stripping según la invención está dotado de platos 302 perforados de flujo transversal. En el detalle mostrado del tubo de stripping se observa un segmento 301 de la columna entre dos bridas 312a y 312b de unión. En el segmento 301 de la columna está dispuesta una pieza insertada que se compone de varios platos 302 perforados de flujo transversal unidos entre sí. En el ejemplo mostrado, los platos 302 perforados están unidos entre sí mediante varillas 324a roscadas fijadas con contratuercas en los extremos. Además, la pieza insertada se estabiliza mediante anillos 325a de soporte circundantes. Una caja 322 de rebose une en cada caso dos platos 302 perforados de flujo transversal superpuestos. La caja 322 desemboca en un recipiente 323 dispuesto en el plato perforado inferior.

La figura 6 muestra una variante adicional de la disposición de una pieza insertada que se compone de varios platos perforados en el segmento asignado de la columna. El anillo 325a de soporte de la pieza insertada está fijado en la unión 312a de brida de dos segmentos de la columna. Se observa que la pieza insertada superior no se dispone directamente sobre la pieza insertada inferior unida por las varillas 324b y el anillo 325b de soporte. Esta variante es especialmente apropiada para columnas muy pequeñas en las que las uniones por bridas entre los segmentos de la columna pueden separarse rápidamente y la pieza insertada puede levantarse fuera del segmento de la columna. Asimismo, en este caso es posible una limpieza fundamentalmente más sencilla que en el caso de las columnas de stripping convencionales dado que aquí también puede extraerse del tubo de una vez una pieza insertada completa con, normalmente, seis platos perforados.

La estructura básica de platos perforados de dos flujos y de flujo transversal se muestra en las figuras 7 y 8.

La figura 7 muestra una vista en planta de un plato 202 perforado de dos flujos que puede emplearse en el dispositivo según la invención. Aproximadamente el 16% de la superficie total del plato perforado se forma por aproximadamente 600 orificios 226 con un diámetro medio de 10 a 50 mm.

Para la comparación, en la figura 8 se muestra la vista en planta de un plato 326 perforado de flujo transversal que posee en la zona central numerosos orificios 306 con un diámetro menor, en comparación con los platos perforados de dos flujos, de normalmente 2 a 10 mm. Una parte considerable de la superficie del plato perforado es presionada por la caja 322 de evacuación, que une el plato 302 perforado con un plato perforado que se dispone debajo, y un recipiente 323, en el que se hunde la caja de evacuación del plato perforado que se dispone encima, tal como se deduce especialmente de forma más precisa a partir del corte longitudinal de la figura 6. Se observa que, comparado con un plato perforado de dos flujos, el caudal específico de un plato perforado de este tipo es menor dado que en el caso de los platos perforados de flujo transversal, debido a las superficies tomadas por la caja y el recipiente, la superficie que puede ser atravesada por el gas es menor. Por tanto, en el caso de los dispositivos según la invención se emplean de forma preferida en general platos perforados de dos flujos.

La invención se explica detalladamente mediante los siguientes ejemplos:

Ejemplo 1

Una variante del dispositivo de la figura 1 compuesto de un decantador con un diámetro de 1400 mm en el que están unidos mediante bridas dos segmentos del tubo de longitud de 2800 ó 3260 mm, con un diámetro nominal de 500 mm. Se montaron dos piezas insertadas con cinco o seis platos perforados de flujo transversal, que mantenían entre sí en cada caso una separación de 400 mm. Los tubos con diámetros nominales de 100 mm servían como cajas que sobresalían 100 mm por encima del plato perforado correspondiente y llegaban hasta 50 mm por debajo del siguiente plato perforado más profundo.

Estos platos perforados de flujo transversal se cubrieron por encima con 2,0 t/h de una dispersión acuosa de productos cosméticos (50 mPas) y por abajo con 0,4 t/h de vapor a 54ºC (0,15 bares) en el decantador presente. Debería empobrecerse aproximadamente 600 ppm de t-butanol de la dispersión que se alimenta. En la salida de la dispersión procedente del tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la invención, mediante el análisis GC convencional, ya no podría probarse más t-butanol en caso de un límite de prueba inferior a 10 ppm. Por consiguiente, el empobrecimiento estaría completo.

Ejemplo 2

En una variante del ejemplo 1, se montaron dos piezas insertadas formadas por cinco o seis platos perforados de dos flujos que tenían en cada caso una separación de 400 mm entre sí. Los platos perforados presentaban en cada caso 103 orificios con un diámetro del orificio de 20 mm, lo que correspondía a una superficie de orificio libre del 16% de la sección transversal del tubo. Los platos perforados de dos flujos se cubren por arriba con 3,5 t/h de dispersión y, por abajo, con 0,7 t/h de vapor. También aquí podrían empobrecerse 600 ppm de t-butanol igualmente a menos de 10 ppm.

