ES2290189T3 - Dispositivo para la realizacion de procesos con intercambio de materia. - Google Patents
Dispositivo para la realizacion de procesos con intercambio de materia. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2290189T3 ES2290189T3 ES01988029T ES01988029T ES2290189T3 ES 2290189 T3 ES2290189 T3 ES 2290189T3 ES 01988029 T ES01988029 T ES 01988029T ES 01988029 T ES01988029 T ES 01988029T ES 2290189 T3 ES2290189 T3 ES 2290189T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- wire
- holes
- liquid
- wire loops
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
- B01D19/0047—Atomizing, spraying, trickling
-
- 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
- B01D3/06—Flash distillation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
- B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
- B29B2013/005—Degassing undesirable residual components, e.g. gases, unreacted monomers, from material to be moulded
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S159/00—Concentrating evaporators
- Y10S159/10—Organic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Dispositivo para la realización de procesos con intercambio de materia en el caso de líquidos de elevada viscosidad, especialmente para la evaporación y/o la desgasificación de polímeros o de fusiones de polímeros, constituido por un recipiente (1), dispuesto de manera vertical, con una alimentación (4) para el líquido a ser tratado, con una salida (7) para los componentes volátiles y con una salida (6) para el líquido tratado, estando dotada la alimentación (4) con un órgano de distribución (3) con una pluralidad de orificios (8, 10) para la distribución del líquido de elevada viscosidad, que debe ser tratado, en una pluralidad de corrientes individuales, y los orificios (8, 10) están en comunicación con elementos para el intercambio de materia, dispuestos de manera vertical, caracterizado porque los elementos para el intercambio de materia están constituidos respectivamente por un bucle formado por un alambre, en el que fluye hacia abajo el líquido de elevada viscosidad en forma de una corriente estratificada bajo el efecto de la fuerza de la gravedad.
Description
Dispositivo para la realización de procesos con
intercambio de materia.
La invención se refiere a un aparato de
ingeniería química para la realización de procesos con intercambio
de materia en el caso de líquidos con elevada viscosidad,
especialmente para la evaporación y la desgasificación de fusiones
de polímeros. El aparato está basado fundamentalmente en un
recipiente dispuesto de manera vertical, en el cual se subdivide el
líquido altamente viscoso, a ser tratado, en una pluralidad de
corrientes individuales, que descienden bajo la acción de la fuerza
de la gravedad hasta el cajón de decantación del recipiente.
Los procesos con intercambio de materia
importantes, en el caso de los líquidos, son la evaporación y la
desgasificación de soluciones, de dispersiones o de fusiones.
Especialmente, en el caso de la obtención de materiales sintéticos
polímeros se presenta el problema de separar los productos de bajo
peso molecular, por ejemplo el agua o los monómeros, de la fusión
del material sintético, puesto que tales productos tienen un efecto
negativo sobre la calidad del producto o son, incluso, parcialmente
tóxicos.
Para la evaporación de fusiones de polímeros se
emplean, según el estado de la técnica, frecuentemente evaporadores
de capa delgada, como los que se han descrito en las publicaciones
DE 3 310 676 A1, DE 4 328 013 A1 y US 3 630 689. El inconveniente
de tales máquinas consiste en los costes de inversión relativamente
elevados y, ante todo, en el desgaste por rozamiento de las piezas
giratorias de tales máquinas.
Además, se conocen evaporadores en cordón, en
los cuales la fusión de los polímeros se subdivide en un recipiente
dispuesto de manera vertical, por medio de una placa perforada de
toberas, en una pluralidad de cordones o de hilos individuales, que
recorren el recipiente desde arriba hacia abajo separados y
paralelos entre sí y se reúnen de nuevo en el fondo del recipiente.
