EP3374644A1 - Delivery device for a vacuum distillation plant - Google Patents

Delivery device for a vacuum distillation plant

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Publication number
EP3374644A1
EP3374644A1 EP16809293.0A EP16809293A EP3374644A1 EP 3374644 A1 EP3374644 A1 EP 3374644A1 EP 16809293 A EP16809293 A EP 16809293A EP 3374644 A1 EP3374644 A1 EP 3374644A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
diameter
bore
centrifugal pump
vacuum distillation
control valve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16809293.0A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Holger Blum
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3374644A1 publication Critical patent/EP3374644A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • F04D13/024—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/10—Vacuum distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/42—Regulation; Control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0005—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves
    • F04D15/0022—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/025—Check valves with guided rigid valve members the valve being loaded by a spring
    • F16K15/026—Check valves with guided rigid valve members the valve being loaded by a spring the valve member being a movable body around which the medium flows when the valve is open
    • F16K15/028—Check valves with guided rigid valve members the valve being loaded by a spring the valve member being a movable body around which the medium flows when the valve is open the valve member consisting only of a predominantly disc-shaped flat element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/0413—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded in the form of closure plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0209—Check valves or pivoted valves

Definitions

  • the invention relates to a conveyor for a vacuum distillation plant for easily decomposable and / or polymerizing mixtures, in particular acrolein, in which a precursor formed in a precursor is conveyed by a pump in a vacuum distillation column.
  • EP 0759 132 A1 discloses a pressure-maintaining valve in which a displaceable valve piston is pressed against the upper side of a housing valve seat, to the underside of which
  • Housing inlet channel leads and at the top of the housing outlet passage connects, and in which between the valve piston and acting on him adjustable pressure spring is a separation membrane which is tightly clamped between the valve housing containing the valve housing and a compression spring containing spring mandrel.
  • a valve piston slidably leading guide disc is arranged, which forms with the cylindrical guide shaft of the valve piston over the entire shaft circumference extending narrow annular gap and up to this annular gap the underside of the diaphragm against the connected to the housing outlet passage valve seat top tightly covering wherein the radial Welte of the annular gap is dimensioned at most so large that the annular gap can be flowed through by the medium, depending on its viscosity, only with an effectively damped by throttling, slowed flow.
  • acrolein contains suspended solids or if the medium is a readily decomposable and / or polymerizing mixtures, which is particularly the case with acrolein, which is processed in plants in which an intermediate formed in a precursor is pumped by a pump in a vacuum distillation column.
  • Liquid crude acrolein stabilized with phenolic inhibitors tends to accelerate the breakdown of polymerization products when rubbed between metallic moving surfaces. This is the case when acrolein is pumped by a pump in which the acetoin comes in contact with metallic parts of the pump or when the acrolein is passed through control valves having metallic closing contact surfaces.
  • Such pumps and control valves are still used in plants for the pure recovery of acrolein by vacuum distillation.
  • the invention has for its object to provide a conveyor for a vacuum distillation unit, despite processing of easily decomposed and / or polymerizing
  • Substance mixtures especially acrolein, a long, trouble-free operating time allows.
  • the inventive conveyor for a vacuum distillation plant for easily decomposable and / or polymerizing mixtures, in particular acrolein, in which a precursor formed in a precursor is conveyed by a pump in a vacuum distillation column, characterized in that the pump is a hermetically sealed centrifugal centrifugal pump magnetic coupling, and that between the radial centrifugal pump and the vacuum distillation column, a pressure holding and control valve is provided, which is designed to the
  • a hermetically sealed centrifugal centrifugal pump has the advantage that it has no mechanical drive shaft and therefore has neither a stuffing box nor a mechanical seal nor another type of shaft passage to the drive motor, so that the formation of
  • the inventive conveyor is thus a simple device for a
  • the conveyor according to the invention wherein the predetermined relationship between the dimensionless delivery height H / Ho [m WS / 1 m WS] and dimensionless flow rate Q in a radial centrifugal pump
  • the conveyor according to the invention is characterized in that between the radial centrifugal pump and the pressure holding and control valve, a rotameter is arranged.
  • a rotameter By rotameter can be checked in an advantageous manner continuously, whether the Strömungsverphaseisse from the centrifugal centrifugal pump to the vacuum distillation column correspond to the prepared conditions, so that if this is not the case, countermeasures can be taken in a simple manner, for example by adjusting the pump power or the flow rate through the holding and control valve.
  • the conveyor according to the invention is characterized in that the precursor of the vacuum distillation plant has a cleavage reactor, a condenser downstream of the cleavage reactor and a condenser downstream condensate collecting tank, which is connected to an inlet of the radial centrifugal pump.
  • This configuration of the preliminary stage of the vacuum distillation plant is achieved in an advantageous manner that the supply of the radial centrifugal pump with condensate at any time and regardless of the
  • the conveyor according to the invention is characterized in that the pressure holding and control valve comprises a cylindrical valve housing with an upper side, in which a central inlet bore is provided with a diameter d1, and with a lower side, in which an inner bore is provided, whose diameter d2 is greater than the diameter of the inlet bore and which forms an outlet of the pressure holding and control valve, a Verschierkolben with an upper part whose diameter d3 is smaller than the diameter of the inner bore and larger than the diameter of the inlet bore, a freely movable, circular sealing disc made of an elastomer between the Versch woolkolben and an inner sealing surface between the inner bore and the inlet bore on an inner side of
  • Valve housing is formed, and by a compression spring which is supported in the inner bore and presses on the sealing piston, the sealing disc against the inner sealing surface.
  • the pressure maintenance and control valve is largely insensitive to the presence of
  • the pressure maintenance and control valve has a self-cleaning effect, because, since all moving parts can move freely axially and laterally, deposits or accumulations of suspended substances are always flushed out with the medium to be pumped. Therefore, the use of Druckhaite- and control valve according to the invention is particularly advantageous if the pumped medium excreted by polymerization insoluble solids.
  • the present pressure holding and control valve contains only two freely movable metal parts and a floating. free-moving elastomer seal, which can be easily replaced just like the freely moving parts without the use of special tools.
  • the conveying device according to the invention is characterized in that the sealing disc has a diameter d3 which is greater than that
  • Sealing disk is advantageously ensured that the sealing disc covers the inlet bore in any case, regardless of the timing of the sealing washer relative to the inlet bore.
  • Control valve characterized in that the upper soap and the underside of the valve housing as plane sealing surfaces are formed.
  • the top and the bottom can be used in an advantageous manner when installing the pressure holding and control valve as sealing surfaces against connection components.
  • the conveying device according to the invention is characterized in that a gap formed between the upper part of the closing piston and the inner bore has a cross-sectional area which corresponds to the cross-sectional area of the inlet bore. This ensures in an advantageous manner that there is no bottleneck in the pressure maintenance and control valve for the flow of the medium to be conveyed.
  • the conveying device is characterized in that the compression spring is supported via a arranged in the inner bore via a groove Seegering in the inner bore.
  • a holder for the compression spring has the advantage that the compression spring can be easily and quickly replaced if necessary.
  • the conveyor according to the invention is characterized in that between the Seegering and the compression spring at least one clamping ring for adjusting the bias of the compression spring is arranged.
  • the clamping rings are advantageously a simple means to change the bias of the compression spring to adjust the spring force acting on the gasket to the respective needs.
  • valve housing and the closure piston can be made of metal, without this having a disadvantageous effect in the formation of deposits in the medium to be delivered.
  • the pressure maintenance and control valve has no metallic closing contact surfaces and allows trouble-free operating times of over one year.
  • 1 shows a section through an embodiment of a pressure holding and control valve, which is used in the conveyor according to the invention
  • 2 shows a section through an installation of Druckhatte- and control valve of Figure 1 in a process plant.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a vacuum distillation unit for easily decomposable and / or polymerizing mixtures, in particular acrolein;
  • Fig. 4 is a graph showing the ratios of hydraulic pressure and hydraulic flow rate in a Radtalkumblelpumpe and a pressure holding and control valve.
