DE2526944A1 - Verfahren und vorrichtung zur abdestillation, sogenanntem strippen, von begleitstoffen aus oeligen fluessigkeiten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur abdestillation, sogenanntem strippen, von begleitstoffen aus oeligen fluessigkeiten

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DE2526944A1 DE19752526944 DE2526944A DE2526944A1 DE 2526944 A1 DE2526944 A1 DE 2526944A1 DE 19752526944 DE19752526944 DE 19752526944 DE 2526944 A DE2526944 A DE 2526944A DE 2526944 A1 DE2526944 A1 DE 2526944A1
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Description

Dr.-Ing. IL-D. ZELLEß - * - 11.6.75
Fatentuiwalt
Anmelder: Ing. Heinz Schumacher
205 Hamburg 80 2526944
Höperfeld 26
Verfahren-und Vorrichtung zur Abdestillation, sogenanntem Strippen, von Eegleitstoffen aus öligen Flüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abdestillation, sogenannten Strippen, von Begleitstoffen aus öligen Flüssigkeiten mit Hilfe eines Abdestillationshilfsmittels, wobei die Verdampfungspunkte der Begleitstoffe und des Abdestillationshilfsmittels unter dem der öligen Flüssigkeiten liegen, durch sogenannte spontane Abdestillation in einem Entspanner, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben. Ein oben genanntes Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung ist jeweils Gegenstand der älteren Anmeldungen nach
P 24 33 733.5 und P (eigene Akte Schu 1/75) aes
gleichen Anmelders. Dabei ging es in wesentlichen ur: die Vorgänge im KontaktgefäG salbst, in dem das Abdestillationshilfsmittel, nämlich das Wasser oder der zu Wasser kondensierte Dampf, sich innig mit dem Öl vermischen sollte. Um ein möglichst gutes sogenanntes molekulares Ineinanderlösen zu bewirken, wurden hohe Drücke, z.B. 45 bis 50 ata, im KontaktgefäS selbst angewandt. Danach folgte eine fast schlagartige Entspannung im sogenannten Entspsnner, dessen Ausgangsdruck gleich dem im Trenngefäß herrschenden war. Der angegebene Druck von 1 bis 30 TORR wurde durch die Absaugvorrichtung auf dem TrenngefäS, den sogenannten Ihermokompressor, erreicht. Dieser Thermokon:pre?3or ist meistens dreistufig ausgeführt und jede Stufe bestaht im wesentlichen aus zwei Düsen, die in Strömungsrichtung gesehen hintereinanäorgeschaltet sind. Hinter einer ersten and vor einer zweiten Düse ist ein Saum angeordnet, oar bein Durchblasen von Wasserdampf durch die erste Pü?·0 einen Unterdruck ennir^t. I'ie Absaugleitung vom Trenngefai r./;näet nun in diesen ünteräruckraum. Die Durchströmge£?hv.-indigkeit des Dampfes durch die erste Düse te-
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_ 2 —
Dr.-Ing. H.-D. ZEL^EIi - 2 - 11.6.75
stimmt daher nicht nur den Druck im Unterdruckraum, sondern auch die Absauggeschwindigkeit des Abdestillationshilfsmittels mit den Begleitstoffen und dadurch schließlich auch den Druck in dem Trenngefäß selbst und in der Zuleitung zu diesem bis zum Entspannungsventil hinter dem Kontaktgefäß. Die vom Dampf mitgerissenen Begleitstoffe und das Abdestillationshilfs mittel, meistens also der Wasserdampf, werden schließlich nach dem Durchströmen durch die zweite Düse in einem barometischen Kondensator niedergeschlagen.
Eine derartige Absaugvorrichtung war deswegen nachteilig, weil der Thermokompressor große Mengen an Dampf verbraucht. Es ist in den im Betrieb befindlichen Anlagen üblich, im Trenngefäß einen Druck von 1,5 bis 8 TOEH aufrechtzuerhalten. Um jedoch z.B. 2,5 TOER Druck im TrenngefäC zu halten, müssen in den Thermokompressor etwa 300 Kp Wasserdampf für jede Tonne des zu verarbeitenden Öls eingesetzt werden. Dieser Einsatz war aber bei den bisher bekannten Desodoriseuren, z.B. wie aus der DT-OS 24 42 217 bekannt, deswegen erforderlich, um überhaupt eine sogenannte Entspannung hinter dem Kontaktgefäß bzw. sogar schon in diesem selbst, zu erreichen, also den Unterdruck zur Abdestillation der Begleitstoffe zu schaffen. Eine richtige plöt?. Liehe, also spontane Entspannung war erst bei Einsatz einer Anlage, wie in den
deutschen Patentanmeldungen P 24 33 733-5 und P (eigene
Akte Schu 1/75) beschrieben, möglich. Die spontane Entspannung wird hier durch das gegenüber den bisher bekannten Anlagen riesige Druokgefälle am Ausgang des Kontaktgefäßes erreicht und die Aufgabe dieser Erfindung bestand darin, dieses Druckgefälle auch nach dem Kontaktgefäß noch besser auszunutzen.
