DE69305840T2 - Parallel-Rücklaufrohr mit Ablenkblech für eine Rektifikationsplatte - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft die Gestaltung und Konstruktion von Dampf-Flüssigkeitskontaktvorrichtungen, die als Fraktionierböden in Kolonnen für fraktionierte Destillation verwendet werden, um Trennungen flüchtiger chemischer Verbindungen zu bekommen.
• Böden für franktionierte Destillation werden in großem Umfang bei der Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen und in der chemischen und petrochemischen Industrie verwendet. Demnach wurden umfangreiche Forschungen, Entwicklungen und kreatives Denken der Schaffung verbesserter Böden für fraktionierte Destillation gewidmet. Die Entwicklung von Fraktionierböden ergab daher viele Variationen in der Kontaktbereichstruktur, der Rücklaufrohrgestaltung und der gesamten Bodenstruktur.
• Die US-A-3,41 0,540 zeigt die Struktur eines Bodens mit mehreren Rücklaufrohren unter Verwendung der ganz anderen Laufrohrgestaltung ähnlich jener, die bei dem vorliegenden Boden verwendet wird.
• Die US-A-4,582,569 beschreibt eine Fraktionierkolonne, worin der nach oben gerichtete Dampfstrom in zwei getrennte Parallelströme durch eine mittige Ablenkplatte geteilt wird, die sich durch die Mitte der Kolonne erstreckt.
• Ein auf Seite 30 der Ausgabe der Zeitschrift Chemical Week vom 19. Oktober 1983 erschienener Artikel erläutert einen anderen Fraktionierbodenfluß, bei dem eine mittige Ablenkplatte die Kolonne in zwei getrennte Dampfdurchgangszonen teilt, wobei die Flüssigkeit von Seite zu Seite zwischen den beiden Zonen abwärts fließt.
• Die GB-A-2002650 beschreibt einen Dampf-Flüssigkeitskontaktboden für die Verwendung in einer Kolonne, die mehrere solcher Böden enthält. Jeder Boden hat Rücklaufrohre mit Ausflußöffnungen in ihren Böden für einen Flüssigkeitsfluß zu dem nächst niedrigeren Boden. Lippen erstrecken sich quer unter den Öffnungen und ein Stück Wegs zu dem nächst unteren Boden, um ein vertikales Abschwächen von abwärts gerichtetem Flüssigkeitsfluß zu bekommen und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente dem Flüssigkeitsfluß zu verleihen, so daß er auf Flüssigkeit zwischen zwei Rücklaufrohren des nächst niedrigeren Bodens fällt, wobei die Flüssigkeit zwischen den Rücklaufrohren in die Rücklaufrohre in beiden Richtungen überläuft.
• Die vorliegende Erfindung liefert einen Dampf-Flüssigkeitskontaktboden mit einem allgemein runden Umfang und mit
• (i) wenigstens einem engen, muldenförmigen Rücklaufrohr, wobei jedes Rücklaufrohr durch zwei einander gegenüberliegende Seitenwände und zwei Endwände, die kürzer als die Seitenwände sind, gebildet ist, die Wände senkrecht zu der Ebene des Bodens ausgerichtet sind und jedes Rücklaufrohr einen offenen Einlaß und eine Bodenplatte mit mehreren Öffnungen hat, die eine gegen Flüssigkeit dichtbare Auslaßeinrichtung liefern,
• (ii) wenigstens zwei länglichen Dampf-Flüssigkeits-Kontaktdeckflächen, wobei eine. Dampf- Flüssigkelts-Kontaktdeckfläche in Nachbarschaft zu jeder Rücklaufrohr-Seitenwand angeordnet ist, so daß der Boden wenigstens eine Dampf-Flüssigkeits-Kontaktdeckfläche mehr als Rücklaufrohreinrichtungen hat, und
• (III) Einrichtungen zur Begrenzung von Flüssigkeitsabwärtsflußwegen für auf den Boden von einem vertikal darüberliegenden Rücklaufrohr fließende Flüssigkeit mit geneigten Ablenkplatten, de von einem Rücklaufrohr abwärts fließende Flüssigkeit daran hindern, direkt in ein Rücklaufrohr eines darunterliegenden Bodens zu fallen. Gemäß der Erfindung hat jedes Rücklaufrohr zwei geneigte Rücklaufrohrablenkplatten, wobei die Rücklaufrohrablenkplatten eine obere kante der Seitenwände schneiden, die Rücklaufrohrablenkplatten im wesentlichen eine Länge gleich der Hälfte des verbundenen Rücklaufrohres haben und die offenen Einlässe jeden Rücklaufrohres überkreuzen, wobei zwei Rücklaufrohrablenkplatten jedes Rücklaufrohres geneigt sind, um Flüssigkeit an verschiedene Kontaktdeckflächen zu liefern.
• Bei einer Ausführungsform hat der Boden eine mittige Ablenkplatte, die von der Deckfläche aus nach oben steigt, sich senkrecht zu jedem Rücklaufrohr erstreckt und die beiden Rücklaufrohrablenkplatten eines jeden Rücklaufrohres trennt, wobei alle Rücklaufrohrablenkplatten auf einer Seite der mittigen Ablenkplatten in einer Richtung geneigt sind und all jene auf der zweiten Seite der mittigen Ablenkplatte in der entgegengesetzten Richtung geneigt sind. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Rücklaufrohrablenkplatten eines Rücklaufrohres in einer entgegengesetzten Richtung zu den Rücklaufrohrablenkplatten an einem benachbarten Rücklaufrohr geneigt, während vorzugsweise eine den Flüssigkeitsfluß ausrichtende Ablenkplatte aufwärts von der Fläche aus steigt und parallel zu den Rücklaufrohren ist und zwischen zwei Rücklaufrohrablenkplatten an benachbarten Rücklaufrohren angeordnet ist und so Flüssigkeit zu einem anderen liefert.
• Die Erfindung sieht auch eine Fraktionierkolonne mit mehreren oben beschriebenen Böden vor, die einer über dem anderen angeordnet sind, wobei die Rücklaufrohre miteinander ausgerichtet sind und direkt übereinander liegen.
• Die Erfindung verwendet die Art und Anordnung von Rücklaufrohren, wie sie in Böden mit mehreren Rücklaufrohren verwendet werden, im Gegensatz zu weiter verbreiteten Kreuzflußböden, zusammen mit einem einzigartigen System von Dampf- und Flüssigkeitsstrom ausrichtenden Ablenkplatten, um eine Kontaktvorrichtung mit hoher Kapazität und hoher Effizienz zu bekommen. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, daß man Parallelflüssigkeitsfiuß über den Boden vorsieht und den aufwärts gerichteten Dampfstrom in mehrere getrennte Ströme aufteilt.
• Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung machen sich die gemeinsamen Merkmale zunutze, Rückflußrohre in paralleler Ausrichtung übereinander zu haben und abgeschrägte Rücklaufrohrablenkplatten zu haben, die die Einlässe der Rücklaufrohre bedecken. Die Ausrichtung der abgeschrägten Rücklaufrohrablenkplatten kann so variiert werden, daß man unterschiedliche Flüssigkeitsstromwege und somit unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung bekommt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich mittige Flüssigkeits/- Dampfablenkplatten aufwärts von der Bodenoberfläche aus, um Flüssigkeit und Dampffluß über die Bodenoberfläche zu lenken und das Vermischen von Flüssigkeit und Schaum, die sich in unterschiedlichen Richtungen bewegen sollen, zu verhindern.