  • FIGS. 1 and 2 which is used in the conveying device according to the invention for a vacuum distillation plant.
  • the Druckharte- and control valve has a cylindrical, metallic valve housing 1 with a top 2, in which a central inlet bore 3 with a
  • the valve housing 1 comprises an inner bore 5 whose diameter d2 is greater than that of the diameter of the inlet bore 3 and which forms an outlet of the pressure holding and control valve.
  • the valve housing 1 has an underside 4, which, like the upper side 2, is designed as a flat surface and thus can be used as sealing surfaces in relation to connection components during installation of the pressure-retaining and control valve.
  • a cylindrical, flat, inner sealing surface 6 is located between the inner bore 5 and the inlet bore 3, a cylindrical, flat, inner sealing surface 6 as a transition between the inner bore 5 and the
  • a freely movable, circular sealing disk 7 made of an elastomer is arranged between a closing piston 8 and the sealing surface 6.
  • the diameter d3 of a cylindrical upper part 9 of the closure piston 8 is smaller than the diameter of the inner bore 5 but larger than the diameter of the inlet bore 3.
  • the sealing washer 7 has a diameter d3 which is larger than the diameter of the
  • the diameter d3 of the sealing washer 7 is smaller than the diameter d3 of the upper part 9 of the Verschdalekolbens 8. Die Sealing disk 7 thus closes the inlet bore 3 independently of the lateral position of the sealing disk 7 when the closing piston 8 prints the sealing disk 7 against the sealing surface 6.
  • the capping piston 8 has rounded marginal edges 10.
  • a cylindrical lower part 11 of the capping piston 8 has a smaller diameter d4 than the inner diameter of a compression spring 12 which presses the capping piston 8 against the sealing surface 6 via the sealing disc 7.
  • the compression spring 12 has between the turns free passage column.
  • the outer diameter of the compression spring 12 is smaller than the diameter d2 of the inner bore 5.
  • the compression spring 12 is biased by one or more clamping rings 13.
  • the clamping rings 13 sit with fit h6 in the inner bore 5, which has a fit H7.
  • a Seegering 14, which is clamped in a groove 15, keeps the clamping rings 13 pressed by compression against the compression spring 12.
  • the compression spring 12 exerts a force on the sealing disk 7 by means of the prestressing piston 8, whereby the inlet bore 3 is closed in a liquid-tight manner.
  • the clamping force of the compression spring 12 is calculated in terms of spring constant times compression in mm according to the following formula I:
  • the hydraulic pressure of the inflowing at the inlet bore 3 liquid causes the sealing disc 7 lifts off from the plane inner sealing surface 6 against the spring force of the compression spring 12 and entering the inlet bore 3 liquid flow on Verschdalekolben 8 over, through a gap 16 between the upper part the VerschJacqueskolbens 8 and the inner bore 5 and between the turns of the compression spring 12 can flow into the inner bore 5.
  • the gap 16 has a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the
  • Inlet hole 3 corresponds.
  • the spring 12 and the closing piston 8 moves.
  • the sealing disk 7 remains between the closing piston 8 and the sealing surface 6.
  • the compression spring 12, the Verschdalekolben 8 and the sealing disc 7 may be in the
  • the pressure holding and regulating valve according to the invention can advantageously be used on seagoing vessels, where the ordinate axis performs a tumbling motion due to the swell.
  • the pressure holding and regulating valve according to FIG. 1 can, as shown in FIG. 2, be installed between two DIN flanges 17, 17 'using flat gaskets 18, 18'. If the flanges 17, 17 'are parts of two shut-off valves, the pressure holding and regulating valve according to the invention can be easily removed during operation by locking both valves above and below the pressure holding and control valve of FIG. 1 and loosening bolts 19, 19' ,
  • the developed pressure holding and control valve is disassembled by relaxing the Seegerings 14 and another compression spring 12 or an additional clamping ring 13 can be replaced in a short time.
  • a typical example of a vacuum distillation unit for easily decomposable and / or polymerizing mixtures a plant for the synthesis of acrolein, CAS No. 107-02-8, by dehydration of glycerol, CAS No. 56-81- 5 is.
  • the vacuum distillation unit for the synthesis of acrolein according to FIG. 3 comprises, in a preliminary stage for the preparation of an intermediate, a glycerol cleavage reactor 20, a condenser 22, and a condensate sump 25. From the glycerol cleavage reactor 20, a hot reaction gas escapes Acrolein, acetol CAS No. 111 -09-6, acetic acid CAS No. 64-19-7, water and low-volatility substances.
  • the reaction gas is passed through a gas line 21 in the condenser 22 and there completely liquefied at 0 ° C.
  • the cold liquid condensate 26 passes through a
  • Condensate line 23 in the condensate collecting tank 25 may have a different high level 27 depending on the volume flow of the reaction gas in the collecting tank 25.
  • Polymerization inhibitor such as B. hydroquinone are added.
  • the stabilized by means of the polymerization inhibitor condensate 26 passes via a feed line 29 in a suction of a hermetically sealed centrifugal pump 31.
  • the radial centrifugal pump 31 has a magnetic coupling and no mechanical drive shaft and therefore has neither a stuffing box nor a mechanical seal yet another type of shaft passage to
  • a delivery line 32 On an outlet flange of the radial centrifugal pump 31, a delivery line 32 is connected. In the delivery line 32, a rotameter 33, a variable area flowmeter, installed. Between the delivery line 32 and the vacuum line 35, the pressure holding and control valve 34 according to the invention is installed.
  • the vacuum line 35 leads to a vacuum distillation column 37, in which pure acrolein is obtained as volatile top product, while the less volatile substances such as water, acetol, acetic acid and other low-volatiles are withdrawn at the bottom of the column.
  • the pressure holding and control valve 34 has the effect that the condensate 26 is not sucked into the vacuum distillation column 37 in an unregulated manner when the radial centrifugal pump 31 is stationary or running.
  • the delivery rate of the radial centrifugal pump 31 is adjusted as follows to a constant volume flow Qmax.
  • Tables 1 to 3 are examples of the influence of the constant C1 on the maximum flow rate Qmax of the radial centrifugal pump.
  • the intersection point at which Qmax lies can be theoretically determined according to the above equation according to FORMULA IV can also be determined empirically from tables such as Tables 1 to 3.
  • Qmax / Qo denotes the approximate position of the value at which the curves according to formulas II and II intersect and at which the flow rate is adjusted.

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Abstract

The invention relates to a delivery device for a vacuum distillation plant for substance mixtures that polymerize and/or decompose easily, in particular acrolein, in which plant an intermediate product formed in a preliminary stage is delivered by means of a pump into a vacuum distillation column (37). The invention is characterized in that the pump is a hermetically sealed centrifugal pump (31) with a magnetic coupling, and in that a pressure-maintaining control valve (34), which is configured to adjust the throughput of the centrifugal pump (31) to a predetermined value, is provided between the centrifugal pump (31) and the vacuum distillation column (37).

Description

Fördereinrichtung für eine Vakuumdestillationsanlage  Conveyor for a vacuum distillation plant
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung für eine Vakuumdestillationsanlage für leicht zersetzliche und/oder polymerisierender Stoffgemische, insbesondere Acrolein, bei der ein in einer Vorstufe gebildetes Zwischenprodukt durch eine Pumpe in eine Vakuum-Destillationskolonne gefördert wird. The invention relates to a conveyor for a vacuum distillation plant for easily decomposable and / or polymerizing mixtures, in particular acrolein, in which a precursor formed in a precursor is conveyed by a pump in a vacuum distillation column.