La fusión de los polímeros se separa por lo tanto en la cabeza del
recipiente en cordones, que se estrechan en caída libre bajo el
efecto de la fuerza de la gravedad y se sumergen en el fondo del
recipiente en el cajón de decantación de la fusión. Tales aparatos
han sido descritos en las memorias descriptivas de las patentes US
2 719 776, US 5 024 728 y US 4 934 433. Un inconveniente fundamental
de los aparatos descritos consiste en que éstos son adecuados
únicamente para aquellos líquidos, que forman hilos largos
independientes tras la salida por la placa de toberas, de manera
parecida a lo que ocurre en un proceso de hilatura. Otro
inconveniente consiste en que únicamente puede realizarse un tiempo
de residencia prolongado en el recinto de desgasificación con ayuda
de un tramo descendente muy largo y, por lo tanto, con una gran
altura de construcción del aparato.
En la publicación DE 22 43 024 A1 se ha descrito
un dispositivo para el intercambio de materia en procedimientos de
ingeniería química, en el que los elementos para el intercambio de
materia están constituidos por chapas, dispuestas de manera
vertical, con escotaduras. Según una variante, las superficies de
intercambio pueden estar constituidas también por tela metálica
constituida por varios alambres unidos entre sí o por metal
estirado. El inconveniente consiste en que son grandes las
superficies metálicas recorridas por la fusión de la
policondensación de tal manera que, el intercambio de materia tiene
lugar sólo de manera limitada. La publicación no describe nada
sobre la desgasificación de las soluciones polímeras acabadas.
Además, en la publicación CA 2 168 630 se
describe un procedimiento para la obtención de policarbonato, en el
cual se subdivide una mezcla de monómeros y de polímeros sobre una
pluralidad de alambres individuales dispuestos verticalmente en un
reactor, a lo largo de los cuales fluye hacia abajo la mezcla
líquida y se termina de polimerizar durante este proceso. La
polimerización tiene lugar por lo tanto en un cordón líquido
delgado, que rodea al alambre; es decir que se preestablece en el
reactor una zona definida de polimerización mediante los alambres
dispuestos de manera vertical. En la publicación no se describe nada
sobre la desgasificación de las soluciones polímeras acabadas.
La invención tiene como tarea desarrollar un
aparato para la ingeniería química destinado a procesos con
intercambio de materia, que garantice un prolongado tiempo de
residencia del producto en el recinto gaseoso manteniéndose un
espectro del tiempo de residencia tan estrecho como sea posible y
que es adecuado, también, para líquidos de elevada viscosidad, en
los cuales se perturba o se impide la formación de cordones o bien
de hilos coherentes debido a la formación de espuma o de
burbujas.
Esta tarea se resuelve, a partir del dispositivo
descrito al principio, con un recipiente dispuesto de manera
vertical, según la invención, mediante la disposición de bucles de
alambre adyacentes sobre la conducción del líquido en el
recipiente, esencialmente paralelos con respecto al plano vertical,
sobre cuyo extremo superior se ha previsto respectivamente, al
menos, una alimentación de líquido para la introducción de una
corriente parcial, que fluye hacia abajo a lo largo de los bucles
de alambre. En este caso el concepto de "paralelamente con
respecto al plano vertical" significa que el plano del bucle de
alambre coincide con el plano vertical, pudiéndose tolerar sin
embargo pequeñas desviaciones, sin problemas. La corriente parcial
que fluye sobre el bucle de alambre una lámina líquida en el caso
de un líquido altamente viscoso, que no forme espuma y, en el caso
de un líquido que forme espuma, representa una capa delgada que se
extiende de manera parcial o total sobre el plano del bucle de
alambre. En ambos casos el líquido está limitado y es conducido por
el bucle de alambre. El líquido se alimenta de manera continua
sobre el extremo superior del bucle de alambre. Éste se desprende
nuevamente por goteo en el extremo superior. El bucle de alambre
tiene el efecto de estabilizar y de mantener la delgada capa de
líquido o la lámina en estado fluyente, habiéndose establecido ya
grandes superficies de contacto entre las fases para el intercambio
de materia.