Die Lösung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art besteht daher nach der Erfindung in Maßnahmen, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 näher aufgeführt sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zusätzlich Maßnahmen ergriffen werden, wie in den Kennzeichen der Ansprüche 2 bis näher beschrieben, während die Kennzeichen der Ansprüche 5 bis 8 die zur Durchführung der genannten Verfahre ns maßnahme η erforderlichen erfindungsgemäßen Vorrichtungsmerkmale zeigen.
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P*teixUiiir»lt 2 5 2 6 9 A A
Praktisch ist also bei Einsatz der Erfindung eine prinzipiell bekannte Thermokompressoreinheit mit Doppeldüse unmittelbar hinter das Kontaktgefäß gesetzt worden, aber dies war nur möglich, nachdem hinter dem Kontaktgefäß selbst ein hohes Druckgefälle zur Verfügung stand und ausgenutzt werden sollte. Es wurde ferner festgestellt, daß entsprechend umgebaute bzw. angepaßte Thermokompre3soreinheiten bei Einsatz an dieser Stelle noch eine Verbesserung der spontanen Entspannung zeigten, was nicht vorhersehbar war und schließlich am Reinheitsgrad der gereinigten öligen Flüssigkeiten gemessen wurde. Diese unerwartete Wirkung ergab sich neben der erwünschten, nämlich in entsprechend konstruierten Anlagen der völlige Wegfall der Absaugvorrichtung in Form von Thermokorapressoreinheiten auf bzw. hinter dem Trenngefäß im Strömungsweg für die gasförmigen Begleitstoffe und das mit diesen strömende Abdestillationshilfsmittel. Die Gesamtdampfersparnis, wie weiter unten noch gezeigt werden wird, betrug in einem Ausführungsbeispiel sogar über
Weitere Verbesserungen sind erzielbar mit dem Einsatz von zusätzlichen Abdestillationshilfsmitteln im Entspanner selbst, wodurch die Unterdruckschwelle in Strömungsrichtung weiter absenkbar ist, so daß schließlich eine sehr feine bzw. genaue Einstellung des gesamten Desodoriseurs auf das jeweils zu behandelnde Gut möglich ist. Dadurch wiederum bedingt können jetzt bei Einsatz dieser erfindungsgemäßen Anlage auch Abdestillationen durchgeführt werden, die bei bisher bekannten Anlagen gar nicht durchführbar waren, weil die schließlich erreichte Trennung zu unvollkommen war und nur diese Erfindung in Zusammenhang mit der wirklich spontanen Entspannung erstmalig diese Möglichkeit eröffnete. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
ο* dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es ο
cc zeigen
U1 Fig. 1 eine Abdestillationsanlage nach der Erfindung, ^ Fig. 2 einen Entspanner nach der Erfindung im Axialschnitt.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den Einlaß in eine Rohrleitung für das cn zu behandelnde Gut, z.B. ein Pflanzenöl, wie Sojaöl. Die Druckpumpe 2 bringt das Gut auf den erwünschten Druck. Das Gut fließt dann durch eine Rohrleitung 3 in einen Aufheizer
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und von diesem durch eine Rohrleitung 5 in ein Kontaktgefäß 6. An der Eintrittsstelle zum Kontaktgefäß 6 weist das Gut einen derartigen Druck und eine derartige Temperatur auf, daß es beim Zusammentritt mit dem über einen Einlaß 7, eine Pumpe 8, eine Kohrleitung 9, einen Erhitzer oder Nacherhitzer 10 und schließlich durch die Rohrleitung 11 eintretenden Abdestillationshilfsmittel, z.B. Wasserdampf, der zur Kondensation gebracht wird, eine Mischtemperatur von 242 0C bei einem Druck von etwa 48 ata aufweist. Das ist also die Temperatur und der" Druck im Kontaktgefäß 6, wie in der älteren Anmeldung nach
P .(eigenes Zeichen Schu 1/75) näher beschrieben.
Alle Stoffe, nämlich das zu behandelnde Gut, die Begleitstoffe und das Abdestillationshilfsmittel liegen hier in flüssiger Phase vor.