Aus EP 0759 132 A1 ist ein Druckhalteventil bekannt, bei dem ein verschiebbarer Ventilkolben gegen die Oberseite eines Gehäuseventilsitzes angedruckt wird, zu dessen Unterseite der EP 0759 132 A1 discloses a pressure-maintaining valve in which a displaceable valve piston is pressed against the upper side of a housing valve seat, to the underside of which
Gehäuseeintrittskanal führt und an dessen Oberseite sich der Gehäuseaustrittskanal anschließt, und bei dem zwischen dem Ventilkolben und einer auf ihn einwirkenden einstellbaren Druckfeder eine Trennmembrane liegt, die zwischen dem den Ventilkolben enthaltenden Ventilgehäuse und einem die Druckfeder enthaltenden Federdorn dicht eingespannt ist. In dem Ventilgehäuseraum ist oberhalb des Ventilsitzes eine den Ventilkolben verschiebbar führende Führungsscheibe angeordnet, die mit dem zylindrischen Führungsschaft des Ventilkolbens einen über den gesamten Schaftumfang verlaufenden engen Ringspalt bildet und bis auf diesen Ringspalt die Unterseite der Trennmembrane gegenüber der mit dem Gehäuseaustrittskanal verbundenen Ventilsitzoberseite dicht abdeckt, wobei die radiale Welte des Ringspaltes höchstens so groß bemessen ist, dass der Ringspalt von dem Medium, in Abhängigkeit von dessen Viskosität, nur mit einer durch Drosselung wirksam gedämpften, verlangsamten Strömung durchflössen werden kann.  Housing inlet channel leads and at the top of the housing outlet passage connects, and in which between the valve piston and acting on him adjustable pressure spring is a separation membrane which is tightly clamped between the valve housing containing the valve housing and a compression spring containing spring mandrel. In the valve housing space above the valve seat, a valve piston slidably leading guide disc is arranged, which forms with the cylindrical guide shaft of the valve piston over the entire shaft circumference extending narrow annular gap and up to this annular gap the underside of the diaphragm against the connected to the housing outlet passage valve seat top tightly covering wherein the radial Welte of the annular gap is dimensioned at most so large that the annular gap can be flowed through by the medium, depending on its viscosity, only with an effectively damped by throttling, slowed flow.
Herkömmliche Druckhalteventile, wie das Ventil aus der EP 0759 132 A1 , versagen aufgrund der engen Materialpassungen nach kurzer Zeit, wenn das Fördermedium kleinste Mengen an Conventional pressure holding valves, such as the valve of EP 0759132 A1, fail due to the tight material fits after a short time when the medium to be conveyed smallest amounts
suspendierten Feststoffen enthält oder wenn das Fördermedium ein leicht zersetzliche und/oder polymerisierender Stoffgemische ist, was insbesondere bei Acrolein der Fall ist, das in Anlagen verarbeitet wird, bei denen ein in einer Vorstufe gebildetes Zwischenprodukt durch eine Pumpe in eine Vakuum-Destillationskolonne gefördert wird. Flüssiges rohes Acrolein, welches mit phenolischen Inhibitoren stabilisiert ist, neigt zur beschleunigten AbschekJung von Polymerisationsprodukten, wenn es zwischen metallischen bewegten Flächen gerieben wird. Dies ist der Fall, wenn Acrolein durch eine Pumpe gefördert wird, in der das Acdoein mit metallischen Teilen der Pumpe in Kontakt kommt oder wenn das Acrolein durch Regelventile geleitet wird, welche metallische Schließkontaktflächen aufweisen. Solche Pumpen und Regelventile werden dennoch in Anlagen zur Reingewinnung von Acrolein durch Vakuumdestillation eingesetzt. contains suspended solids or if the medium is a readily decomposable and / or polymerizing mixtures, which is particularly the case with acrolein, which is processed in plants in which an intermediate formed in a precursor is pumped by a pump in a vacuum distillation column. Liquid crude acrolein stabilized with phenolic inhibitors tends to accelerate the breakdown of polymerization products when rubbed between metallic moving surfaces. This is the case when acrolein is pumped by a pump in which the acetoin comes in contact with metallic parts of the pump or when the acrolein is passed through control valves having metallic closing contact surfaces. Such pumps and control valves are still used in plants for the pure recovery of acrolein by vacuum distillation.
Infolgedessen betragt die störungsfreie Betriebszeit solcher Verfahrensaniagen oftmals nur wenige Wochen. Da Acrolein einen giftigen, Stakr tränenreizenden Gefahrstoff darstellt, ist die Wartung gestörter Anlagen, welche Acrolein verarbeiten, mit umständlichen und langwierigen und daher kostspieligen Arbeitsschritten verbunden. As a result, the trouble-free operating time of such process devices often amounts to only a few weeks. Since acrolein is a poisonous, Stakr lachrymatory hazardous material, the maintenance of disturbed plants that process acrolein, associated with cumbersome and tedious and therefore costly operations.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung für eine Vakuum-Destillationsanlage bereitzustellen, die trotz Verarbeitung von leicht zersetzten und/oder polymerisierenden The invention has for its object to provide a conveyor for a vacuum distillation unit, despite processing of easily decomposed and / or polymerizing
Stoffgemischen, insbesondere Acrolein, eine lange, störungsfreie Betriebszeit ermöglicht. Substance mixtures, especially acrolein, a long, trouble-free operating time allows.
Dazu ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung für eine Vakuumdestillationsanlage für leicht zersetzliche und/oder polymerisierende Stoffgemische, insbesondere Acrolein, bei der ein in einer Vorstufe gebildetes Zwischenprodukt durch eine Pumpe in eine Vakuum-Destillationskolonne gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine hermetisch gekapselte Radialkreiselpumpe mit magnetischer Kupplung ist, und dass zwischen der Radialkreiselpumpe und der Vakuum- Destillationskolonne ein Druckhalte- und Regelventil vorgesehen ist, das ausgelegt ist, um die For this purpose, the inventive conveyor for a vacuum distillation plant for easily decomposable and / or polymerizing mixtures, in particular acrolein, in which a precursor formed in a precursor is conveyed by a pump in a vacuum distillation column, characterized in that the pump is a hermetically sealed centrifugal centrifugal pump magnetic coupling, and that between the radial centrifugal pump and the vacuum distillation column, a pressure holding and control valve is provided, which is designed to the
Durchflussleistung der Radialkreiselpumpe auf einen vorbestimmten Wert einzuregeln. Adjust the flow rate of the radial centrifugal pump to a predetermined value.