• Die Böden können ein oder mehrere Rücklaufrohre verwenden. Eine Ausführungsform der Erfindung, die Böden mit einem einzigen Rücklaufrohr benutzen, kann als eine Fraktionierkolonne mit Böden gekennzeichnet werden, die brauchbar für die Trennung von flüchtigen chemischen Verbindungen ist, und einen zylindrischen Außenbehälter mit einem eingeschlossenen oberen ersten Ende und einem eingeschlossenen unteren zweiten Ende und ein zylindrisches Innenvolumen, mehrere Dampf-Flüssigkeitskontaktböden mit mehreren Rücklaufrohren in vertikalem Abstand voneinander entlang der Mittelachse des Außenbehälters, wobei jeder Boden einen allgemein runden Umfang hat, umfaßt, wobei jeder Boden (i) ein mittig angeordnetes enges, muldenförmiges Rücklaufrohr besitzt, wobei jedes Rücklaufrohr von zwei einander gegenüberliegenden Seiten und zwei Endwänden, die kürzer als die Seitenwände sind, gebildet ist, die Seitenwände und Endwände senkrecht zu der Ebene des Bodens ausgerichtet sind, jedes Rücklaufrohr einen offenen Einlaß und eine flüssigkeitsabdichtbare Auslaßeinrichtung hat und die Rücklaufrohreinrichtungen vertikal benachbarter Böden in vertikaler Ausrichtung übereinander angeordnet sind, (ii) zwei längliche Dampf-Flüssigkeitskontaktdeckflächen hat, wobei eine Dampf- Flüssigkeitskontaktdeckfläche in Nachbarschaft zu jeder Rückflußrohrseitenwand angeordnet ist, so daß der Boden eine Dampf-Flüssigkeitskontaktdeckfläche mehr als Rückflußrohreinrichtungen hat, eine mittig angeordnete ebene Flüssigkeits/Dampfablenkplatte hat, die auf jedem Boden angeordnet ist und die Länge jedes Rücklaufrohres in zwei Hälften entlang der Mittelachse des Außenbehälters halbiert und jede Dampf-Flüssigkeitskontaktdeckfläche in zwei symmetrische Bereiche teilt, von denen jeder eine Form eines 90-Gradsektors hat, die Flüssigkeits/Dampfablenkplatte sich senkrecht von der Flächenoberfläche bei einem Punkt oberhalb des Rücklaufrohreinlasses erstreckt und Einrichtungen zur Begrenzung vertikaler Flüssigkeitsstromwege zwischen benachbarten Böden mehrere geneigte Rücklaufrohrablenkplatten umfaßt, wobei jede Ablenkplatte sich von einer Seitenwand des jeden Rücklaufrohres zu einer gegenüberliegenden Seitenwand eines fluchtenden Rücklaufrohres eines vertikal benachbarten Bodens erstreckt, die Rücklaufrohrablenkplatten sich über den offenen Einlässen der Rücklaufrohre kreuzen, jede der beiden Rücklaufrohrablenkplatten über unterschiedlichen Abschnitten des jeden Rücklaufrohres angeordnet ist und die beiden Rücklaufrohrablenkplatten eines jeden Rücklaufrohres so geneigt sind, daß sie Flüssigkeit an verschiedene Kontaktflächen abgeben.
• Figur 1 ist eine Schnittdarstellung, abwärts in eine Fraktionierkolonne gesehen, wobei die drei über den Boden 2 im Abstand voneinander verteilten Rücklaufrohre 10 gezeigt sind und die mittige Flüssigkeits/Dampf-Ablenkplatte 7 das Innenvolumen der Kolonne in zwei getrennte Durchgänge teilt. Die Darstellung zeigt eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeitsauslässe 9 entlang der Länge der Rücklaufrohre 10.
• Figur 2 ist eine Schnitt-Seitendarstellung der in Figur 1 gezeigten Kolonne 1, um eine bessere Darstellung der Struktur der Rücklaufrohrseitenwände 4 der Rücklaufrohre und der verbindenden Rücklaufrohrablenkplatten 3 zu zeigen.
• Figur 3 ist eine Schnitt-Seitendarstellung, indem man quer über den Abschnitt der Kolonne 1 blickt, die in Figur 2 gezeigt ist und die drei Böden 2 erläutert, von denen jeder drei Rücklaufrohre 10 hat, wobei eine Rücklaufrohrablenkplatte 3 absteigende Flüssigkeit daran hindert, in das nächst niedrigere Rücklaufrohr zu fließen.
• Figur 4 ist ein vereinfachter Querschnitt, wenn man abwärts entlang zwei Rücklaufrohren blickt, und zeigt die Anordnung einer dampfumlenkenden Umlenkplatte 15 an der oberen Kante einer Rücklaufrohrseitenwand 4.
• Figur 5 ist eine Schnitt-Seitendarstellung, die eine andere Ausführungsform der Erfindung erläutert, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß Flüssigkeit auf den gleichen Abschnitt des Bodens 2 durch die abgeschrägten Rücklaufrohrablenkplatten 3 und 3' zweier unterschiedlicher Rücklaufrohre gelenkt wird.
• Figur 6 ist eine Draufsicht auf den Boden von Figur 5 und zeigt die beabsichtigten Flüssigkeitsstromwege auf der Oberfläche des Bodens.
Detaillierte Beschreibung
• Dampf-Flüssigkeitskontaktvorrichtungen werden in einer großen Vielzahl von Anwendungen verwendet, um eine Flüssigkeit, die in einer allgemein abwärts gerichteten Strömungsrichtung der Gesamtvorrichtung fließt, mit einem aufsteigenden Dampfstrom in Berührung zu bringen. Beispielsweise werden diese Vorrichtungen verbreitet verwendet, um einen Gasstrom mit einer Behandlungsflüssigkeit in Kontakt zu bringen, die selektiv eine Produktverbindung oder eine Verunreinigung aus dem Gasstrom entfernt. Die vorliegende Vorrichtung kann daher in einem Säuregasabsorber oder -ausstreifer oder in einem Ethylenoxidabsorber verwendet werden. Eine andere Anwendung einer Dampf-Flüssigkeitskontaktapparatur ist die Trennung chemischer Verbindungen durch fraktionierte Destillation. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann daher in einer Vielzahl von Dampf-Flüssigkeitskontaktanwendungen benutzt werden. Die Diskussion erfolgt hier primär bezüglich einer Verwendung in einem Verfahren zur Trennung durch fraktionierte Destillation, doch soll dies in keiner Weise die Verwendung der Erfindung auf jene Betriebsweise beschränken.
• Die vorliegende Vorrichtung kann bei der Abtrennung im wesentlichen jeglicher chemischer Verbindung benutzt werden, die durch fraktionierte Destillation getrennt oder gereinigt werden kann. Fraktionierböden werden bei der Trennung spezieller Kohlenwasserstoffe, wie von Propan und Propylen oder Benzol und Toluol, oder bei der Trennung verschiedener Kohlenwasserstofffraktionen, wie LPG (verflüssigtes Erdölgas), Naphtha oder Kerosin, in großem Umfang verwendet. Die mit der vorliegenden Apparatur abgetrennten chemischen Verbindungen sind nicht auf Kohlenwasserstoffe beschränkt, sondern können irgendeine Verbindung einschließen, die genügend Flüchtigkeit und Temperaturbeständigkeit hat, um durch fraktionierte Destillation abgetrennt zu werden. Beispiele dieser Materialien sind Essigsäure, Wasser, Aceton, Acetylen, Styrol, Acrylnitril, Butadlen, Cresol, Xylol, Chlorbenzole, Ethylen, Ethan, Propan, Propylen, Xylenole, Vinylacetat, Phenol, Iso- und Normalbutan, Butylene, Pentane, Heptane, Hexane, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Ether, wie MTBE und TAME, und Alkohole einschließlich Tertiärbutylalkohol und Isopropylalkohol.
