DE2640592C2

DE2640592C2 -

Info

Publication number: DE2640592C2
Application number: DE19762640592
Authority: DE
Inventors: Benhard Dipl.-Ing. Kuxdorf; Karl Dipl.-Chem. Dr. 5040 Bruehl De Kaiser; Kurt Dipl.-Ing. Dr. 5047 Wesseling De Wissel
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-09-09
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1989-03-02
Also published as: DE2640592A1

Description

Das Hauptpatent Nr. 25 50 023 betrifft eine Entgasungsko lonne zum Entfernen von Vinylchlorid aus einer wäßrigen, Polyvinylchlorid enthaltenden Suspension mit mehreren, in einem Kolonnenmantel übereinander und mit Abstand vonein ander waagerecht angeordneten und mit Lochungen versehenen Böden, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lochungen in den auf Auflageklötzchen liegenden Böden einen Durchmes ser von weniger als 5 mm aufweisen; daß zwischen dem Umfang der Böden und dem Kolonnenmantel ein Ringspalt mit einer gleichmäßigen Breite von höchstens 3 mm freigelassen ist; daß jeder Boden von mindestens einem exzentrisch angeordne ten Ablaufrohr durchdrungen ist; daß oberhalb jedes Bodens mindestens ein exzentrisch angeordneter Zulaufschacht endet; daß unterhalb jedes Zulaufschachtes eine in der Ebene des Bodens ausgebildete undurchlässige Fläche vorge sehen ist, welche mindestens so groß wie der Querschnitt des Zulaufschachtes ist; daß die Böden einen freien Quer schnittsanteil von weniger als 8% aufweisen; daß die Böden rings um das Ablaufrohr bzw. die Ablaufrohre und bis zu ihren Rändern hin voll belocht sind; daß die als Abstand zwischen der Oberkante des Ablaufrohres und dem Boden defi nierte Wehrhöhe 100 bis 150 mm beträgt und daß die Ge schwindigkeit im Ablaufrohr, im Zulaufschacht und im Zu strömbereich zwischen Boden und Zulaufschacht mindestens 0,01 m/s beträgt.

Der Stoffaustausch zwischen flüssiger und gasförmiger Phase findet in sehr kurzer Zeit statt, so daß bei den Böden von Destillationskolonnen vorwiegend niedrige Wehrhöhen ange wendet werden können. Niedrige Wehrhöhen bedingen einen ge ringeren Druckverlust, was insbesondere bei temperatur empfindlichen Stoffen den Vorteil mit sich bringt, daß niedrigere Sumpftemperaturen eingestellt werden können. Bei feststoffhaltigen Flüssigkeiten spielt jedoch die Verweil zeit auf den Böden eine Rolle, da die Stoffübergangsvor gänge, welche zwischen Feststoff, Flüssigkeit und Gas ab laufen, durch die Gesetze der Diffusion bestimmt werden.

Bei der Verwendung von Destillationskolonnen mit sog. Regensiebböden, beispielsweise nach der DE-AS 20 27 655, kann aber die Verweilzeit auf den Böden nur in engen Gren zen durch die Wahl des freien Querschnittanteils variiert werden, wobei der wirksame Belastungsbereich äußerst schmal ist. Daher ist die Verwendung einer Siebbodenkolonne zur Entfernung eines flüchtigen Bestandteiles aus einem in wäßriger Dispersion vorliegender Feststoff nach einem älte ren Vorschlag (vergl. DE-OS 25 21 780) von Nachteil.

Aus der DE-AS 14 44 376 ist eine Stoffaustauschkolonne mit horizontalen, bis zu ihrem Rand mit einem durchgehenden Lochmuster versehenen Zwischenbodenplatten bekannt. Zwi schen der Kolonnenwand und dem Rand jeder Zwischenboden platte befindet sich ein nicht abgedichteter Spalt von bis 20 mm, vorzugsweise 3 bis 10 mm. Durch die Anordnung eines Spaltes zwischen der Kolonnenwand und der Zwischenbo denplatte soll eine Kapazitätserhöhung der Stoffaustausch kolonne um 20 bis 30% erreicht werden, was jedoch nur bei größeren Spaltweiten möglich ist.

