DE10295577B4

DE10295577B4 - Verwendung einer Klammer zur lösbaren Verbindung eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering in einer Kolonne

Info

Publication number: DE10295577B4
Application number: DE10295577T
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hammon; Jürgen Schröder
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: WO2003047713A2; WO2003047713A3; JP4021411B2; DE10295577D2; US20050005418A1; US7155801B2; DE10159823A1; JP2005511265A

Abstract

Verwendung einer Klammer (1) zur lösbaren Verbindung eines Kolonnenbodens (4) mit einem Auflagering (5) in einer Absorptions- und/oder Rektifikationskolonne, in der thermisch instabile Stoffe absorbiert und/oder rektifiziert werden, wobei die Klammer (1) einstückig ausgebildet ist, umfassend einen Bolzen (2) und ein mit dem Bolzen (2) über ein Achsgelenk (9), das in vertikaler Ebene beweglich ist, verbundenes Klammerunterteil (3), wobei das Klammerunterteil (3) mindestens eine Öffnung (8) aufweist, durch die eine in der Kolonne befindliche Flüssigkeit abfließen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verwendung einer Klammer zur lösbaren Verbindung eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering in einer Kolonne.
In thermischen Trennverfahren werden häufig Kolonnen eingesetzt, die als trennwirksame Einbauten Böden, beispielsweise Siebböden, Ventilböden, Dual-Flow-Böden usw. aufweisen. Die Böden müssen lösbar an der Kolonneninnenwand, in der Regel über einen Auflagering, befestigt werden. Hierzu ist es üblich, die Böden mit dem Auflagering zu verschrauben, beispielsweise wie in EP-A 0 856 343 beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, die lösbare Verbindung des Bodens mit dem Auflagering mittels Klammern auszuführen.
Als thermische Trennverfahren kommen insbesondere Rektifikations- und Absorptionsverfahren in Frage. Hierbei ist es häufig erforderlich, thermisch instabile Stoffe zu behandeln, die unter den Verfahrensbedingungen zur Polymerisation neigen. Besonders kritisch sind dabei u. a. die Verbindungselemente zwischen Böden und Auflageringen, d. h. die oben beschriebenen Schrauben oder Klammern.
Aus EP-A 0 856 343 ist eine Haltevorrichtung für Kolonnenböden bekannt, wobei in mindestens einem Teil der Haltevorrichtung eine Öffnung vorgesehen ist, durch die Flüssigkeit abfließen kann.
Die DE-B-1 125 406 beschreibt eine lösbare Verbindung für Kolonnenböden, gebildet aus einem Gewindebolzen und einem Haltersteg, wobei der Gewindebolzen mindestens über einen Teil seiner Länge mit einer Abflachung versehen ist. Dadurch soll das einfache Lösen oder Befestigen von Böden sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite derselben ermöglicht werden. Das Dokument enthält keinen Hinweis auf die Verschmutzungsproblematik durch zurückgehaltene Flüssigkeit und auch keinen Hinweis darauf, Öffnungen für den Flüssigkeitsablauf vorzusehen.
Die DE-A-1 920 268 beschreibt einen Boden für eine Austauschkolonne, gebildet aus einer Mehrzahl von Blechstreifen, die flüssigkeitsdicht an der Kolonnenwandung und einem auf der Innenseite derselben angeschweißten waagerechten Ring mittels eines Schraubenbolzens befestigt sind, der den Blechstreifen durchsetzt und unterhalb des Blechstreifens mittels eines Schwenkbolzens einen doppelarmigen Hebel trägt. Es handelt sich somit um eine lösbare Verbindung eines Bodens mit einem Auflagering, die jedoch flüssigkeitsdicht sein soll.
Die US-A 2001/0030120 beschreibt eine Klammer zum Verbinden eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering, die mit einem Bolzen befestigt ist, und wobei die Breite der Klammer soweit reduziert wird, dass sie in etwa dem Durchmesser des Bolzens entspricht, um dadurch zu verhindern, dass Flüssigkeit auf der Klammer zurückgehalten wird und polymerisiert.
Die US-B 5,547,617 beschreibt eine weitere Ausgestaltung für die Verbindung eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering mittels einer Klammer und einem Bolzen, wobei ein aktiver Wäscher vorgesehen ist, der Öffnungen aufweist, durch die Dampf durchtreten kann.
Die US-B 4,174,363 beschreibt eine weitere Verbindung eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering mittels einer Klammer, wobei eine Stagnation der Flüssigkeit durch eine spezielle, mit Öffnungen versehene, die Klammer umhüllende Kammer verhindert werden soll.