Por tanto, también se facilita un procedimiento de stripping de columnas para cargas de dispersión muy pequeñas (aquí, 6.000 kg) que presenta una eficacia similar a las columnas de desodorización grandes conocidas hasta el momento.

Ejemplo 3

El dispositivo según la invención también es apropiado para separar el disolvente de soluciones poliméricas, por ejemplo, intercambiando el disolvente por agua.

Con el dispositivo según el ejemplo 1, en lugar de la dispersión se alimenta al decantador de forma dosificada una solución de polimerizados en isopropanol (3270 kg de polímero, 2080 kg de isopropanol, 460 kg de agua) con un caudal de 1680 kg/h junto con 200 kg/h de vapor y se depura con 500 kg/h de vapor que se ha introducido en el sumidero de la columna. La solución de polimerizados depurada obtuvo tras la extracción del sumidero de la columna, únicamente 650 ppm de isopropanol.

Ejemplo 4

Con el dispositivo según el ejemplo 2 se redujo el isopropanol a partir de una solución polimérica que se alimenta a 2.100 kg/h con 700 kg/h de vapor de agua hasta 300 ppm.

Claims (11)

1. Empleo de un tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente, con un tubo (101; 201) de la columna compuesto por varios segmentos (101a-c; 201a-d) del tubo unidos entre sí mediante bridas, en el que están dispuestos platos (102; 202) perforados, de modo que en cada caso están unidos entre sí varios platos (102; 202) perforados sucesivos y forman al menos dos piezas (111a-c; 211a-d) insertadas que pueden extraerse del tubo (101; 201) de la columna,

conexiones (105, 108; 205, 208) para alimentar y evacuar los productos de reacción y

conexiones (106, 107; 206, 207) para alimentar al menos un medio de stripping en contracorriente a los productos de reacción y evacuarlo de éstos para separar los componentes orgánicos volátiles de los productos de reacción poliméricos.

2. Empleo según la reivindicación 1, en el que se separan residuos volátiles de dispersiones poliméricas.

3. Empleo según la reivindicación 1, en el que se sustituye un disolvente orgánico de una solución polimérica por agua.

4. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente con

un tubo (201) de la columna compuesto por varios segmentos (201a-d) del tubo unidos entre sí mediante bridas, en el que están dispuestos platos (202) perforados, de modo que en cada caso varios platos (202) perforados sucesivos están unidos entre sí y forman al menos dos piezas (211a-d) insertadas que pueden extraerse del tubo (201) de la columna, de modo que los diámetros interiores de los segmentos (201a-d) sucesivos del tubo disminuyen de arriba hacia abajo y en cada segmento (201a-d) del tubo está dispuesta una pieza (211a-d) insertada extraíble,

conexiones (205, 208) para alimentar y evacuar los productos de reacción, y

conexiones (206, 207) para alimentar al menos un medio de stripping en contracorriente a los productos de reacción y evacuarlo de éstos.

5. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la reivindicación 4, caracterizado porque las piezas (211a-d) insertadas se disponen en zonas (212a-d) de unión escalonadas entre dos segmentos (201a-d) sucesivos del tubo en cada caso.

6. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la reivindicación 4, caracterizado porque las piezas insertadas se disponen unas sobre otras en el tubo de la columna.

7. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque en el tubo (101; 201) de la columna están dispuestas hasta 10 piezas (111a-c; 211a-d) insertadas.

8. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la reivindicación 7, caracterizado porque cada pieza (111a-c; 211a-d) insertada presenta de 3 a 10, preferiblemente de 4 a 7 platos (102; 202) perforados y, de forma especialmente preferida, 6 platos perforados.

9. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque el diámetro de los platos perforados de una pieza (111a-c; 211a-d) insertada se corresponde fundamentalmente con el diámetro interior del tubo (101; 201) de la columna y es, preferiblemente, de 100 a 2500 mm, de forma especialmente preferida, de 500 a 1600 mm.

10. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según la reivindicación 9, caracterizado porque la separación entre los platos (102; 202) perforados sucesivos en una pieza (111a-c; 211a-d) insertada es de 200 a 1000 mm, preferiblemente, de 400 a 600 mm.

11. Tubo de stripping con funcionamiento en contracorriente según una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque el tubo de stripping presenta una parte (103; 203) superior de la columna ensanchada, que está configurada de forma desmontable o que posee una abertura que puede cerrarse cuyo diámetro permite la extracción de las piezas (111a-c; 211a-d) insertadas.