Die Verwendung einer hermetisch gekapselten Radialkreiselpumpe hat den Vorteil, dass sie keine mechanische Antriebswelle hat und daher weder eine Stopfbuchse noch eine Gleitringdichtung noch eine andere Art der Wellendurchführung zum Antriebsmotor aufweist, sodass die Bildung von The use of a hermetically sealed centrifugal centrifugal pump has the advantage that it has no mechanical drive shaft and therefore has neither a stuffing box nor a mechanical seal nor another type of shaft passage to the drive motor, so that the formation of
Polymeren durch den Kontakt des geförderten Mediums mit metallischen Bestandteilen der Pumpe vermindert wird. Andererseits besteht jedoch bei einer Radialkreiselpumpe die Gefahr, dass bei stehender oder laufender Radialkreiselpumpe das Kondensat von der Vorstufe ungeregelt unmittelbar in die Vakuum-Destillationskolonne eingesaugt wird. Dieses Problem wird bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung dadurch gelöst, dass das Druckhalte- und Regelventil zwischen der Polymer is reduced by the contact of the pumped medium with metallic components of the pump. On the other hand, however, in the case of a centrifugal centrifugal pump, there is the risk that, with the centrifugal pump stationary or running, the condensate is sucked in without regulation directly from the precursor into the vacuum distillation column. This problem is solved in the conveyor according to the invention in that the pressure holding and control valve between the
Radialkreiselpumpe und der Vakuum-Destillationskolonne vorgesehen ist, welches im Betrieb einen konstanten Durchfluss durch das Druckhalte- und Regelventil sicherstellt und bei stehender Pumpe den Durchfluss von der Radialkreiselpumpe zu der Vakuum-Destillationskolonne sperrt. Die erfindungsgemäße Fördereinrichtung ist somit eine einfache Einrichtung für ein Radial centrifugal pump and the vacuum distillation column is provided, which ensures a constant flow during operation by the pressure holding and control valve and blocks the flow from the centrifugal centrifugal pump to the vacuum distillation column when the pump is stationary. The inventive conveyor is thus a simple device for a
Vakuumdestillationsverfahren u.a. zur Gewinnung von reinem Acrolein mit langer, störungsfreier Betriebszeit. Nach einer vorteilhaften Ausfuhrungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung, wobei der vorgegebene Zusammenhang zwischen der dimensionslosen Förderhöhe H/Ho [m WS/1 m WS] und dimensionslosen Förderleistung Q in einer Radialkreiselpumpe Vacuum distillation method and the like to obtain pure acrolein with long, trouble-free operating time. According to an advantageous embodiment, the conveyor according to the invention, wherein the predetermined relationship between the dimensionless delivery height H / Ho [m WS / 1 m WS] and dimensionless flow rate Q in a radial centrifugal pump
und der Zusammenhang zwischen dimensionsloser Förderhöhe H/Ho [mWs/1mWs] und dimensionsloser Förderleistung Q beim dem Druckhalte- und Regelventil { and the relationship between dimensionless head H / Ho [mWs / 1mWs] and dimensionless flow Q at the pressure hold and control valve {
lautet, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wahl der Konstante C1 der Schnittpunkt zwischen den Kurven nach Formel II und Formel III an der Steile liegt, die der Soll- Durchflussmenge des Stoffgemischs entspricht. Durch diese Zusammenhänge zwischen den is, characterized in that by the choice of the constant C1, the intersection between the curves of formula II and formula III is at the Steile, which corresponds to the desired flow rate of the mixture. Through these connections between the
Förderhöhen und den Förderleistungen bei dem Druckhalte- und Regelventil bzw. bei der  Delivery levels and the delivery rates in the pressure holding and control valve or in the
Radialkreispumpe ist es in vorteilhafter Weise möglich, die gewünschte Durchflussleistung zu ermitteln und durch die Wahl der Konstante C1 einzustellen.  Radial circuit pump, it is possible in an advantageous manner to determine the desired flow rate and set by the choice of the constant C1.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Radialkreiselpumpe und dem Druckhalte- und Regelventil ein Rotameter angeordnet ist. Durch den Rotameter kann in vorteilhafter Weise laufend überprüft werden, ob die Strömungsverhäitnisse von der Radialkreiselpumpe zu der Vakuum-Destillationskolonne den vorbereiteten Verhältnissen entsprechen, sodass, wenn dies nicht der Fall ist, in einfacher Weise Gegenmaßnahmen getroffen werden können, beispielsweise durch Anpassung der Pumpleistung oder der Durchflussleistung durch das Halte- und Regelventil. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe der Vakuumdestillationsanlage einen Spaltreaktor, einen dem Spaltreaktor nachgeschalteten Kondensator und einen dem Kondensator nachgeschalteten Kondensat- Sammelbehälter aufweist, der mit einem Einlass der Radialkreiselpumpe verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung der Vorstufe der Vakuumdestillationsanlage wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Versorgung der Radialkreiselpumpe mit Kondensat jederzeit und zwar unabhängig von dem According to an advantageous embodiment, the conveyor according to the invention is characterized in that between the radial centrifugal pump and the pressure holding and control valve, a rotameter is arranged. By rotameter can be checked in an advantageous manner continuously, whether the Strömungsverhäitnisse from the centrifugal centrifugal pump to the vacuum distillation column correspond to the prepared conditions, so that if this is not the case, countermeasures can be taken in a simple manner, for example by adjusting the pump power or the flow rate through the holding and control valve. According to a further advantageous embodiment, the conveyor according to the invention is characterized in that the precursor of the vacuum distillation plant has a cleavage reactor, a condenser downstream of the cleavage reactor and a condenser downstream condensate collecting tank, which is connected to an inlet of the radial centrifugal pump. This configuration of the preliminary stage of the vacuum distillation plant is achieved in an advantageous manner that the supply of the radial centrifugal pump with condensate at any time and regardless of the
Kondensatniveau in dem Sammelbehälter sichergestellt ist. Condensate level is ensured in the sump.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Druckhalte- und Regelventil umfasst ein zylindrisches Ventilgehäuse mit einer Oberseite, in der eine zentrale Eintrittsbohrung mit einem Durchmesser d1 vorgesehen ist, und mit einer Unterseite, in der eine Innenbohrung vorgesehen ist, deren Durchmesser d2 größer ist als der Durchmesser der Eintrittsbohrung und die einen Auslass des Druckhalte- und Regelventils bildet, einen Verschließkolben mit einem Oberteil, dessen Durchmesser d3 kleiner als der Durchmesser der Innenbohrung und größer als der Durchmesser der Eintrittsbohrung ist, eine frei bewegliche, kreisförmige Dichtungsscheibe aus einem Elastomer zwischen dem Verschießkolben und einer Innen- Dichtfläche, die zwischen der Innenbohrung und der Eintrittsbohrung an einer Innenseite des According to a further advantageous embodiment, the conveyor according to the invention is characterized in that the pressure holding and control valve comprises a cylindrical valve housing with an upper side, in which a central inlet bore is provided with a diameter d1, and with a lower side, in which an inner bore is provided, whose diameter d2 is greater than the diameter of the inlet bore and which forms an outlet of the pressure holding and control valve, a Verschließkolben with an upper part whose diameter d3 is smaller than the diameter of the inner bore and larger than the diameter of the inlet bore, a freely movable, circular sealing disc made of an elastomer between the Verschießkolben and an inner sealing surface between the inner bore and the inlet bore on an inner side of
Ventilgehäuses gebildet ist, und durch eine Druckfeder, die in der Innenbohrung abgestützt ist und über den Verschließkolben die Dichtungsscheibe gegen die Innen-Dichtfläche drückt. Valve housing is formed, and by a compression spring which is supported in the inner bore and presses on the sealing piston, the sealing disc against the inner sealing surface.
Das Druckhalte- und Regelventil ist weitgehend unempfindlich gegen die Anwesenheit von The pressure maintenance and control valve is largely insensitive to the presence of
suspendierten Stoffen in dem durchfließenden Medium. Das Druckhalte- und Regelventil hat einen Selbstreinigungseffekt, denn, da alle beweglichen Teile sich axial und lateral frei bewegen können, werden Ablagerungen oder Anballungen von suspendierten Stoffen stets mit dem Fördermedium ausgeschwemmt. Daher ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Druckhaite- und Regelventils besonders dann vorteilhaft, wenn das Fördermedium durch Polymerisation unlösliche Festkörper ausscheidet. Suspended substances in the flowing medium. The pressure maintenance and control valve has a self-cleaning effect, because, since all moving parts can move freely axially and laterally, deposits or accumulations of suspended substances are always flushed out with the medium to be pumped. Therefore, the use of Druckhaite- and control valve according to the invention is particularly advantageous if the pumped medium excreted by polymerization insoluble solids.
Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Druckhalteventil aus der EP 0759 132 A1 , das viele genau eingepassten und daher störungsanfälligen Einzelfeilen enthält, enthält das vorliegende Druckhalte- und Regelventil nur zwei frei bewegliche Metallteile und eine schwimmende d.h. frei bewegliche Elastomer- Dichtung, welche genau wie die frei beweglichen Teile ohne den Einsatz von SpezialWerkzeugen leicht ausgetauscht werden können. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsscheibe einen Durchmesser d3 hat, der größer ist als der In contrast to the conventional pressure relief valve of EP 0759 132 A1, which contains many accurately fitted and therefore prone to failure single files, the present pressure holding and control valve contains only two freely movable metal parts and a floating. free-moving elastomer seal, which can be easily replaced just like the freely moving parts without the use of special tools. According to a further advantageous embodiment, the conveying device according to the invention is characterized in that the sealing disc has a diameter d3 which is greater than that
Durchmesser der Eintrittsbohrung plus der radialen Erstreckung der Dichtfläche, und der kleiner ist als der Durchmesser des Oberteils des Verschließkolbens. Durch diese Abmessungen der Diameter of the inlet bore plus the radial extent of the sealing surface, and which is smaller than the diameter of the upper part of the Verschließkolbens. Due to these dimensions of
Dichtungsscheibe wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Dichtungsscheibe auf jeden Fall die Eintrittsbohrung abdeckt und zwar unabhängig von der zeitlichen Lage der Dichtungsscheibe gegenüber der Eintrittsbohrung. Sealing disk is advantageously ensured that the sealing disc covers the inlet bore in any case, regardless of the timing of the sealing washer relative to the inlet bore.