Der aus der DE-AS 20 11 870 bekannte Siebboden für Stoff austauschkolonnen weist eine Vielzahl rohrförmiger Abflüsse von rechteckigem oder quadratischem Querschnitt auf, wobei der über die Bodenebene hinausragende Teil jedes rohrförmi gen Abflusses als Wehr wirkt. Die unteren Enden der rohr förmigen Abflüsse sind in parallel und mit Abstand zueinan der angeordneten, oberhalb des nächsten Siebbodens befind lichen Verteilerrinnen abgetaucht, wobei die in den rohr förmigen Abflüssen nach unten strömende Flüssigkeit unter Erhalt einer entgegen der Schwerkraft wirkenden Geschwin digkeitskomponente zwischen Abfluß und Verteilerrinne nach oben umgelenkt wird und über den Rand der Verteilerrinne auf den darunter befindlichen Siebboden abläuft.

Schließlich ist eine Kolonne mit darin übereinander und mit Abstand voneinander angeordneten Siebböden bekannt, deren Dampfdurchtrittsöffnungen einen Durchmesser von 0,8 mm auf weisen können. Zwischen dem Kolonnenmantel und den Siebbö den ist ein Ringspalt freigelassen. Jeder Siebboden ist von einem exzentrisch angeordneten Rohr durchdrungen, dessen oberes Ende als Ablaufschacht dient, während sein unteres Ende einen Zulaufschacht für den darunter befindlichen Bo den bildet, wobei in den darunter befindlichen Boden im Be reich unterhalb des Zulaufschachtes eine Tasse eingesetzt ist, deren Durchmesser größer als der des Zulaufschachtes ist und deren Bodenfläche unterhalb des Siebbodens gelegen ist (vergl. "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", Band 1, 1951, Seiten 450 und 451).

In Weiterentwicklung der aus dem Hauptpatent bekannten Ent gasungskolonne ist die Entgasungskolonne gemäß der Erfin dung dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem unteren Ende des Zulaufschachtes und dem darunter befindli chen Boden 10 bis 100 mm beträgt und daß das Verhältnis des Durchmessers der Lochungen im Boden zu der Stärke des Bo dens 0,5 bis 2,5 beträgt.

Die erfindungsgemäße Entgasungskolonne kann auch noch da durch weitergebildet sein, daß

a) der Abstand zwischen dem unteren Ende des Zulaufschach tes und dem darunter befindlichen Boden 25 bis 40 mm be trägt;
b) das Verhältnis des Durchmessers der Lochungen im Boden zu der Stärke des Bodens 1 bis 2 beträgt:

Die Höhe der erfindungsgemäßen Entgasungskolonne sollte 5 bis 20 mal, vorzugsweise 7,5 bis 15 mal, größer sein als ihr Durchmesser.

Die Entgasungskolonne nach der Erfindung kann 10 bis 30 Böden, vorzugsweise 15 bis 25 Böden, aufweisen, deren Ab stand voneinander 200 bis 600 mm, vorzugsweise 250 bis 350 mm, betragen kann.

Die effektive Gasgeschwindigkeit beträgt in der erfindungs gemäßen Entgasungskolonne 0,17 bis 1,5 m/s, vorzugsweise 0,35 bis 0,9 m/s.

Es empfiehlt sich, die Entgasungskolonne gemäß der Erfin dung derartig druckfest auszulegen, daß in ihr ein Vakuum bis 0,5 bar und ein Druck bis 5 bar aufrechterhalten werden kann.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei der erfindungsge mäßen Entgasungskolonne der Durchmesser von Ablauf- resp. Zulaufschacht 13 bis 23% des Kolonnendurchmessers und das Querschnittsverhältnis von Ablauf- resp. Zulaufschacht zum Kolonnendurchmesser 4 bis 15%, vorzugsweise 5 bis 10%, betragen.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Entgasungskolonne,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Boden im Schnitt II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen modifizierten Boden, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Aus führungsform der Entgasungskolonne.