Demgegenüber war es Aufgabe der Erfindung, eine Verwendung einer Klammer zur lösbaren Verbindung eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering in einer Kolonne zur Verfügung zu stellen, wobei ein sicheres Abfließen von in die Klammer eingedrungener Flüssigkeit und darüber hinaus eine einfachere Montage gewährleistet ist.
Demgemäß wurde eine Verwendung einer Klammer zur lösbaren Verbindung eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering in einer Absorptions- und/oder Rektifikationskolonne gefunden, in der thermisch instabile Stoffe absorbiert und/oder rektifiziert werden, wobei die Klammer einstückig ausgebildet ist, umfassend einen Bolzen und ein mit dem Bolzen über ein Achsgelenk, das in vertikaler Ebene beweglich ist, verbundenes Klammerunterteil, wobei das Klammerunterteil mindestens eine Öffnung aufweist, durch die eine in der Kolonne befindliche Flüssigkeit abfließen kann.
In Stoffaustauschkolonnen, die als trennwirksame Einbauten Böden enthalten, werden in der Regel zur lösbaren Befestigung derselben Auflageringe an der Kolonneninnenwand fest verbunden, üblicherweise verschweißt.
Die Klammer zur erfindungsgemäßen Verwendung zur lösbaren Befestigung eines Kolonnenbodens mit einem Auflagering ist einstückig ausgebildet, sie umfaßt einen Bolzen und ein mit demselben verbundenes Klammerunterteil.
Der Bolzen und das Klammerunterteil sind über ein Achsgelenk verbunden, dass in vertikaler Ebene beweglich ist. Dadurch wird der Ein- und Ausbau der Kolonnenböden vereinfacht.
Da die Kolonnenböden regelmäßig horizontal in der vertikal aufrechtstehenden Kolonne eingebaut werden, sind die Bolzen der Klammern in eingebautem Zustand in der Regel ebenfalls vertikal angeordnet.
Das Klammerunterteil, das mit dem Bolzen beweglich verbunden ist, weist erfindungsgemäß mindestens eine Öffnung auf, durch die Flüssigkeit, die sich in der Kolonne befindet, abfließen kann.
Die geometrische Ausbildung der Öffnung ist hierbei nicht auf eine bestimmte Form und Größe begrenzt, es ist lediglich erforderlich, dass die Öffnung ausreichend groß ist, dass Flüssigkeit durch dieselbe abfließen kann. Hierfür ist in der Regel ein hydraulischer Durchmesser von 1–15 mm, vorzugsweise 1–7 mm ausreichend. Die Querschnittsform der Öffnung oder Öffnungen in horizontaler Ebene kann grundsätzlich beliebig sein, möglich sind beispielsweise runde, halbrunde oder polygonale Formen.
Bevorzugt sind Bolzen und Klammerunterteil aus Edelstahl ausgebildet, vorzugsweise aus Edelstahl 1.4571 gemäß DIN 17007.
Die Verschmutzung der Kolonne durch Ablagerungen infolge von Polymerisation der thermisch instabilen Stoffe kann durch die erfindungsgemäße Verwendung erheblich reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung eignet sich besonders für Rektifikations- und/oder Absorptionskolonnen, in denen Stoffgemische, enthaltend einen oder mehrere der Stoffe (Meth)acrylsäure und/oder deren Ester, Acrylnitril und/oder Styrol, behandelt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen im einzelnen:
1a einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klammer
1b einen Querschnitt durch die in 1a im Längsschnitt dargestellte Ausführungsform,
1c einen Längsschnitt in der senkrecht zur in 1a dargestellten Schnittebene,
2a einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Klammer nach dem Stand der Technik,
2b einen Querschnitt durch die in 2a im Längsschnitt dargestellte Ausführungsform und
2c einen Längsschnitt in der senkrecht zur in 2a dargestellten Schnittebene.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Vorrichtungsmerkmale.
Der Längsschnitt in 1a zeigt eine Klammer 1 mit Bolzen 2 und Klammerunterteil 3, die über ein Achsgelenk 9 miteinander verbunden sind. Die Klammer 1 dient der Befestigung eines Kolonnenbodens 4 an einem Auflagering 5. Der Bolzen 2 ist mittels einer Mutter 6 und einer Dichtung 7 mit dem Kolonnenboden 4 verbunden.
Die Querschnittsdarstellung in 1b verdeutlicht die Öffnung 8 im Klammerunterteil 3, wobei zu erkennen ist, dass die Öffnung 8 das Klammerunterteil 3 in vertikaler Richtung desselben vollständig durchdringt.
Auch die Längsschnittdarstellung in 1c verdeutlicht die vollständige Ausdehnung der Öffnung 8 in vertikaler Richtung im Klammerunterteil 3.
Demgegenüber stellt 2 eine Klammer nach dem Stand der Technik dar. Insbesondere die Querschnittsdarstellung in 2b sowie die Längsschnittdarstellung in 2c verdeutlichen, dass das Klammerunterteil 3 keine über die gesamte vertikale Ausdehnung desselben sich erstreckende Öffnung aufweist.
Beispiel:

In einer Rektifikationskolonne zur destillativen Reinigung von Rohacrylsäure, d. h. eines Gemisches, umfassend die nachstehend in Gewichtsprozenten aufgeführten Hauptkomponenten:

Essigsäure	0,04%
Acrylsäure	17,2%
Maleinsäureanhydrid	0,7%
Diphyl	64,0%
Dimethylphthalat	14,0%
Diacrylsäure	1,9%
Wasser	0,015%
Propionsäure	0,008%
2-Furfural	0,021%
Benzaldehyd	0,2%
Allylacrylat	0,02%
Benzoesäure	1,4%
Phenothiazin	0,028%

mit Dual-Flow-Böden wurden die Dual-Flow-Böden mit erfindungsgemäßen Klammern, entsprechend der schematischen Darstellung in 1 befestigt. Die Rektifikationskolonne wurde nach einer Laufzeit von 35 Tagen inspiziert. Die Klammern waren polymerfrei.

Vergleichsbeispiel:
In einem Vergleichsversuch wurde dasselbe Ausgangsgemisch in derselben Kolonne rektifiziert, wobei jedoch die Dual-Flow-Böden mit Klammem entsprechend der schematischen Darstellung in 2 befestigt waren. Die Rektifikationskolonne wurde ebenfalls nach einer Laufzeit von 35 Tagen inspiziert. Die Klammern waren an den Oberseiten der Klammerunterteile mit Polymer verklebt.

Claims

Verwendung einer Klammer (1) zur lösbaren Verbindung eines Kolonnenbodens (4) mit einem Auflagering (5) in einer Absorptions- und/oder Rektifikationskolonne, in der thermisch instabile Stoffe absorbiert und/oder rektifiziert werden, wobei die Klammer (1) einstückig ausgebildet ist, umfassend einen Bolzen (2) und ein mit dem Bolzen (2) über ein Achsgelenk (9), das in vertikaler Ebene beweglich ist, verbundenes Klammerunterteil (3), wobei das Klammerunterteil (3) mindestens eine Öffnung (8) aufweist, durch die eine in der Kolonne befindliche Flüssigkeit abfließen kann.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch instabilen Stoffe (Meth)acrylsäure und/oder deren Ester, Acrylnitril und/oder Styrol sind.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (1) aus Edelstahl, vorzugsweise aus Edelstahl 1.4571, gebildet ist.