Nach einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Druckhalte- und According to a further advantageous embodiment of the invention pressure-retaining and
Regelventil dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseife und die Unterseite des Ventilgehäuses als plane Dichtungsflächen ausgebildet sind. Damit können die Oberseite und die Unterseite in vorteilhafter Weise beim Einbau des Druckhalte- und Regelventils als Dichtflächen gegenüber Anschlussbauteilen genutzt werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Oberteil des Verschließkolbens und der Innenbohrung gebildeter Spalt eine Querschnittsfläche hat, die der Querschnittsfläche der Eintrittsbohrung entspricht. Damit wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass für die Strömung des zur fördernden Mediums kein Engpass in dem Druckhalte- und Regelventil vorhanden ist. Control valve characterized in that the upper soap and the underside of the valve housing as plane sealing surfaces are formed. Thus, the top and the bottom can be used in an advantageous manner when installing the pressure holding and control valve as sealing surfaces against connection components. According to a further advantageous embodiment, the conveying device according to the invention is characterized in that a gap formed between the upper part of the closing piston and the inner bore has a cross-sectional area which corresponds to the cross-sectional area of the inlet bore. This ensures in an advantageous manner that there is no bottleneck in the pressure maintenance and control valve for the flow of the medium to be conveyed.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder über einen über eine Nut in der Innenbohrung angeordneten Seegering in der Innenbohrung abgestützt ist. Eine derartige Halterung für die Druckfeder hat den Vorteil, dass die Druckfeder bei Bedarf einfach und schnell ausgetauscht werden kann. According to a further advantageous embodiment, the conveying device according to the invention is characterized in that the compression spring is supported via a arranged in the inner bore via a groove Seegering in the inner bore. Such a holder for the compression spring has the advantage that the compression spring can be easily and quickly replaced if necessary.
Nach einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Fördereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Seegering und der Druckfeder wenigstens ein Spannring zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder angeordnet ist. Die Spannringe sind in vorteilhafter Weise ein einfaches Mittel, um die Vorspannung der Druckfeder zu verändern, um die Federkraft, die auf die Dichtungsscheibe wirkt, dem jeweiligen Bedarf anzupassen. According to a further advantageous embodiment, the conveyor according to the invention is characterized in that between the Seegering and the compression spring at least one clamping ring for adjusting the bias of the compression spring is arranged. The clamping rings are advantageously a simple means to change the bias of the compression spring to adjust the spring force acting on the gasket to the respective needs.
Aufgrund der Dimensionierung der Bauteile des erfindungsgemäßen Druckhalte- und Regelventils können das Ventilgehäuse und der Verschließkolben aus Metall sein, ohne dass sich dies nachteilig bei der Bildung von Ablagerungen in dem zu fördernden Medium auswirkt. Das Druckhalte- und Regelventil weist keine metallischen Schließkontaktflächen auf und lässt störungsfreie Betriebszeiten von über einem Jahr zu. Due to the dimensioning of the components of the pressure holding and control valve according to the invention, the valve housing and the closure piston can be made of metal, without this having a disadvantageous effect in the formation of deposits in the medium to be delivered. The pressure maintenance and control valve has no metallic closing contact surfaces and allows trouble-free operating times of over one year.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with those shown in the drawings
Ausführungsbeispielen. Embodiments.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet: Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Druckhalte- und Regelventils, das bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung zum Einsatz kommt; Fig. 2 einen Schnitt durch einen Einbau des Druckhatte- und Regelventils nach Fig. 1 in einer Verfahrensanlage; In the description, the claims, and the drawing, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals below are used. In the drawing: 1 shows a section through an embodiment of a pressure holding and control valve, which is used in the conveyor according to the invention; 2 shows a section through an installation of Druckhatte- and control valve of Figure 1 in a process plant.
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vakuum-Destillationsanlage für leicht zersetzliche und/oder polymerisierende Stoffgemische, insbesondere Acrolein; und 3 is a schematic representation of a vacuum distillation unit for easily decomposable and / or polymerizing mixtures, in particular acrolein; and
Fig. 4 eine grafische Darstellung, die die Verhältnisse von hydraulischem Druck und hydraulischer Durchflussleistung bei einer Radtalkreiselpumpe und einem Druckhalte- und Regelventil zeigt. Fig. 4 is a graph showing the ratios of hydraulic pressure and hydraulic flow rate in a Radtalkreiselpumpe and a pressure holding and control valve.
Zunächst wird anhand der Figuren 1 und 2 ein Druckhalte- und Regelventil beschrieben, welches bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung für eine Vakuumdestillationsanlage zum Einsatz kommt. First of all, a pressure-maintaining and regulating valve will be described with reference to FIGS. 1 and 2, which is used in the conveying device according to the invention for a vacuum distillation plant.
Gemäß Fig. 1 hat das erfindungsgemäße Druckharte- und Regelventil ein zylindrisches, metallisches Ventilgehäuse 1 mit einer Oberseite 2, in der sich eine zentrale Eintrittsbohrung 3 mit einem According to Fig. 1, the Druckharte- and control valve according to the invention has a cylindrical, metallic valve housing 1 with a top 2, in which a central inlet bore 3 with a
Durchmesser d1 befindet. Das Ventilgehäuse 1 umfasst eine Innenbohrung 5, deren Durchmesser d2 großer ist als der der Durchmesser der Eintrittsbohrung 3 und die einen Auslass des Druckhalte- und Regelventils bildet. Das Ventilgehäuse 1 hat eine Unterseite 4, die ebenso wie die Oberseite 2 als plane Fläche ausgebildet ist und damit beim Einbau des Druckhalte- und Regelventil als Dichtflächen gegenüber Anschlussbauteilen genutzt werden kann. In dem Ventilgehäuse 1 befindet sich zwischen der Innenbohrung 5 und der Eintrittsbohrung 3 eine zylindrische, plane, Innen-Dichtfläche 6 als Übergang zwischen der Innenbohrung 5 und der Diameter d1 is located. The valve housing 1 comprises an inner bore 5 whose diameter d2 is greater than that of the diameter of the inlet bore 3 and which forms an outlet of the pressure holding and control valve. The valve housing 1 has an underside 4, which, like the upper side 2, is designed as a flat surface and thus can be used as sealing surfaces in relation to connection components during installation of the pressure-retaining and control valve. In the valve housing 1 is located between the inner bore 5 and the inlet bore 3, a cylindrical, flat, inner sealing surface 6 as a transition between the inner bore 5 and the
Eintrittsbohrung 3. Eine frei bewegliche, kreisförmige Dichtungsscheibe 7aus einem Elastomer ist zwischen einem Verschließkolben 8 und der Dichtfläche 6 angeordnet. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Durchmesser d3 eines zylindrischen Oberteils 9 des Verschließkolbens 8 kleiner als der Durchmesser der Innenbohrung 5 aber größer als der Durchmesser der Eintrittsbohrung 3. Inlet hole 3. A freely movable, circular sealing disk 7 made of an elastomer is arranged between a closing piston 8 and the sealing surface 6. As FIG. 1 shows, the diameter d3 of a cylindrical upper part 9 of the closure piston 8 is smaller than the diameter of the inner bore 5 but larger than the diameter of the inlet bore 3.