El objeto de la invención está constituido por
un dispositivo para la realización de procesos con intercambio de
materia en el caso de líquidos de alta viscosidad, especialmente
para la evaporación y/o la desgasificación de fusiones de polímeros
según la reivindicación 1.
Los bucles de alambre pueden tener una geometría
variable, por ejemplo forman cuadrados, rectángulos o triángulos
como forma. Los bucles de alambre están ondulados preferentemente a
partir de alambre de acero con un espesor comprendido entre 0,5 y 6
mm y tienen, según el campo de aplicación, preferentemente una
longitud (altura) comprendida entre 0,5 y 4 m.
En un dispositivo preferente, el órgano de
distribución es un plato perforado.
Preferentemente, el órgano de distribución
presenta, según una variante, al menos un tubo dispuesto de manera
horizontal que tiene aberturas dirigidas hacia abajo y/o hacia
arriba (es decir contra el sentido de flujo del líquido) para la
salida del líquido de elevada viscosidad.
Preferentemente, los bucles de alambre están
dispuestos de manera desprendible en la zona de las aberturas en el
órgano de distribución para mejorar su limpieza.
Es especialmente ventajoso un dispositivo en el
que el órgano de distribución esté constituido por al menos un tubo
dispuesto de manera horizontal, que presente aberturas en forma de
ranuras dirigidas hacia arriba.
Los tubos del de distribución tienen, de manera
especialmente preferente, un diámetro interno comprendido entre 10
y 100 mm. La anchura de las ranuras de las aberturas toma de manera
especialmente preferente valores comprendidos entre 0,2 y 10 mm y
la longitud de las ranuras está comprendida, de manera especialmente
preferente, entre 10 y 100 mm.
Otra variante preferente del dispositivo, que
puede limpiarse fácilmente, es aquella en la que el órgano de
distribución está constituido por, al menos, un tubo dispuesto de
manera horizontal, que presente aberturas en forma de ranura,
dirigidas hacia arriba, en las que estén colgados los bucles de
alambre.
Para aumentar todavía más la estabilidad los
bucles de alambre pueden estar fijados adicionalmente sobre el
fondo del recipiente en una realización del dispositivo
especialmente preferente.
En una realización preferente, los bucles de
alambre pueden ser calentados, especialmente por medio de una
calefacción por resistencia eléctrica.
Otra variante preferente del dispositivo se
caracteriza porque los órganos de distribución están formados por
tubos intercambiadores de calor con aberturas, dispuestos
verticalmente en el recipiente, que desembocan en el recipiente,
sobre cuyos extremos inferiores se han fijado los bucles de
alambre.
La superficie abarcada por un bucle de alambre
está comprendida, preferentemente, entre 0,5 cm^{2} y 2.500
cm^{2}.
Otra configuración preferente del dispositivo se
caracteriza porque los bucles de alambre se estrechan en el sentido
de flujo del líquido y, especialmente, están acabados en su extremo
inferior con un ángulo agudo.
En una realización especial del dispositivo se
ha configurado el recipiente de manera que pueda ser calentado y/o
refrigerado, para mejorar el intercambio de calor. Especialmente, el
recipiente presenta una doble camisa para una calefacción eléctrica
o para la conducción de un medio caloportador.
Otra alternativa de la invención consiste en que
los bucles de alambre no están fijados sobre un tubo de distribución
o bien sobre una placa de distribución o sobre los tubos
intercambiadores de calor como se ha descrito precedentemente, sino
que se han dispuesto sobre el fondo del recipiente por medio de un
soporte correspondiente pero que conducen hasta los orificios del
tubo de distribución o bien de la placa de distribución o hasta los
tubos verticales intercambiadores de calor.
Con la invención se consiguen las ventajas
indicadas a continuación frente a los dispositivos conocidos en el
estado de la técnica:
En comparación con un evaporador de cordones,
pueden conseguirse tiempos de residencia del producto
considerablemente mayores en el recinto para los gases.