In einem Kolonnenmantel 1 sind eine Reihe von gelochten Böden 2 (Lochdurchmesser: 2 mm) übereinander angeordnet, wobei zwischen jedem Boden 2 und dem Kolonnenmantel 1 ein über den Umfang gleichmäßiger Spalt 3 von etwa 1 mm freige lassen ist. Oberhalb jedes Bodens 2 endet ein exzentrisch angeordneter Zulaufschacht 7, während jeder Boden 2 von einem exzentrisch angeordneten Ablaufschacht 6 durchdrungen ist. Unterhalb des Zulaufschachtes 7 befindet sich auf dem Boden 2 ein Abdeckblech 8. Die Wehrhöhe, d.h. der Abstand zwischen dem oberen Ende des Ablaufschachtes 6 und dem Boden 2, ist 120 mm, während der Abstand zwischen dem unte ren Ende des Zulaufschachtes 7 und dem Boden 2 25 mm be trägt.

In Fig. 1 sind die Böden 2 von vier Stehbolzen 4 durch drungen. Die Stehbolzen 4 sind jeweils zwischen zwei be nachbarten Böden 2 von einer Hülse 5 konzentrisch umgeben, auf welcher der obere Boden 2 aufliegt, während sich die Hülse 5 mit ihrem unteren Ende auf dem unteren Boden 2 ab stützt.

In den Fig. 2 und 3 sind die schraffierten Bereiche der Böden 2 belocht.

Böden nach Fig. 3 mit mehreren Ablaufschächten 6 und Ab deckblechen 8 werden vorteilhaft für Entgasungskolonnen mit größeren Durchmessern eingesetzt.

In Fig. 4 liegen die Böden 2 auf an der Innenwand des Ko lonnenmantels 1 ringsum befestigten Keilhalterungen 9 auf.

Claims

1. Entgasungskolonne zum Entfernen von Vinylchlorid aus einer wäßrigen, Polyvinylchlorid enthaltenden Suspension mit mehreren, in einem Kolonnenmantel übereinander und mit Abstand voneinander waagerecht angeordneten und mit Lochungen versehenen Böden, wobei die Lochungen in den auf Auflageklötzchen liegenden Böden einen Durchmesser von weniger als 5 mm aufweisen, und wobei zwischen dem Umfang der Böden und dem Kolonnenmantel ein Ringspalt mit einer gleichmäßigen Breite von höchstens 3 mm frei gelassen ist, und wobei jeder Boden von mindestens einem exzentrisch angeordneten Ablaufrohr durchdrungen ist, und wobei oberhalb jedes Bodens mindestens ein exzen trisch angeordneter Zulaufschacht endet, und wobei un terhalb jedes Zulaufschachtes eine in der Ebene des Bo dens ausgebildete undurchlässige Fläche vorgesehen ist, welche mindestens so groß wie der Querschnitt des Zu laufschachtes ist, und wobei die Böden einen freien Querschnittsanteil von weniger als 8% aufweisen, und wobei die Böden rings um das Ablaufrohr bzw. die Ablauf rohre und bis zu ihren Rändern hin voll belocht sind, und wobei die als Abstand zwischen der Oberkante des Ab laufrohres und dem Boden definierte Wehrhöhe 100 bis 150 mm beträgt, und wobei die Geschwindigkeit im Ablaufrohr, im Zulaufschacht und im Zuströmbereich zwischen Boden und Zulaufschacht mindestens 0,01 m/s beträgt, nach Patent 25 50 023, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab stand zwischen dem unteren Ende des Zulaufschachtes (7) und dem darunter befindlichen Boden (2) 10 bis 100 mm beträgt und daß das Verhältnis des Durchmessers der Lo chungen im Boden (2) zu der Stärke des Bodens (2) 0,5 bis 2,5 beträgt.

2. Entgasungskolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Abstand zwischen dem unteren Ende des Zu laufschachtes (7) und dem darunter befindlichen Boden (2) 25 bis 40 mm beträgt.

3. Entgasungskolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers der Lochungen im Boden (2) zu der Stärke des Bodens (2) 1 bis 2 beträgt.