Die Dichtungsscheibe 7 hat einen Durchmesser d3, der größer ist als der Durchmesser der The sealing washer 7 has a diameter d3 which is larger than the diameter of the
Eintrittsbohrung plus der radialen Erstreckung der Dichtfläche 6. Außerdem ist der Durchmesser d3 der Dichtungsscheibe 7 kleiner als der Durchmesser d3 des Oberteils 9 des Verschließkolbens 8. Die Dichtungsscheibe 7 verschließt damit die Eintrittsbohrung 3 unabhängig von der seitlichen Lage der Dichtungsscheibe 7, wenn der Verschließkolben 8 die Dichtungsscheibe 7 gegen die Dichtfläche 6 druckt. Der Verschließkolben 8 hat abgerundete Randkanten 10. Ein zylindrischer Unterteil 11 des Verschließkolbens 8 hat einen kleineren Durchmesser d4 als der Innendurchmesser einer Druckfeder 12, die den Verschließkolben 8 über die Dichtungsscheibe 7 gegen die Dichtfläche 6 drückt. In addition, the diameter d3 of the sealing washer 7 is smaller than the diameter d3 of the upper part 9 of the Verschließkolbens 8. Die Sealing disk 7 thus closes the inlet bore 3 independently of the lateral position of the sealing disk 7 when the closing piston 8 prints the sealing disk 7 against the sealing surface 6. The capping piston 8 has rounded marginal edges 10. A cylindrical lower part 11 of the capping piston 8 has a smaller diameter d4 than the inner diameter of a compression spring 12 which presses the capping piston 8 against the sealing surface 6 via the sealing disc 7.
Die Druckfeder 12 hat zwischen den Windungen freie Durchtrittspalte. Der Außendurchmesser der Druckfeder 12 ist kleiner als der Durchmesser d2 der Innenbohrung 5. Die Druckfeder 12 wird durch einen oder mehrere Spannringe 13 vorgespannt. Die Spannringe 13 sitzen mit Passung h6 in der Innenbohrung 5, die eine Passung H7 hat. Ein Seegering 14, welcher in eine Nut 15 eingeklemmt ist, hält die Spannringe 13 durch Stauchung gegen die Druckfeder 12 gedrückt. Im Einbauzustand übt die Druckfeder 12 durch Vorspannung mittels des Verschließkolbens 8 eine Kraft auf die Dichtungsscheibe 7 aus, wodurch die Eintrittsbohrung 3 flüssigkeitsdicht verschlossen wird. Die Spannkraft der Druckfeder 12 berechnet sich zu Federkonstante mal Stauchung in mm nach nachstehender Formel I: The compression spring 12 has between the turns free passage column. The outer diameter of the compression spring 12 is smaller than the diameter d2 of the inner bore 5. The compression spring 12 is biased by one or more clamping rings 13. The clamping rings 13 sit with fit h6 in the inner bore 5, which has a fit H7. A Seegering 14, which is clamped in a groove 15, keeps the clamping rings 13 pressed by compression against the compression spring 12. In the installed state, the compression spring 12 exerts a force on the sealing disk 7 by means of the prestressing piston 8, whereby the inlet bore 3 is closed in a liquid-tight manner. The clamping force of the compression spring 12 is calculated in terms of spring constant times compression in mm according to the following formula I:
Wie ersichtlich ist, gibt es verschiedene freie Variablen, um die gewünschte Federspannung zu erreichen. Der hydraulische Druck der bei der Eintrittsbohrung 3 zufließenden Flüssigkeit bewirkt, dass sich die Dichtungsscheibe 7 von der planen inneren Dichtfläche 6 gegen die Federkraft der Druckfeder 12 abhebt und der bei der Eintrittsbohrung 3 eintretende Flüssigkeitsstrom am Verschließkolben 8 vorbei, durch einen Spalt 16 zwischen dem Oberteil des Verschließkolbens 8 und der Innenbohrung 5 und zwischen den Windungen der Druckfeder12 in die Innenbohrung 5 fließen kann. As can be seen, there are several free variables to achieve the desired spring tension. The hydraulic pressure of the inflowing at the inlet bore 3 liquid causes the sealing disc 7 lifts off from the plane inner sealing surface 6 against the spring force of the compression spring 12 and entering the inlet bore 3 liquid flow on Verschließkolben 8 over, through a gap 16 between the upper part the Verschließkolbens 8 and the inner bore 5 and between the turns of the compression spring 12 can flow into the inner bore 5.
Vorzugsweise hat der Spalt 16 eine Querschnittsfläche, welche der Querschnittsfläche der Preferably, the gap 16 has a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the
Eintrittsbohrung 3 entspricht. Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Druckhalte- und Regelventils bewegt sich nur die Feder 12 und der Verschließkolben 8. Die Dichtungsscheibe 7 bleibt dabei zwischen dem Verschließkolben 8 und der Dichtfläche 6.  Inlet hole 3 corresponds. During operation of the pressure holding and control valve according to the invention, only the spring 12 and the closing piston 8 moves. The sealing disk 7 remains between the closing piston 8 and the sealing surface 6.
Die Druckfeder 12, der Verschließkolben 8 und die Dichtungsscheibe 7 können sich in der The compression spring 12, the Verschließkolben 8 and the sealing disc 7 may be in the
Austrittsbohrung 5 radial bewegen und ordnen sich, wie Versuche zeigen, im freien Spiel zentrisch in der Innenbohrung 5 ein. Daher kann das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil vorteilhaft auf Seeschiffen eingesetzt werden, wo durch den Wellengang die Ordinatenachse eine Taumelbewegung durchfuhrt. Das Druckhalte- und Regelventil gemäß Fig. 1 kann, wie in Fig. 2 gezeigt ist, zwischen zwei DIN Flanschen 17, 17' unter Verwendung von Flachdichtungen 18, 18' eingebaut werden. Wenn die Flansche 17, 17' Teile von zwei Absperrventilen sind, lässt sich bei laufendem Betrieb durch Zusperren beider Ventile oberhalb und unterhalb des Druckhalte- und Regelventils von Fig. 1 und Lösen von Schraubbolzen 19, 19' das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil leicht ausbauen. Das ausgebaute Druckhalte- und Regelventil wird durch Ausspannen des Seegerings 14 zerlegt und eine andere Druckfeder 12 oder ein zusatzlicher Spannring 13 kann in kurzer Zeit ausgewechselt werden. Exit bore 5 move radially and arrange, as experiments show, in free play centric in the inner bore 5 a. Therefore, the pressure holding and regulating valve according to the invention can advantageously be used on seagoing vessels, where the ordinate axis performs a tumbling motion due to the swell. The pressure holding and regulating valve according to FIG. 1 can, as shown in FIG. 2, be installed between two DIN flanges 17, 17 'using flat gaskets 18, 18'. If the flanges 17, 17 'are parts of two shut-off valves, the pressure holding and regulating valve according to the invention can be easily removed during operation by locking both valves above and below the pressure holding and control valve of FIG. 1 and loosening bolts 19, 19' , The developed pressure holding and control valve is disassembled by relaxing the Seegerings 14 and another compression spring 12 or an additional clamping ring 13 can be replaced in a short time.
In Versuchen mit dem Druckhalte- und Regelventil nach Fig. 1 wurde der Zusammenhang zwischen dem hydrostatischen Druck an der Eintrittsbohrung 3 und der hydraulischen Durchflussleistung der Strömung durch das Druckhalte- und Regelventil untersucht und festgestellt, dass das Verhältnis zweier Drücke gleich der dritten Wurzel aus dem Verhältnis der jeweiligen beiden Volumenströme ist. In experiments with the pressure holding and control valve of FIG. 1, the relationship between the hydrostatic pressure at the inlet bore 3 and the hydraulic flow rate of the flow through the pressure holding and regulating valve was examined and found that the ratio of two pressures equal to the third root of the Ratio of the respective two flow rates.