• Zwei Determinanten der Qualität eines Kontaktbodens sind seine Wirksamkeit zur Durchführung einer Trennung und seine Kapazität ausgedrückt als Flüssigkeits oder Dampfdurchsatz. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Wirksamkeit von Böden mit mehreren Rücklaufrohren erhöhen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Dampf-Flüssigkeitskontaktvorrichtung mit einer Dampf-Flüssigkeitskontaktanordnung Lewis Case 2 zu bekommen.
• Bevor weiter mit einer Beschreibung der Erfindung fortgefahren wird, ist es sinnvoll, den hier als einen Boden vom "Typ mit mehreren Rücklaufrohren" bezeichneten Bodentyp zu definieren und zu kennzeichnen.
• Ein Boden mit mehreren Rücklaufrohren unterscheidet sich von dem herkömmlichen Kreuzflußboden durch mehrere konstruktive Merkmale, siehe US-A-3,41 0,540. Zunächst hat ein Boden mit mehreren Rücklaufrohren eine "Auffangwanne". Dies ist der normalerweise undurchlochte Abschnitt, der unter einer Einlaßrücklaufrohröffnung liegt. Eine Auffangwanne ist der undurchlochte Bereich, auf den die durch das Rücklaufrohr absteigende Flüssigkeit auftrifft, bevor sie auf die Fläche des Bodens geht. Oftmals ist die Auffangwanne von der Fläche oder dem "aktiven" Bereich des Bodens durch ein Einlaßwehr getrennt. Auffangwannen liegen daher normalerweise direkt unter dem Ablaufrohr, das von dem nächst oberen herkömmlichen Fraktionierboden aus abwärts führt.
• Der horizontale Oberflächenbereich eines Fraktionierbodens mit mehreren Rücklaufrohren ist grundsätzlich in Rücklaufrohreinrichtungen und Dämpf-Flüssigkeitskontaktbereiche und die normalerweise als Deckenflächen bezeichnet werden, unterteilt. Es gibt keine undurchlochten Bereiche, die so angeordnet sind, daß sie absteigende Flüssigkeit aus dem unmittelbar darüber liegenden Boden aufnehmen.
• Ein anderes Unterscheidungsmerkmal von Fraktionierböden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren ist das Vorsehen einer relativ großen Anzahl von muldenartigen Rücklaufrohreinrichtungen quer über den Boden. Die vorliegenden Böden können ein bis sieben oder mehr Rücklaufrohre verwenden. Diese Rücklaufrohreinrichtungen sind. in relativ engem Abstand zueinander im Vergleich mit den üblichen Kreuzflußfraktionierböden angeordnet, da sie über die
• Oberfläche des Bodens verteilt sind und nicht am Umfang des Bodens. Der Abstand zwischen benachbarten Rücklaufrohren (gemessen zwischen ihren Seitenwänden oder Wehren) des gleichen Bodens liegt normalerweise zwischen 0,3 und 1,0 m und wird oftmals weniger als 0,5 m sein. Dies führt zu einem Boden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren mit einer einzigartigen Gestaltung, wenn man von oben aus blickt, und sie bestehen aus den alternierenden Deckflächenbereichen und Rücklaufrohreinrichtungen, die gleichmäßig über der oberen Oberfläche des Fraktionierboden beabstandet sind, wie beispielsweise in Figur 1 gezeigt ist.
• Die tatsächliche Rücklaufrohreinrichtung eines Bodens mit mehreren Rücklaufrohren ist auch einzigartig im Vergleich mit den Rücklaufrohren, die bei normalen Kreuzflußfraktionierböden verwendet werden. Die Rücklaufrohreinrichtungen erstrecken sind nicht abwärts bis zu dem nächsten Fraktionierboden. Vielmehr halten sie bei einem mittleren Abstand an, der zwischen zwei Böden liegt. Das von dem darüberliegenden Boden absteigende Rücklaufrohr hält daher gut oberhalb der Deckoberfläche und des Einlasses zu den Rücklaufrohren des darunterliegenden Bodens an. Die Spitze oder der Einlaß zu dem Rücklaufrohr eines Bodens mit mehreren Rücklaufrohren fungiert als das Auslaßwehr des Bodens, und der Boden des Rücklaufrohres eines Bodens mit mehreren Rücklaufrohren oberhalb ist daher gut oberhalb des Auslaßwehres des unteren Bodens.
• Nach Einbau in einer Fraktionierkolonne sind die Rücklaufrohre bei bekannten Böden mit mehreren Rücklaufrohren in 90 Grad von den Böden ausgerichtet, die unmittelbar darüber und darunter liegen. Die Rücklaufrohre eines jeden Bodens bei der vorliegenden Erfindung fluchten jedoch mit den Rücklaufrohren auf den anderen Böden der Kolonne, so daß die Rücklaufrohre an einem Boden unmittelbar unter jenen des Bodens darüber liegen. Die Auslässe eines Rücklaufrohres sind direkt oberhalb des Einlasses eines anderen. Die Rücklaufrohre sind entlang einer Anzahl von Ebenen angeordnet, die sich entlang der vertikalen Mittelachse der Kolonne erstrecken. Die Anzahl der Ebenen ist gleich der Anzahl der Rücklaufrohre auf einem Boden. Auch ein anderes unterscheidendes Merkmal von Fraktionierböden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren ist eine gegen Flüssigkeit abdichtbare Einrichtung im Boden oder Auslaß der Rücklaufrohreinrichtung. Der Boden der Rücklaufrohreinrichtung ist daher teilweise durch eine Platte mit verschiedenen Durchlochungen oder durch irgendeine andere Einrichtung verschlossen, die dazu dient, den direkten Abwärtsstrom von Flüssigkeit aus der Rücklaufrohreinrichtung zu verzögern. Dieser gegen Flüssigkeit abdichtbare Auslaß liegt gut oberhalb der Deckfläche des Bodens, der unmittelbar darunter liegt, und befindet sich in einer Höhe oberhalb des Einlasses der Rücklaufrohre, die mit diesem nächst unteren Boden verbunden sind. Die absteigende Flüssigkeit wird in dem unteren Bereich der Rücklaufrohreinrichtung gesammelt und ergießt sich auf den nächst unteren Boden durch diese Öffnungen.
• Es gibt kein Einlaßwehr am Boden des Rücklaufrohres der vorliegenden Böden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren wie in einem Kreuzflußboden. Der flüssigkeitsabdichtbare Auslaß erfüllt diese Funktion, und wiederum ist der Boden des Rücklaufrohres gut oberhalb des nächsten Bodens.
• Herkömmliche Böden mit mehreren Rücklaufrohren sind durch einen sehr kurzen Flüssigkeitsstromweg zwischen dem Punkt, an welchem die Flüssigkeit zunächst auf den Boden fällt, und dem Punkt, an welchem die Flüssigkeit über das Rücklaufrohr verläßt, gekennzeichnet. Dies beruht hauptsächlich auf dem engen Abstand der Rücklaufrohre, wie oben beschrieben. Dieser kurze Abstand, den die Flüssigkeit überwinden muß, verbunden mit dem Rühren, das von Dampfdurchgang aufwärts durch die Deckfläche bekleidet ist, gibt Böden mit mehreren Rücklaufrohren mit im wesentlichen keinem Flüssigkeitsspiegelgradienten vom Flüssigkeitseinlaßzum Auslaßpunkt.