Mediante la elección de la geometría de los
bucles de alambre (especialmente la longitud y la superficie!)
puede modificarse además el tiempo de residencia dentro de amplios
límites y puede adaptarse a las necesidades específicas del
proceso.
En la publicación CA 2 168 630 se han descrito
alambres dispuestos verticalmente para prolongar el tiempo de
residencia del producto en un reactor. En este caso se ha asociado
un alambre con una o con varias aberturas para la salida del
producto. El producto fluye hacia abajo sobre los alambres
verticales debido a la acción de la fuerza de la gravedad. Mediante
la adherencia del producto sobre la superficie del alambre se
generan esfuerzos cortantes, que se oponen a la fuerza de la
gravedad especialmente en el caso de productos con elevada
viscosidad. De este modo, puede prolongarse el tiempo de residencia
medio del producto frente a los hilos con caída libre (como ocurre
en el evaporador de cordones).
Frente al dispositivo reactor con un simple
alambre vertical, el dispositivo según la invención con bucle de
alambre, que obligatoriamente no es estrictamente vertical en toda
su longitud, tiene diversas ventajas:
Los bucles de alambre se recubren frecuentemente
con una espuma de polímero, que no penetra de manera homogénea en
el recipiente para la desgasificación sino que, por el contrario,
los orificios individuales para el producto quedan sometidos a
oscilaciones de caudal. Un alambre vertical sólo puede compensar en
pequeña medida estas pulsaciones de producto, con lo cual la
calidad del producto en la salida sufre también considerables
oscilaciones. Un simple bucle de alambre compensa estas
oscilaciones desde varios puntos de vista. Además, pueden ajustarse
de una manera más flexible la distribución del tiempo de residencia
del producto y el tiempo de residencia medio del producto. Las
ventajas son, en detalle:
- \bullet
- mediante la disposición, en la cual recibe un aporte de producto más de un segmento de alambre vertical, se homogeneiza el recorrido del producto sobre los alambres debido al efecto laminar.
- \bullet
- Mediante el estrechamiento de los bucles de alambre (los alambres dirigidos hacia abajo no están orientados de una manera exactamente vertical) diversas aberturas para la entrada del producto pueden humedecer a un bucle de alambre con producto. De este modo, se produce una considerable homogeneización en el caso de una alimentación pulsante a partir de los orificios individuales (en total el aporte del producto es constante, por regla general, por medio de una bomba conectada aguas arriba).
- \bullet
- Mediante las conexiones transversales preferentes de los alambres (transversalmente con respecto a la fuerza de la gravedad) se genera una resistencia adicional al flujo para el producto (conocida como coeficiente de penetración Cw o como coeficiente de pérdida de presión Cd). Especialmente mediante una rejilla dispuesta transversalmente con respecto al sentido de flujo, con una determinada densidad de empaquetadura se obtienen ventajas en lo que se refiere al tiempo de residencia ajustable para el producto con relación a la superficie del alambre y con respecto a la homogeneización descrita.
Pueden emplearse varias rejillas de alambre
dispuestas de manera apilada, transversalmente con respecto al flujo
del producto, incluso en varias capas, con lo cual se produce una
elevada flexibilidad con respecto a la concepción de la deseada
resistencia al flujo. En el caso de productos con elevada
viscosidad, la rejilla puede tener, en la mayoría de los casos, una
abertura de malla grosera. La rejilla actúa sin embargo también en
el caso de líquidos de baja viscosidad cuando la densidad de
empaquetadura de los alambre se angosta: un haz estrecho, que choque
de manera temporalmente intermitente, de manera vertical, sobre una
superficie tamizadora, se alarga en el espacio y abandona la
superficie tamizadora con un caudal aproximadamente constante.
Mediante la reticulación de los bucles de
alambre entre sí (rejilla) se produce, además, una estabilidad
mecánica sensiblemente mayor frente a la del dispositivo conocido
con alambres que cuelgan simplemente.