Wenn H/Ho [mWS/1mWS] den hydrostatischen Druck in dimensionsloser Form undIf H / Ho [mWS / 1mWS] the hydrostatic pressure in dimensionless form and
die hydraulische Durchflussleistung in dimensionsloser Form bezeichnet, gilt folgende Formel für das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil:  designates the hydraulic flow capacity in dimensionless form, the following formula applies to the pressure maintenance and control valve according to the invention:
Anhand der nachstehend beschriebenen Fördereinrichtung wird der vorteilhafte Einsatz des On the basis of the conveyor described below, the advantageous use of the
Druckhalte- und Regelventils erläutert, wobei ein typisches Beispiel für eine Vakuumdestillationsanlage für leicht zersetzliche und/oder polymerisierende Stoffgemische eine Anlage für die Synthese von Acrolein, CAS Nr. 107-02-8, durch Wasserabspaltung aus Glycerin, CAS Nr. 56-81-5 ist. Die Vakuumdestillationsanlage für die Synthese von Acrolein nach Fig. 3 umfasst in einer Vorstufe zur Herstellung eines Zwischenprodukts einen Glycerin-Spaltreaktor 20, einen Kondensator 22, und einen Kondensat-Sammelbehälter 25. Aus dem Glycerin-Spaltreaktor 20 tritt ein heißes Reaktionsgas aus, das aus Acrolein, Acetol CAS Nr. 111 -09-6, Essigsäure CAS Nr. 64-19-7, Wasser und schwerflüchtigen Stoffen besteht. Das Reaktionsgas wird über eine Gasleitung 21 in den Kondensator 22 geleitet und dort bei 0°C vollständig verflüssigt. Das kalte flüssige Kondensat 26 gelangt über eine A typical example of a vacuum distillation unit for easily decomposable and / or polymerizing mixtures a plant for the synthesis of acrolein, CAS No. 107-02-8, by dehydration of glycerol, CAS No. 56-81- 5 is. The vacuum distillation unit for the synthesis of acrolein according to FIG. 3 comprises, in a preliminary stage for the preparation of an intermediate, a glycerol cleavage reactor 20, a condenser 22, and a condensate sump 25. From the glycerol cleavage reactor 20, a hot reaction gas escapes Acrolein, acetol CAS No. 111 -09-6, acetic acid CAS No. 64-19-7, water and low-volatility substances. The reaction gas is passed through a gas line 21 in the condenser 22 and there completely liquefied at 0 ° C. The cold liquid condensate 26 passes through a
Kondensatleitung 23 in den Kondensat-Sammelbehälter 25. Das Kondensat 26 kann je nach dem Volumenstrom des Reaktionsgases im Sammelbehälter 25 einen unterschiedlich hohen Füllstand 27 aufweisen. Durch einen Füllstützen 28 kann in den Kondensat-Sammelbehälter 25 ein Condensate line 23 in the condensate collecting tank 25. The condensate 26 may have a different high level 27 depending on the volume flow of the reaction gas in the collecting tank 25. By a Füllstützen 28 can in the condensate collecting tank 25 a
Polymerisationsinhibitor wie z. B. Hydrochinon zudosiert werden. Polymerization inhibitor such. B. hydroquinone are added.
Das mittels des Polymerisationsinhibitors stabilisierte Kondensat 26 gelangt über eine Förderleitung 29 in einen Saugstutzen einer hermetisch gekapselten Radialkreiselpumpe 31. Die Radialkreiselpumpe 31 hat eine magnetische Kupplung und keine mechanische Antriebswelle und weist daher weder eine Stopfbuchse noch eine Gleitringdichtung noch eine andere Art der Wellendurchführung zum The stabilized by means of the polymerization inhibitor condensate 26 passes via a feed line 29 in a suction of a hermetically sealed centrifugal pump 31. The radial centrifugal pump 31 has a magnetic coupling and no mechanical drive shaft and therefore has neither a stuffing box nor a mechanical seal yet another type of shaft passage to
Antriebsmotor auf. Drive motor on.
Auf einem Austrittsflansch der Radialkreiselpumpe 31 ist eine Förderleitung 32 angeschlossen. In die Förderleitung 32 ist ein Rotameter 33, ein Schwebekörper-Durchflussmessgerät, eingebaut. Zwischen die Förderleitung 32 und die Vakuumleitung 35 ist das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil 34 eingebaut. On an outlet flange of the radial centrifugal pump 31, a delivery line 32 is connected. In the delivery line 32, a rotameter 33, a variable area flowmeter, installed. Between the delivery line 32 and the vacuum line 35, the pressure holding and control valve 34 according to the invention is installed.
Die Vakuumleitung 35 führt in eine Vakuum-Destillationskolonne 37, in welcher reines Acrolein als leichtflüchtiges Kopfprodukt erhalten wird, während die weniger flüchtigen Stoffe wie Wasser, Acetol, Essigsäure und andere schwerflüchtige Stoffe am unteren Ende der Kolonne abgezogen werden. The vacuum line 35 leads to a vacuum distillation column 37, in which pure acrolein is obtained as volatile top product, while the less volatile substances such as water, acetol, acetic acid and other low-volatiles are withdrawn at the bottom of the column.
Das Druckhalte- und Regelventil 34 bewirkt, dass das Kondensat 26 nicht unmittelbar bei stehender oder laufender Radialkreiselpumpe 31 ungeregelt in die Vakuum-Destillationskolonne 37 eingesaugt wird. Darüber hinaus wird die Fördermenge der Radialkreiselpumpe 31 wie folgt auf einen konstanten Volumenstrom Qmax eingeregelt. The pressure holding and control valve 34 has the effect that the condensate 26 is not sucked into the vacuum distillation column 37 in an unregulated manner when the radial centrifugal pump 31 is stationary or running. In addition, the delivery rate of the radial centrifugal pump 31 is adjusted as follows to a constant volume flow Qmax.
Der Zusammenhang zwischen dimensionsloser Förderhöhe H/Ho [mWS/1mWS] und dimensionsloser Förderleistung Q/Qo [m3/h/1m3/h] in einer Radialkreiselpumpe lautet The relationship between dimensionless head H / Ho [mWS / 1mWS] and dimensionless flow Q / Qo [m 3 / h / 1m 3 / h] in a radial centrifugal pump is
Diese Gleichung, nach Formel IV hat nur eine positive Lösung für Qmax. Da C1 nur von der This equation, according to formula IV, has only one positive solution for Qmax. Since C1 only from the
Federkonstanten und der Vorspannung der Druckfeder 12 abhängt, d.h. von der Anzahl der Spannringe 13, welche in das erfindungsgemäße Druckhalte- und Regelventil 34 eingebaut sind, kann zu jeder Radialkreiselpumpe, deren Konstanten C2 und C3 festliegen, ein für den Zufluss zur Vakuum- Destillationskolonne 37 passendes Qmax eingestellt und eingehalten werden. Der Zusammenhang zwischen dimensionsloser Förderhöhe und dimensionsloser Spring constants and the bias of the compression spring 12 depends, ie on the number of clamping rings 13, which are installed in the pressure holding and control valve 34 according to the invention, for each radial centrifugal pump whose constants C2 and C3 are fixed, one for the inflow to the vacuum distillation column 37th appropriate Qmax be set and respected. The relationship between dimensionless head and dimensionless
Förderleistung ] in einer Radialkreiselpumpe und der Zusammenhang zwischen dimensionsloser Förderhöhe H/Ho [m WS/1 m WS] und dimensionsloser Förderleistung Q/Qo bei dem Druckhalte- und Regelventil 34 ist in Fig.4 graphisch dargestellt, wobei der Wert Qmax auf den Schnittpunkt zwischen den beiden Kurven fällt. output ] in a radial centrifugal pump and the relationship between dimensionless head H / Ho [m WS / 1 m WS] and dimensionless flow Q / Qo in the pressure holding and control valve 34 is shown graphically in Figure 4, wherein the value Qmax falls on the intersection between the two curves.