• Mit dem Abstand zwischen Rücklaufrohrseitenwänden benachbarter Rücklaufrohre (der Breite eines Deckflächenabschnittes) zwischen 1 und 0,3 Meter ist der mittlere Flüssigkeitsstromweg geringer als 1 Meter. Die physikalische Größe eines Bereiches eines Bodens mit mehreren Rücklaufrohren muß von einem erfahrenen Gestalter gewählt werden, der alle Aspekte des beabsichtigten Arbeitens des Bodens berücksichtigt. Es folgen nun Messungsbereiche gewerblich verwendeter herkömmlicher Böden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren, die zum doppelten Zweck aufgeführt sind, eine Anleitung für die Gestaltung und Verwendung der vorliegenden Vorrichtung zu geben und die Böden der vorliegenden Erfindung vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren von herkömmlichen Kreuzflußfraktionierböden zu unterscheiden. Die Abstände zwischen vertikal benachbarten Böden liegen normalerweise zwischen 20 und 91 Zentimetern und sind vorzugsweise zwischen 25 bis 71 Zentimetern. Der gesamte offene Bereich der Deckflächenzone liegt allgemein im Bereich von 5 - 15%. Dies schließt den offenen Bereich, der von beiden runden Öffnungen vorgesehen ist, und irgendwelche länglichen Schlitze in dem Deckflächenbereich des Bodens ein. Der normale Lochdurchmesser der runden Durchlochungen kann im Bereich von 0,3 bis 2,6 Zentimetern liegen. Eine Lochgröße von 0,47 bis 0,64 Zentimetern ist normalerweise bevorzugt. Der durch Schlitze vorgesehene offene Bereich liegt vorzugsweise bei 0,25 bis 5% des Abschnittes der Deckfläche. Eine repräsentative Dicke der Deckfläche ist 0,19 Zentimeter bis 0,34 Zentimeter.
• Die rechteckigen Einlaßöffnungen der Rücklaufrohre eines Bodens vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren sind normalerweise 6 bis 25 cm breit. Die Höhe eines Rücklaufrohres, gemessen von der horizontalen Oberkante der Seitenwand bis zur Bodenkante der Seitenwand, ist normalerweise zwischen 15,2 und 45,7 Zentimeter. Dies schließt die Höhe ein, über die sich das Rücklaufrohr oberhalb der Deckfläche und unterhalb der Deckfläche erstreckt. Die mittige Flüssigkeits-Dampfablenkplatte wird normalerweise etwa die gleiche Höhe wie die verbundene Seitenwand der Rücklaufrohreinrichtung haben. Die Höhe der flüssigkeitsflußrichtenden Ablenkplatten 7 und 16 kann im Bereich von 10 bis 30 Zentimetern, gemessen von der Bodendeckfläche bis zu der horizontalen oberen Oberfläche der Ablenkplatte, liegen.
• Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen Boden mit hoher Effizienz zu bekommen, indem man (1) Vorteile eines Lewis Oase 2-Flusses erzielt und/oder (2) einen längeren mittleren Flüssigkeitsstromweg über die Bodendeckfläche bekommt.
• Die Vorteile von Parallelfluß auf Fraktionierböden wurden in einer bekannten klassischen Untersuchung von W. K. Lewis 1936 ausgeführt. In den drei untersuchten Dampf-Flüssigkeitskontaktanordnungen dieser Studie wurde Oase 2 als ein unvermischt in der Kolonne als Flüssigkeitsströme über den jeweiligen folgenden Boden in der gleichen Richtung verlaufender Dampf definiert, während Oase 3 als unvermischt aufwärts in der Kolonne als Flüssigkeitsströme über jeden nachfolgenden Boden in alternierenden Richtungen gehender Dampf definiert wurde. Oase 2 wird als ein Parallelfluß bezeichnet, Oase 3 ist ein herkömmlicher Strömungsweg Lewis' Oase 2 gewährleistet, daß die Antriebskraft für Massenüberführung auf einen bestimmten Boden nahezu gleich ist ungeachtet dessen, wo jene Massenüberführung auf dem Boden stattfinden. Deswegen kann man wesentliche Steigerungen der Effizienz erhalten, wenn man einen Boden verwendet, der nach dem Lewis Oase 2 arbeitet. Es ist daher ein Ziel der Erfindung, einen Boden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren zu bekommen, der ein Lewis Oase 2-Parallelstrommuster ergibt. Es muß festgestellt werden, daß, wie hier verwendet, der Ausdruck "Parallelfluß" Flüssigkeitsströme auf vertikal benachbarten oder aufeinanderfolgenden Böden bezeichnet und nicht zwei Flüssigkeitsströme auf einem einzigen Boden.
• Herkömmliche Böden mit mehreren Rücklaufrohren haben einen kurzen Flüssigkeitsstromweg. Das Vorsehen eines längeren Flüssigkeitsstromweges steigert die Effizienz eines Bodens vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren. Daher wird bei einer Ausführungsform der Erfindung (siehe Figuren 5 und 6) ein längerer Strömungsweg vorgesehen. Diese Ausführungsform erzielt den längeren Strömungsweg, während die Strömung noch parallel gehalten wird, indem die Ausrichtung oder Neigungsrichtung einiger der Rücklaufrohrablenkplatten, die die Rücklaufrohreinlässe bedecken, verändert werden.
• Die beiden grundsätzlichen Strukturmerkmale des vorliegenden Bodens sind jene, daß er ein Boden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren ist, wobei die Rücklaufrohre übereinander fluchten, wie oben ausgeführt wurde, und daß wenigstens zwei alternierend geneigte Rücklaufrohrablenkplatten sich aufwärts von einer Seitenwand eines jeden Rücklaufrohres aus erstrecken und den Rücklaufrohreinlaß bedecken. Die Rücklaufrohrablenkplatten verhindern, daß Flüssigkeit von dem oberhalb liegenden Boden in das jeweilige Rücklaufrohr eintritt, und definieren die Richtung des Flüssigkeitsstromes auf die Bodendeckfläche.
• Eine Ausführungsform der Erfindung, die diese beiden grundsätzlichen Merkmale einschließt, kann wie folgt gekennzeichnet werden: ein Dampf-Flüssigkeitskontaktboden mit einem allgemein runden Umfang und mit: (1) wenigstens einem mittig angeordneten engen muldenförrnigen Rücklaufrohr, wobei jedes Rücklaufrohr von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden und zwei Endwänden, die kürzer als die Seitenwände sind, gebildet ist, wobei die Seitenwände und Endwände senkrecht zur Ebene des Bodens ausgerichtet sind und jedes Rücklaufrohr einen offenen Einlaß und eine gegen Flüssigkeit abdichtbare Auslaßeinrichtung hat, (ii) wenigstens zwei ähnlichen Dampf-Flüssigkeitskontaktdeckflächen, wobei eine Dampf-Flüssigkeitskontaktdeckfläche in Nachbarschaft zu jeder Rücklaufrohrseitenwand angeordnet ist, so daß der Boden wenigstens eine Dampf-Flüssigkeitskontaktdeckfläche mehr als Rücklaufrohreinrichtungen hat, und (iii) einer Einrichtung zur Begrenzung vertikaler Flüssigkeitsstromwege für Flüssigkeit, die auf den Boden von einem vertikal darüberliegenden Rücklaufrohr fließt, mit zwei geneigten Rücklaufrohrablenkplatten und wobei die Rücklaufrohrablenkplatten eine Oberkante der Seitenwände schneiden und vorzugsweise voneinander durch eine im wesentlichen undurchlochte Dichtungsplatte getrennt sind, die Rücklaufrohrablenkplatten im wesentlich in der Länge gleich einer Hälfte des verbundenen Rücklaufrohres haben und die offenen Einlässe jedes Rücklaufrohres überkreuzen und wobei die beiden Rücklaufrohrablenkplatten eines jeden Rücklaufrohres geneigt sind, um Flüssigkeit an verschiedene Kontaktdeckflächen abzugeben.