Am Ausgang des Kontaktgefäßes 6 folgt ein Entspanner 12, in dem die Abdestillation stattfindet, so daß eine Rohrleitung 36 schließlich das behandelte Gut in flüssiger, das Abdestillationshilfsmittel, also z.B. den Wasserdampf, und die Begleitstoffe in gasförmiger Phase führt und in.ein Trenngefäß 15 bringt, in dem die Trennung erfolgt, wobei das Gut, also z.B. das Pflanzenöl, nach unten tropft und durch die Rohrleitung 23 und eine Absaugpumpe 24 schließlich bei 25 am Ölausgang abnehmbar ist. Um eine Readsorbtion des Gutes mit den Begleitstoffen infolge ungünstiger Absauggeschwindigkeiten zu verhindern, kann bei 16 durch einen Rohrring 17 ein Sperrdampf in das Trenngefäß 15 gegeben werden. Das Abdestillationshilfsmittel in Dampfform mit den gasförmigen Begleitstoffen tritt jedooh oben auf dem TrenngefäS 15 durch ein Rohr l8 gegebenenfalls noch durch einen Thermokompressor 19 über eine Verbindung 20 in einen barometrischen Kondensator 21, wonach diese Stoffe bei 22 entnehmbar sind.
Die Erfindung liegt im Entspanner 12. Wie in Verbindung mit Fig. 2 ersichtlich, tritt das flüssige Gemisch bei 26 in einen Vorraum 27 vor einer ersten Düse 31 ein. Die öffnung dieser Düse 31 läßt sich mit einer Hohlnadel 28, die z.B. mit einem Handrad 29 versehen sein kann, in axialer Riohtung verstellen.
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Dr.-Ing. H.-D. ZELLER ο C O C η / / Patentanwalt L 0 Z D Ό Η Η
Während im Raum 27 noch z.B. 242 0C und 48 bis 50 ata Druck vorliegen, erfolgt die Entspannung fast schlagartig an der Stelle 33 und damit erfolgt hier die eigentliche Abdestillation bei einem Druck von etwa 1 bis 5 TORE, wobei sich das flüssige Gut um etwa 200C auf etwa 2200C abkühlt, denn das Abdestillationshilfsmittel und die leicht flüchtigen Begleitstoffe beziehen ihre Verdampfungswärme aus der öligen Flüssigkeit, also dem behandelten Gut. Die Stelle 33 liegt in dem üuterdruckraum 32, aus dem jetzt also in gasförmiger Phase das wieder zu Dampf gewordene Abdestillationshilfsmittel, also das z.B. wieder zu Wasserdampf gewordene Wasser, und ebenfalls in gasförmiger phase die vom Dampf mitgerissenen Begleitstoffe durch eine zweite Düse 34 zum Endstück 35 in die Rohrleitung 36 einströmen, wobei beide gleichzeitig vom flüssigen Gut begleitet werden. Γer Druck in dieser Rohrleitung kann etwa 24 TORR betragen, wenn der Druck im Raum etwa 1,2 TORR beträgt.
Um den Druck im Raum 32 weiter abzusenken, können bei 13 und/oder 14 noch zusätzlich Abdestillationshilfsmittel, also z.B. Wasserdampf, eingegeben werden, wobei der bei 14 eingegebene Dampf durch die Hohlnadel 28 kommend bei 30 vor bzw. in der ersten Düse ausströmt, während der bei 13 eingegebene Dampf immer zwischen den Düsen 31 und 34 unmittelbar in den Raum 32 einströmt.
Yfenn im Tenngefäß 15 bzw. in der Rohrleitung 36 z.B. ein Druck von 30 TORR herrscht, ist bei Einsatz von Abdestillationshilfsmitteln bei 13 und 14 eine Druckschwelle im Raum 32 von 1 bis 2 TORR erreichbar; herrscht in der Rohrleitung 36 ein Druck von z.3. 2 TOR?., so sind im Raum 32 sogar 0,2 bis 0,4 TORR ohne weiteres erreichbar.
Beide Düsen, die Düse 31 als auch die Düse 34, können die Form einer Venturidüse aufweisen, wobei der kleinste Durchmesser der Düse 31 derart bemessen sein muß, daß im Kontaktgefäß 6 der gewünschte Druck von z.B. 48 oder 50 ata einstellbar ist.