Die folgenden Tabellen 1 bis 3 sind Beispiele für den Einfluss der Konstanten C1 auf die maximale Durchflussleistung Qmax der Radialkreiselpumpe. Je größer die Konstante C1 ist, desto kleiner wird der Wert, auf den die maximale Durchflussleitung der Radialkreiselpumpe beschränkt wird. Der Schnittpunkt, bei dem Qmax liegt, iässt sich nach der vorstehenden Gleichung nach FORMEL IV theoretisch bestimmen, kann auch empirisch aus Tabellen wie den Tabellen 1 bis 3 bestimmt werden. The following Tables 1 to 3 are examples of the influence of the constant C1 on the maximum flow rate Qmax of the radial centrifugal pump. The larger the constant C1, the smaller becomes the value to which the maximum flow passage of the centrifugal pump is restricted. Of the The intersection point at which Qmax lies can be theoretically determined according to the above equation according to FORMULA IV can also be determined empirically from tables such as Tables 1 to 3.
Die Angabe„Qmax/Qo" bezeichnet die näherungsweise Lage des Wertes, bei dem die Kurven gemäß den Formeln II und II sich schneiden und bei dem die Durchflussmenge eingeregelt wird. The term "Qmax / Qo" denotes the approximate position of the value at which the curves according to formulas II and II intersect and at which the flow rate is adjusted.
W W
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

Claims

Patentansprüche claims
1. 1.
Fördereinrichtung für eine Vakuumdestillationsanlage für leicht zersetzliche und/oder polymeristerender Stoffgemische, insbesondere Acrolein, bei derein in einer Vorstufe gebildetes Zwischenprodukt durch eine Pumpe in eine Vakuum-Destillationskolonne (37) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass  Conveying device for a vacuum distillation plant for easily decomposable and / or polymerizing mixtures, in particular acrolein, in which a precursor formed in a precursor is pumped by a pump into a vacuum distillation column (37), characterized in that
die Pumpe eine hermetisch gekapselten Radialkreiselpumpe (31) mit magnetische Kupplung Ist, und dass  the pump is a hermetically sealed radial centrifugal pump (31) with magnetic coupling, and that
zwischen der Radialkreiselpumpe (31) und der Vakuum-Destillationskolonne (37) ein Druckhalte- und Regelventil (34) vorgesehen ist, das ausgelegt ist, um die  between the radial centrifugal pump (31) and the vacuum distillation column (37) a pressure holding and control valve (34) is provided, which is designed to the
Durchflussleistung der Radialkreiselpumpe (31) auf einen vorbestimmten Wert einzuregeln.  Adjust the flow rate of the radial centrifugal pump (31) to a predetermined value.
2. Second
Fördereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Zusammenhang zwischen der dimensionsloser Förderhöhe H/Ho [m WS/1 m WS] und dimensionsloser Förderleistung  Conveying device according to claim 1, wherein the predetermined relationship between the dimensionless delivery height H / Ho [m WS / 1 m WS] and dimensionless delivery
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
durch die Wahl der Konstante C1 der Schnittpunkt zwischen den Kurven nach Formel II und Formel III an der Stelle liegt, die der Soll-Durchflussmenge des Stoffgemischs entspricht. by selecting the constant C1, the point of intersection between the curves according to formula II and formula III is at the point which corresponds to the desired flow rate of the substance mixture.
3. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der3. A conveyor according to claim 1, characterized in that between the
Radialkreiselpumpe (31) und dem Druckhalte- und Regelventil (34) ein Rotameter (33) angeordnet ist. Radial centrifugal pump (31) and the pressure holding and control valve (34) a rotameter (33) is arranged.
4. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe einen Spaltreaktor (20), einen dem Spaltreaktor (20) nachgeschalteten Kondensator (22) und einen dem Kondensator (22) nachgeschalteten Kondensat-Sammelbehälter (25) aufweist, der mit einem Einlass der Radialkreiselpumpe (31) verbunden ist. 4. A conveyor according to claim 1, characterized in that the precursor has a cleavage reactor (20), a cleavage reactor (20) downstream of the condenser (22) and a condenser (22) downstream condensate collection container (25) having an inlet the radial centrifugal pump (31) is connected.
5. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckhatte- und Regelventil (34) umfasst: 5. A conveyor according to claim 1, characterized in that the Druckhatte- and control valve (34) comprises:
ein zylindrisches Ventilgehäuse (1) mit einer Oberseite (2), in der eine zentrale  a cylindrical valve housing (1) with a top (2) in which a central
Eintrittsbohrung (3) mit einem Durchmesser d1 vorgesehen ist, und mit einer Unterseite Entry bore (3) is provided with a diameter d1, and with a bottom
(4) , in der eine Innenbohrung (5) vorgesehen ist, deren Durchmesser d2 größer ist als der der Durchmesser der Eintrittsbohrung (3) und die einen Auslass des Druckhalte- und Regelventils bildet, (4) in which an inner bore (5) is provided, whose diameter d2 is greater than that of the diameter of the inlet bore (3) and which forms an outlet of the pressure holding and control valve,
einen Verschließkolben (8) mit einem Oberteil (9), dessen Durchmesser d3 kleiner als der Durchmesser d2 der Innenbohrung (5) und größer als der Durchmesser d1 der  a closure piston (8) with an upper part (9) whose diameter d3 is smaller than the diameter d2 of the inner bore (5) and larger than the diameter d1 of the
Eintrittsbohrung (3) ist,  Inlet bore (3),
eine frei bewegliche, kreisförmige Dichtungsscheibe (7) aus einem Elastomer zwischen dem Verschießkolben (8) und einer Innen-Dichtfläche (6), die zwischen der Innenbohrung a freely movable, circular sealing disc (7) made of an elastomer between the sealing piston (8) and an inner sealing surface (6) between the inner bore
(5) und der Eintrittsbohrung (3) an einer Innenseite des Ventilgehäuses (1) gebildet ist, und durch (5) and the inlet bore (3) on an inner side of the valve housing (1) is formed, and
eine Druckfeder (12), die in der Innenbohrung (5) abgestützt ist und über den  a compression spring (12) which is supported in the inner bore (5) and over the
Verschließkolben (8) die Dichtungsscheibe (7) gegen die Innen-Dichtfläche (6) drückt.  Locking piston (8) presses the sealing washer (7) against the inner sealing surface (6).
6. Fördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 6. Conveying device according to claim 5, characterized in that the
Dichtungsscheibe (7) einen Durchmesser d4 hat, der größer ist als der Durchmesser d1 der Eintrittsbohrung (3) plus der radialen Erstreckung der Innen-Dichtfläche (6), und der kleiner ist als der Durchmesser d3 eines Oberteils (9) des Verschließkolbens (8).  Sealing disk (7) has a diameter d4 which is greater than the diameter d1 of the inlet bore (3) plus the radial extent of the inner sealing surface (6), and which is smaller than the diameter d3 of an upper part (9) of the Verschließkolbens (8 ).
7. Fördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (2) und die Unterseite (4) des Ventilgehäuses (1) als plane Dichtungsflächen ausgebildet sind. 7. A conveyor according to claim 5, characterized in that the upper side (2) and the underside (4) of the valve housing (1) are designed as planar sealing surfaces.
8. 8th.
Fördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Oberteil (9) des Verschließkotbens (8) und der Innenbohrung (5) gebildeter Spalt (16) eine Querschnittsfläche hat, die der Querschnittsfläche der Eintrittsbohrung (3) entspricht.  Conveying device according to claim 5, characterized in that between the upper part (9) of the Verschließkotbens (8) and the inner bore (5) formed gap (16) has a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the inlet bore (3).
9. 9th
Fördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (12) über einen über eine Nut (15) n der Innenbohrung (5) angeordneten Seegering (14) in der Innenbohrung (5) abgestützt ist.  Conveying device according to claim 5, characterized in that the compression spring (12) via a via a groove (15) n of the inner bore (5) arranged Seegering (14) in the inner bore (5) is supported.
10. 10th
Fördereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Seegering (14) und der Druckfeder (12) wenigstens ein Spannring (13) zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder (12) angeordnet ist.  Conveying device according to claim 9, characterized in that between the Seegering (14) and the compression spring (12) at least one clamping ring (13) for adjusting the bias of the compression spring (12) is arranged.
11. 11th
Fördereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (1) und der Verschließkolben (8) aus Metall sind.  Conveying device according to claim 5, characterized in that the valve housing (1) and the closing piston (8) are made of metal.
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