• Die vertikale Ausrichtung der Rücklaufrohre unterstützt die Begrenzung einzelner Dampfstromwege in der Kolonne. Die Begrenzung der getrennten Strömungswege wird durch die abgeschrägten Rücklaufrohrablenkplatten vervollständigt. Spalte sind vorzugsweise am Ende der Rücklaufrohre belassen, um einen Druckausgleich zu gestatten und einen gleichmäßigen Dampffluß über die Bodenoberfläche zu bekommen. Dies ist ein praktisches Zugeständnis für den Wunsch, wirklich begrenzte Gasströme in der Kolonne aufrecht zu erhalten.
• Der parallele Flüssigkeitsfluß über den Boden wird durch diese Reihe von undurchlochten Rücklaufrohrablenkplatten aufrecht erhalten, die sich von der Oberkante einer Seitenwand eines jeden Rücklaufrohres zu der Bodenkante der gegenüberliegenden Seitenwand des nächst höheren Rücklaufrohres erstrecken. Dieses Ablenkplattensystem unterbricht Flüssigkeit, die von dem oberen Rücklaufrohr abläuft, und verhindert, daß sie in den Auslaß des nächst niedrigeren Rücklaufrohres eintritt. Dies beseitigt jegliche Möglichkeit, daß Flüssigkeit den nächst niedrigeren Boden umgeht, indem sie in das Rücklaufrohr jenes Bodens eintritt. Die geneigte Oberfläche der Ablenkplatte ist auch günstig dadurch, daß sie der absteigenden Flüssigkeit eine horizontale Bewegungskomponente verleiht, die dazu neigt, die Flüssigkeit und auf dem Boden vorhandenen Schaum zu dem Einlaß des Auslaßrücklaufrohres über diesen Anteil oder diese Zone des Bodens zu stoßen.
• Flüssigkeitsstromwege auf dem Boden werden mit Faktoren, wie der Anzahl der auf dem Boden vorhandenen Rücklaufrohre und, auf welche Zone des Bodens die Flüssigkeit fließt, variieren. Wenn es zwei oder mehr Rücklaufrohre gibt, wird etwas Flüssigkeit auf Deckflächenbereiche zwischen zwei Rücklaufrohren fließen und wird dann entweder senkrecht oder parallel zu ihnen fließen. Im Gegensatz dazu fließt Flüssigkeit, die auf eine Bodendeckfläche von dem äußersten Rücklaufrohr absteigt, oder auf einem einzelnen Rücklaufrohrboden zu der Außenwand der Kolonne. Die innere Oberfläche der Kolonne, vorzugsweise zusammen mit der ausrichtenden Bodenschlitzung, richtet dann die Flüssigkeit um die mittige Ablenkplatte zu dem anderen Dampfdurchgang der Kolonne. Dies ist ein halbrunder Strömungsweg, der durch die Behälterwand und die vertikale mittige Ablenkplatte definiert wird, mit ähnlicher Natur wie ein "Hufeisenboden".
• Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schließen zusätzliche undurchlochte vertikale Ablenkplatten ein, die an der Bodenoberfläche an Rücklaufrohrmittelpunkten angesetzt sind und sich aufwärts in das Zwischenbodenvolumen zwischen Böden erstrecken, um es in mehrere Dampfdurchlässe aufzuteilen. Diese vertikalen Ablenkplatten verhindern, daß Flüssigkeit und Schaum, die in entgegengesetzten Richtungen auf den beiden Seiten der Böden fließen, sich miteinander vermischen. Die Ablenkplatten verhindert dabei, daß Flüssigkeit auf der Deckfläche "abkürzt" und von ihrem beabsichtigten Weg abweicht.
• Es ist bevorzugt, daß die Böden der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von dampfrichtenden Schlitzen in dem Deckflächenabschnitt der Fraktionierböden haben. Die Schlitze sind so ausgerichtet, daß das aufwärts durch die Deckfläche durch diese Schlitze aufsteigende Gas der Flüssigkeit oder dem Schaum auf dem Boden einen horizontalen Antrieb oder eine horizontale Bewegungskomponente in der Richtung der nächsten Rücklaufrohreinrichtung verleiht. Dies ist besonders bevorzugt am Ende einer jeden Seite der Böden, wo die Flüssigkeit auf einem halbkreisförmigen Weg um die mittlere Ablenkplatte fließen muß. Diese Schlitze und ihre Funktion können mit jenen übereinstimmen, die in der US-A-4,499,035 und der US-A-3,417,975 beschrieben sind.
• Der aufwärts durch die Schlitze steigende Dampf verläßt die Schlitze in einem Winkel zu der Bodenoberfläche mit einer definierten horizontalen Komponente und verleiht der flüssigen Phase oder suspendierten Tröpfchen oberhalb der Deckfläche die horizontale Bewegungskomponente des Dampfes. Dies führt zu einer Nettokraft, die den Schaum zu dem Auslaßrücklaufrohr stößt. Man bekommt daher eine schnellere Überführung des Schaums in die Rücklaufrohreinrichtung und eine Verminderung der Schaumhöhe auf dem Boden. Noch wichtiger, durch geeignete Schlitzanordnung, sollte es keine Zone auf dem Boden mit Flüssigkeit geben, die nicht zu einem Auslaß fließt.
• Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erhalten werden. Figur 1 zeigt die Darstellung, wenn man abwärts zu der oberen Oberfläche des Bodens 2 mit mehreren Rücklaufrohren in der runden Außenwand 1 des Außenbehälters blickt. Der in dieser Zeichnung wiedergegebene spezielle Boden hat drei Rücklaufrohre, und der Boden wird von einem Winkelbandring 8 gehalten, welcher an die Innenoberfläche der Wand geschweißt ist. Jedes Rücklaufrohr 10 besitzt zwei Rücklaufrohrendwände 6 und zwei parallele Rücklaufrohrseitenwände 4. Die Rücklaufrohre besitzen einen gleichmäßigen Abstand über den Boden hin. Zwischen den Rücklaufrohren angeordnet ist die durch lochte Deckfläche oder das Deck 11 als Bereiche des Bodens. Eine durchlochte Deckfläche 11 ist auch zwischen den äußersten Rücklaufrohreinrichtungen und dem Außenumfang des Bodens vorhanden. D.h., der Teil des Bodens, der zwischen den Endrücklaufrohren und der Begrenzung des Bodens eingeschlossen ist, ist auch mit durchlochter Deckfläche gefüllt und ist ein aktiver Dampf-Flüssigkeitskontaktbereich des Bodens. Es gibt keine bedeutsam gemessene undurchlochte Zone in irgendeinem der Deckflächenabschnitte des Bodens, um als eine Flüssigkeit aufnehmende Mulde zu wirken.