Eine Anlage nach der Erfindung, die völlig ohne Thermokompressor 19 arbeitete, zeigte folgende Daten:
- 6 6098 5 2/0866
Dr.-Ing. H.-D. ZELLEIt " ° ~ ^1'*'1 J
P«tent»nW«lt 2 O Z D 3 4 4
Die Durchsatzmenge an Pflanzenöl war 10 t/h. Die Mischtemperatur im Kontaktgefäß 6 betrug 242°C und der Kontaktdruck 50 ata. Es wurde Wasserdampf als Abdestillationshilfsmittel verwendet und in Mengen von 200 Kp/h im Pflanzenöl molekular gelöst. An zusätzlichem Wasserdampf wurden bei 13 und bei 14 je etwa 100 Kp/h eingesetzt. Die Sperrdampfeingabe bei 16 betrug ebenfalls 100 Kp/h, so daß insgesamt 500 Kp/h eingesetzt wurden. Die Temperatur des Pflanzenöls in der Rohrleitung 36 betrug 2200C, die der Gase in dem Rohr 18 etwa 16O°C.·
Der Gehalt an Begleitstoffen, also z.B. an freien Fettsäuren im zu behandelnden Gut betrug am Einlaß 1 etwa 1,2$, berechnet als ölsäure, und am Ölausgang 25 unter 0,01$. Der Druck zwischen den beiden Düsen 31 und 34, etwa an der Stelle 33 gemessen, betrug 1,5 TORR und der Trenndruck im Trenngefäß 15 etwa 30 TORR. Dieser Druck von 30 TORR entspricht einer Kühlwassertemperatur von 300C, die ohne weiteres über Wasserrückkühl türme erreicht werden kann.
Für 10 t zu behandelndes Gut wurden also insgesamt 500 Kp Abdestillationshilfsüiittel, in diesem Ausführungsbeispiel Wasserdampf, eingesetzt, während für diese 10 t Gut im bekannten Desodoriseuren 3,1 t Wasserdampf eingesetzt wurden, davon allein 3 t im Thermokorapressor 19. Außerdem war die Reinigung des Gutes bei Einsatz der Anlage nach der Erfindung wesentlich verbessert.
Bei Tagesleistungen von 250 t Öl waren also bisher rund 75 t Wasserdampf erforderlich, während es jetzt bei Einsatz der Erfindung nur noch 12,5 t pro Tag zu sein brauchen.
Patentansprüche :
609852/0866

Claims (8)

  1. Dr.-Ing. H.-D. ZELLER ~7~
    r«tent*nw«It
    Anmelder: Ing. Heinz Schumacher
    205 Hamburg 80
    Höperfeld 26
    . 1.Verfahren zur Abdestillation, sogenanntem Strippen, von Begleitstoffen aus öligen Flüssigkeiten mit Hilfe eines Abdestillationshilfsmittels, wobei die Verdampfungspunkte der Begleitstoffe und des Abdestillationshilfsmittels unter dem der öligen Flüssigkeiten liegen, durch sogenannte spontane Abdestillation In einem Entspanner, in den die zu behandelnden Stoffe aus einem Kontaktgefäß eintreten und aus dem der eine Stoff, nämlich die ölige Flüssigkeit, in flüssiger Phase und die anderen Stoffe, nämlich das Abdestlllationshilfsmittel und die Begleitstoffe, unter Aufnahme von Wärme zu ihrer Verdampfung aus der Flüssigkeit in gasförmiger Phase in ein Trenngefäß bei einem sogenannten Trenndruck eintreten, der erheblich unter dem in dein Kontaktgefäß herrschenden Kontaktdruck liegt, dadurch gekennzeichnet, daß im Entspanner die zu behandelnden Stoffe zwischen dem Kontaktdruck und dem Trenndruck einem Entspannungsdruck ausgesetzt werden, der erheblich unterhalb des Trenndrucks liegt.
  2. 2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der -Entspannungsdruck etwa 1/20 des Trenndrucks ist.
  3. 3.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspannungsdruck durch zusätzliche Eingabe eines Abdestillationshilfsmittels im Entspanner noch weiter abgesenkt wird.
  4. 4.Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ölige Flüssigkeit ein Pflanzenöl, z.B. Sojaöl, das Abdestillationshilfsmittel und das zusätzliche Abdestillationshilfsmittel Wasserdampf sind.
  5. 5.Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspanner aus zwei hintereinanäergeschalteten Düsen besteht.
  6. 6.Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströrnung durch die erste im Sntspanner hinter dem ^ontaktgefäß folgende Düse einstellbar ausgebildet ist.
    60985 2/0866 oOCrvn=D - 8 -
    ORIGINAL INSPECTED
    Dr.-Ing. H.-D. ZELLER - δ - 11.6.75
    Patentanwalt L O Z D Ό k 4
  7. 7.Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbarkeit durch eine in axialer Richtung verstellbare Hohlnadel erfolgt, durch die hindurch vor bzw. in die erste Düse das zusätzliche Destillationshilfsmittel eingebbar ist.
  8. 8.Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der ersten Düse ein erster Entspannungsraum derart ausgebildet und mit einem Anschluß versehen ist, daß hinter die erste und vor die zweite Düse ein zusätzliches Abdestillationshilfsmittel eingebbar ist.
    609852/0866
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