• Die Deckflächen umfassen vorzugsweise sowohl symmetrische (runde) Standarddurchlochungen, die gleichmäßig über die Deckfläche verteilt sind, als auch die oben erwähnten dampfrichtenden Schlitze. Die genaue Ausrichtung oder der genaue Abstand der runden Durchlochungen dürfte nicht eine steuernde Variable in der vorliegenden Erfindung sein. Es ist jedoch wichtig, daß eine höhere Anzahl von Durchlochungen je Einheitsfläche auf Bereichen der Bodendeckfläche vorgesehen ist, die Flüssigkeit aus mehr als einem Rücklaufrohr aufnimmt, um ein gleichmäßiges Strömungsverhältnis von Dampf zu Flüssigkeit über den Boden aufrecht zu erhalten.
• Ein repräsentativer maximaler bevorzugter Abstand zwischen zwei strömungsrichtenden Schlitzen ist in der Größenordnung von 5 bis 17,8 Zentimeter. Die Durchlochungen sind vorzugsweise in einer relativ gleichmäßigen Weise über die gesamte Deckfläche ausgebreitet. Um die Fabrikationskosten zu minimieren, wird das Deckflächenmaterial normalerweise hergestellt, indem man zunächst das Deckflächenmaterial durchlocht, um die erwünschte Anzahl von runden Öffnungen zu bekommen. Eine zweite Durchlochungsstufe wird dann durchgeführt, um die strömungsrichtenden Schlitze zu erhalten. Bezieht man sich wieder auf Figur 1, so kann man beobachten, daß jedes der rechteckigen muldenartigen Rücklaufrohre von zwei parallelen Seitenwänden 4 gebildet wird, die mit zwei parallelen Endwänden 6 verbunden sind. An dem Mittelpunkt jedes Rücklaufrohres steigt eine mittige Ablenkplatte 7 aufwärts von jedem Deckflächenbereich der gesamten Bodenoberfläche. Diese Ablenkplatten verhindern, daß zu beiden Seiten der Ablenkplatte sich befindende Flüssigkeit und sich befindender Schaum sich miteinander vermischen. Die Ablenkplatten enden in einem kurzen Abstand unterhalb des nächst höheren Bodens, um einen schmalen Schlitz zu ergeben, der einen Druckausgleich und einen Ausgleich der Dampfströmungsgeschwindigkeit erlaubt. Die Enden der Ablenkplatte 7 sind von der Innenoberfläche des Behälters durch einen bestimmten Abstand getrennt, um den Flüssigkeitsstrom von einer Seite des Bodens zur anderen zu erlauben. Dieser Abstand sollte größer als die Hälfte des maximalen Abstandes von der Rücklaufrohrseitenwand zu der Behältewand sein. Figur 1 zeigt die große Anzahl dynamisch dichtbarer Flüssigkeitsauslässe 9 in dem Boden der Rücklaufrohre. Die Anordnung dieser Auslässe ist verschieden von herkömmlichen Böden vom Typ mit mehreren Rücklaufrohren, indem sie gleichmäßig beabstandet entlang der Länge des Rücklaufrohres sind.
• Figur 2 erläutert die Darstellung entlang der Schnittlinie 2 in Figur 1 zu sehen. Die grundsätzlichen Merkmale, die man in dieser Darstellung sieht, sind die große ebene Oberfläche der Rücklaufrohrseitenwände 4 und die geneigten Rücklaufrohrablenkplatten 3. Man kann sehen, daß die Rücklaufrohrablenkplatten sich zwischen den Rücklaufrohren in solcher Weise erstrecken, daß weder Flüssigkeit noch Dampf horizontal über die Rücklaufrohre von einer Deckfläche zur anderen wandern kann. Die Endansicht der mittigen Ablenkplatten 7 zeigt ihre ebene Struktur senkrecht zu den Rücklaufrohren. Jeder Boden 2 ist an der Behälterwand mit Hilfe eines Stützringes 8 unterstützt. Typischerweise ist ein unteres Stück "Winkelband" an die Rücklaufrohrwand geschweißt, um die Decklfläche abzustützen Ein zweites Stück "Winkelband" ist an die Wand oberhalb der Deckfläche geschraubt,um eine Nut zu bilden, die den Boden zurückhält.
• Der Boden der Rücklaufrohre ist typischerweise eine flache Bodenplatte, die sich zwischen den Seitenwänden 4 erstreckt. Eine Anzahl relativ großer Öffnungen oder Durch loch ungen 9 ist in der Bodenplatte vorgesehen, um den raschen Austritt der Flüssigkeit zu erlauben, welche sich in dem Rücklaufrohr ansammelt. Der Zweck der Bodenplatte besteht darin, den Flüssigkeitsstrom genügend zu verzögern, so daß der Boden der Rücklaufrohreinrichtung dynamisch durch Flüssigkeit gegen das Aufwärtsströmen von Dampf abgedichtet wird. Bei den vorliegenden Böden sind die Öffnungen 9 gleichmäßig entlang der Länge eines jeden Endes eines Rücklaufrohres verteilt. Die Öffnungen können rund, quadratisch oder länglich in jeder Richtung sein, d.h. entlang der Breite oder Länge der Rücklaufrohreinrichtung. Runde Öffnungen und längliche Nuten, die sich zwischen den Seitenwänden 4 erstrecken und manchmal als Luftschlitze bezeichnet werden, sind bevorzugt.
• Figur 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie 3 in Figur 1, wenn man in einer horizontalen Richtung blickt, durch einen Abschnitt der in Figur 1 gezeigten Fraktlonierkolonne. Figur 3 zeigt einen Abschnitt eines jeden Rücklaufrohres auf einer Seite der mittigen Dampfablenkplatten 7. Drei Fraktionierböden 2 mit mehreren Rücklaufrohren in diesem Abschnitt der Kolonne und die vertikale Ausrichtung der übereinander angeordneten drei Rücklaufrohre 10 jedes Bodens sind in dieser Darstellung der Vorrichtung ersichtlich. Der Spalt zwischen dem Boden der Deckfläche 11 des jeden Bodens und der Oberkante der mittigen Ablenkplaten 7 ist in dieser Darstellung sichtbar. Diese Darstellung macht es leichter, die Art und Weise zu unterscheiden, in welcher de Winkeleisenring 8 die Böden unterstützt, und die Art und Weise, in welcher die Rücklaufrohrablenkplatten 3 sich von dem Einlaß eines Rücklaufrohres zu dem Auslaß des gerade darüber liegenden Rücklaufrohres erstrecken. Bei dieser Ausführungsform bedecken zwei abgeschrägte Rücklaufrohrablenkplatten den Einlaß eines jeden Rücklaufrohres. Die Rücklaufrohre haben "entgegengesetzte" Neigungen, was Flüssigkeit auf Deckflächenbereiche auf unterschiedlichen Seiten des Rücklaufrohres abgibt.
• Bei dieser Ausführungform sind die Ablenkplatten 3 auf einer Seite des Bodens alle in der gleichen Richtung geneigt und die Ablenkplatten auf der anderen Seite (oder anderen Hälfte) der Kolonnenfläche in der entgegengesetzten Richtung geneigt. Flüssigkeit strömt daher in der entgegengesetzten Richtung auf den beiden Seiten jedes Bodens, fließt aber in der gleichen Richtung auf allen Deckflächenbereichen auf einer Seite eines jeden Bodens. D.h., in Figur 3 würde die Flüssigkeit von rechts nach links auf der sichtbaren oder Vorderseite jedes der drei Böden fließen, während sie von links nach rechts auf der Seite des Abschnittes der Böden fließen würde, der hinter der mittigen Ablenkplatte 7 verborgen ist. Diese Darstellung erläutert auch, daß die mittigen Ablenkplatten 7 oder eine äquivalente undurchlochte Struktur sich über den Einlaß des Rücklaufrohres erstrecken, um eine vertikale Wand zu liefern, die die Flüssigkeit daran hindert, von einer Rücklaufrohrablenkplatte zu der anderen zu fließen. Die beiden absteigenden Flüssigkeitsströme sind daher entmischt. Es ist auch in dieser Figur ersichtiich, daß wenigstens ein Fünftel bis ein Viertel der Gesamthöhe des Rücklaufrohres oberhalb der Bodendeckfläche liegt, um Auslaßwehre für den Boden zu ergeben, wobei der Rest der Ablaufrohreinrichtung sich unter die Deckfläche erstreckt. Die Dampfablenkplatte 7 hat eine obere Kante 13, die unter dem Boden des nächst höheren Bodens liegt und parallel hierzu verläuft.
• Jedes der Rücklaufrohre wird als sich über den gesamten Boden erstreckend angesehen. Es wird nicht in zwei getrennte Rücklaufrohre durch irgendeine Platte oder Ablenkplatte, die sich abwärts in das Rücklaufrohr erstreckt, oder durch irgendeine andere Einrichtung gebrochen. Die Flüssigkeit in den Rücklaufrohren ist daher frei, sich zwischen den beiden Seiten des Bodens zu bewegen und sich frei miteinander zu vermischen. Der Strom und das Vermischen von Flüssigkeit in dem Rücklaufrohr ist wesentlich, um eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung über den Boden hin zu gewährleisten. Die Flüssigkeit muß in der Lage sein, frei zwischen den beiden Seiten des Rücklaufrohres zu fließen. Diese Fähigkeit, Flüssigkeit über die Rücklaufrohre zu überführen, kann mit einer Variation in der Größe der flüssigkeitsabdichtbaren Auslässe im Boden des Rücklaufrohres kombiniert sein, um die an verschiedene Bereiche der Bodendeckfläche gegebene Flüssigkeitsmenge zu steuern. Dies ist brauchbar, ein gleichmäßiges Strömungsverhältnis von Dampf zu Flüssigkeit über die Deckfläche hin aufrecht zu erhalten. Eine Anzahl von Klammern erstreckt sich vorzugsweise über den Rücklaufrohreinlaß, um den Flüssigkeitsstrom in dem Rücklaufrohr zu festigen und zu stabilisieren.
• Es ist bevorzugt, daß die abgeschrägten Ablenkplatten 3, die die Rücklaufrohre miteinander verbinden, im wesentlichen undurchlocht sind. Gegebenenfalls können jedoch kleine bedeckte Öffnungen, wie die strömungsrichtenden Schlitze als ein Mittel vorgesehen sein, einen Dampfdurchgang zu erlauben und die Dampf-Flüssigkeitskontaktfläche zu vergrößern.
• Figur 4 erläutert ein gegebenenfalls verwendetes Merkmal, welches auf den vorliegenden Böden verwendet werden kann. Dieses Merkmal umfaßt eine vorzugsweise undurchlochte und im wesentlichen horizontale Platte 15, die als eine Dampfablenkplatte bezeichnet wird und an der Seitenwand 4 des Rücklaufrohres oder der Rücklaufrohrablenkplatte 3 befestigt ist. Der bevorzugte Punkt einer Anordnung ist an dem Punkt, an welchem die ebene Rücklaufrohrablenkplatte 3 und die Rücklaufrohrseitenwand sich schneiden, um eine Dichtung zu bilden, welche den Dampf- und Flüssigkeitsstrom beschränkt oder behindert. Die Dampfablenkplatte kann eine getrennte Platte sein, die an dem Rücklaufrohr an diesem Punkt befestigt ist, oder sie kann eine von einem einfachen Fortsatz der Rücklaufrohrablenkplatte gebildete Lippe sein. Die Dampfablenkplatte begrenzt den Aufwärtsstrom von Dampf zu dem Auslaß des Rücklaufrohres und gewährleistet, daß Flüssigkeit horizontal fließt, wenn sie auf die Bodendeckfläche auftrifft. Diese Ablenkplatte ist auch dazu bestimmt, den eingeschlossenen Dampfstrom auszunutzen, der Flüssigkeit, die in den Boden eintritt, eine horizontale Bewegungskomponente zu verleihen.
• Figur 5 zeigt eine andere Bodengesamtanordnung. Diese Bodengestalt ist sehr ähnlich jener, die in den Figuren 1 - 3 gezeigt ist. Die Rücklaufrohrablenkplatten 3 sind jedoch nicht alle in der gleichen Richtung auf jedem Boden ausgerichtet, wie dies in Figur 3 der Fall ist. In diesem speziellen Bodensystem mit drei Rücklaufrohren ist die mittlere Rücklaufrohrablenkplatte 35 mit einer entgegengesetzten Neigung zu den anderen beiden Rücklaufrohrablenkplatten ausgerichtet. Die Rücklaufrohrablenkplatte auf der "Vorderseite" des mittleren Rücklaufrohres hat die gleiche Abschrägung wie die Rücklaufrohrablenkplatten auf dem "Hinterende" der beiden benachbarten Rücklaufrohre. Diese Rücklaufrohrablenkplattenanordnung ist gleichmäßig auf jedem Boden der Säule.
• Wenn, wie in Figur 5 gezeigt, die beiden Rücklaufrohrablenkplatten Flüssigkeit zu dem gleichen Bereich der Bodendeckfläche richten, muß die Gestaltung jenes Abschnittes der Deckfläche und der Rücklaufrohrauslässe so gewählt werden, daß man das gleiche Verhältnis der Dampf- zu Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeiten wie auf anderen Abschnitten des Bodens bekommt.
• Figur 6 ist eine Draufsicht auf die Bodenausführungform von Figur 5. Diese Figur dient dazu, den Flüssigkeits/Schaumstrom über die Oberfläche dieser Bodenausführungsform zu erläutern. Diese Darstellung zeigt, wie diese Bodenanordnung eine längere Flüssigkeitsverweilzeit und einen längeren Flüssigkeitsströmungsweg ergeben kann als ein Boden, auf welchem die Flüssigkeit quer über den Boden senkrecht zu den Rücklaufrohren fließt. Es ist auch äußerst ersichtlich, daß diese Ausführungsform der Erfindung keine vertikale mittige Ablenkplatte (Ablenkplatte 7 von Figur 1) einschließt, die sich aufwärts von der Oberfläche der Bodendeckfläche erstreckt, um ein Flüssigkeitsvermischen zu verhindern.
• Die Figuren 5 und 6 erläutern auch das Vorsehen einer gegebenenfalls genutzten flüssigkeitsstrom richtenden Ablenkplatte 16 auf der oberen Oberfläche der Bodendeckfläche in der Mitte zwischen zwei Rücklaufrohren. Die Ablenkplatten 16 sind vorzugsweise auf den Bereichen der Bodendeckflächen vorgesehen, die Flüssigkeit von zwei Rücklaufrohrablenkplatten 3 und 35 aufnehmen. Die Ablenkplatten können gelocht sein, da ihre primäre Funktion darin besteht, eine Umlenkung von Flüssigkeit und Schaum zu unterstützen, die über die Bodendeckfläche zu dem anderen Ende des Rücklaufrohres fließen. Die Ablenkplatten 16 können sich über die gesamte Länge des Rücklaufrohres 10 erstrecken, haben aber vorzugsweise nur eine Länge von der Hälfte eines verbundenen Rücklaufrohres. Wiederum sind diese Ablenkplatten gegebenenfalls vorgesehen.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann demnach als eine Vorrichtung zur Verwendung als die Dampf- Flüssigkeitskontakteinrichtung in dem inneren Volumen einer Kolonne für fraktionierte Destillation gekennzeichnet werden, die mehrere ähnlich konstruierte fraktionierte Böden in Abstandsbeziehung zueinander und übereinander ausgerichtet umfaßt, um ein zwischen jedem Paar benachbarter Böden liegendes Zwischenbodenvolumen zu begrenzen, wobei jeder Boden wenigstens zwei mulde nförmige Rücklaufrohreinrichtungen umfaßt, die zwei Seitenwände und zwei Endwände besitzen und sich auf zwei Seiten des Bodens in das Zwischenbodenvolumen erstrecken, wobei die Rücklaufrohreinrichtungen aller Böden in dergleichen Richtung ausgerichtet und übereinander angeordnet sind, geneigte flüssigkeitsablenkende Ablenkplatten sich durch die Zwischenbodenvolumina von dem Auslaßende der Rücklaufrohreinrichtungen jedes Bodens zu dem Einlaßende des fluchte nden Rücklaufrohres des Bodens unmittelbar darunter erstrecken, die dampfablenkenden Ablenkplatten den Raum oberhalb des Einlasses zu dem Boden unmittelbar darunter durchqueren und den Einlaß gegen Flüssigkeit abdichten, die abwärts von dem Auslaß des Rücklaufrohres unmittelbar darüber fließt, und wobei Einrichtungen zum Trennen des Innenvolumens der Kolonne in wenigstens symmetrische und voneinander getrennte Dampfstromwege sich von einem unteren Ende der Kolonne zu einem oberen Ende der Kolonne erstrecken und wobei Einrichtungen eine ebene mittige Ablenkplatte umfassen, die sich axial in das Zwischenbodenvolumen zwischen dem ersten und zweiten Ende des Säule erstreckt.
• Eine umfassender Ausführungsform der Erfindung ist eine Fraktionierkolonne, die einen eingeschlossenen zylindrischen Außenbehälter mit mehreren der vorliegenden Btden, eine mittige Ablenkplatte und darin befestigte Rücklaufrohrablenkplatten umfaßt. Die Gesamtvorrichtung würde das übliche Zubehör zum Beschicken der Flüssigkeits- und Dampfströme, die miteinander in Kontakt gebracht werden sollen, sowie solch andere normal verwendete Einrichtungen, wie Aufkocher und ein Rückflußsystem einschließen.
• Die vorliegenden Böden wurden unter Verwendung eines Methanol-Wassergemisches getestet. Die Versuche wurden unter Verwendung einer Kolonne von 61 cm Durchmesser durchgeführt. Das Ziel der Versuche war es, die Bodenwirksamkeiten bei verschiedenen Beladungen zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 nachfolgend gezeigt. Sie zeigen, daß die Böden der vorliegenden Erfindung höhere Wirksamkeiten als ein herkömmlicher Boden mit mehreren Rücklaufrohren oder eine modifizierte Version des herkömmlichen Bodens mit mehreren Rücklaufrohren hatten. TABELLE 1

Claims (7)

1.Dampf-Flüssigkeitskontaktboden (12) mit einem allgemein runden Umfang und mit

(i) wenigstens einem engen, muldenförmigen Rücklaufrohr (10), wobei jedes Rücklaufrohr (10) von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (4) und zwei Endwänden (6), die kürzer als die Seitenwände (4) sind, gebildet wird, die Wände (4, 6) senkrecht zu der Ebene des Bodens (2) ausgerichtet sind und jedes Rücklaufrohr (10) einen offenen Einlaß und eine Bodenplatte mit mehreren Öffnungen (9), die eine gegen Flüssigkeit abdichtbare Auslaßeinrichtung liefern, haben,

(ii) wenigstens zwei länglichen Dampf-Flüssigkeitskontaktdeckflächen (11), wobei eine Dampf- Flüssigkeitskontaktdeckfläche (11) in Nachbarschaft zu jeder Rücklaufrohrseitenwand (4) derart angeordnet ist, daß der Boden (2) wenigstens eine Dampf- Flüssigkeitskontaktdeckfläche (11) mehr als Rücklaufrohreinrichtungen (10) hat, und

(iii) Einrichtungen zur Begrenzung abwärts gerichteter Flüssigkeitsstromwege für auf den Boden (2) aus einem vertikal darüber liegenden Rücklaufrohr fließende Flüssigkeit mit geneigten Ablenkplatten (3), die abwärts aus einem Rücklaufrohr (10) strömende Flüssigkeit daran hindern, direkt in ein Rücklaufrohr eines darunter benachbarten Bodens zu fallen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rücklaufrohr zwei geneigte Rücklaufrohrablenkplatten (3) hat, wobei die Rücklaufrohrablenkplatten (3) eine obere Kante (5) der Seitenwände (4) schneiden, die Rücklaufrohrablenkplatten (3) im wesentlichen eine Länge gleich einer Hälfte des verbundenen Rücklaufrohres (10) haben und die offenen Einlässe eines jeden Rücklaufrohres (10) überkreuzen, wobei die beiden Rücklaufrohrablenkplatten (3) eines jeden Rücklaufrohres (10) geneigt sind, um Flüssigkeit an verschiedene Kontaktdeckfläche abzugeben.

2. Dampf-Flüssigkeitskontaktboden nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mittige Ablenkplatte (7), die von der Deckfläche aus aufwärts ansteigt, sich senkrecht zu jedem Rücklaufrohr (10) erstreckt und die beiden Rücklaufrohrablenkplatten (3) jedes Rücklaufrohres trennt, wobei alle Rücklaufrohrablenkplatten (3) auf einer Seite der mittigen Ablenkplatten (7) in einer Richtung geneigt sind und alle jene auf der zweiten Seite der mittigen Ablenkplatte in der entgegengesetzten Richtung geneigt sind.

3. Dampf-Flüssigkeitskontaktboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß horizontale Platten (15) vorgesehen sind, wo das untere Ende einer jeglichen Rücklaufrohrablenkplatte (3) die Oberkante der Seitenwand des betreffenden Rücklaufrohres schneidet, wobei diese Platten sich über die Deckfläche (11) des betreffenden Bodens erstrecken.

4. Dampf- Flüssigkeitskontaktboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufrohrablenkplatten (3') eines Rücklaufrohres in einer entgegengesetzten Richtung zu den Rücklaufrohrablenkplatten (3) auf einem benachbarten Rücklaufrohr geneigt sind.

5. Dampf-Flüssigkeitskontaktboden nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine den Flüssigkeitsstrom richtende Ablenkplatte (16), die aufwärts von der Deckfläche aufragt und parallel zu den Rücklaufrohren ist und zwischen zwei Rücklaufrohrablenkplatten (3,3') auf benachbarten Rücklaufrohren angeordnet ist, die Flüssigkeit zueinander abgeben.

6. Dampf-Flüssigkeitskontaktboden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflußrohrablenkplatten (3, 3') undurchlöchert sind.

7. Fraktionierkolonne, gekennzeichnet durch mehrere Böden nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die einer über dem anderen angeordnet sind, wobei die Rücklaufrohre miteinander fluchten und direkt übereinander angeordnet sind.