Por lo tanto es especialmente preferente un
dispositivo caracterizado porque se han dispuesto por debajo de los
orificios, adicionalmente una o varias rejillas de alambre apiladas,
dispuestas de manera sensiblemente horizontal.
Además es preferente también una variante del
dispositivo, en la que los extremos superiores de los bucles de
alambre están dispuestos en orificios diferentes, especialmente
sobre orificios distantes, que no estén dispuestos directamente de
manera contigua entre sí.
Debido al flujo estratificado definido de los
medios con elevada viscosidad en los bucles de alambre se consigue
un estrecho espectro del tiempo de residencia. Esto significa que
todos los elementos del volumen del líquido pasan en el aparato
aproximadamente a través de los mismos procesos termodinámicos. Esto
tiene como consecuencia una mayor homogeneidad en la calidad del
producto, especialmente de los productos térmicamente sensibles.
En el recinto para los gases se pone a
disposición una gran superficie límite entre las fases para el
intercambio de materia, en contra de lo que ocurre en el caso de
los dispositivos conocidos.
El aparato según la invención es adecuado para
la desgasificación tanto de polímeros formadores de espuma como
también para polímeros que no formen espuma. En el caso de la
desgasificación de polímeros que formen espuma podrán combinarse,
con relación a la efectividad de la desgasificación, las ventajas de
una desgasificación en capa delgada con las ventajas de una
desgasificación de la espuma.
La superficie total de los bucles de alambre,
constituidos por metal, es proporcionalmente pequeña de tal manera
que se reduce en gran medida el peligro de un deterioro del producto
producido por reacciones químicas no deseadas sobre las superficies
metálicas (por ejemplo procedimientos de craqueo).
\newpage
El coste de la instalación para la realización
de los dispositivos según la invención es comparativamente menor
que en el caso de los dispositivos conocidos.
Los principales campos de aplicación de la
invención consisten, como ya se ha descrito, en la evaporación y en
la desgasificación de fusiones de polímeros con elevada viscosidad
especialmente en el intervalo de viscosidades comprendido entre
0,01 y 40.000 Pa.s, así como también para reacciones químicas
específicas entre la capa de líquido en el bucle de alambre y el
recinto para gases circundante, que contenga un componente gaseoso
reactivo, así como para reacciones de condensación.
Otro objeto de la invención consiste por lo
tanto en el empleo del dispositivo según la invención para la
evaporación y la desgasificación de líquidos con elevada viscosidad,
especialmente para la evaporación y/o la desgasificación de
soluciones o de fusiones de polímeros según la reivindicación de
utilización 15, de forma especialmente preferente para soluciones o
fusiones de policarbonato, y al empleo para la realización de
reacciones químicas entre la capa líquida en el bucle de alambre y
el recinto para gases circundante, que contenga un componente
gaseoso reactivo, así como para las reacciones de condensación,
según la reivindicación de utilización 16.
La invención se explica a continuación con mayor
detalle mediante las figuras, por medio de los ejemplos.
Se muestra:
en la figura 1 una realización de principio de
un aparato para el intercambio de materia con bucles de alambre
incorporados,
en la figura 2 un tubo de distribución con
orificios para los líquidos y con bucles de alambre asociados con
los orificios,
en las figuras 3a, b la disposición de los
bucles de alambre sobre una placa de toberas en sección longitudinal
(figura 3a) y en sección transversal (figura 3b),
en las figuras 4a, b una disposición de los
bucles de alambre en sección longitudinal (figura 4a) y en sección
transversal (figura 4b) sobre tubos intercambiadores de calor
dispuestos de manera vertical, estando asociado con cada tubo
intercambiador de calor un bucle de alambre,
en las figuras 5a, b una disposición de los
bucles de alambre en sección longitudinal (figura 5a) y en sección
transversal (figura 5b) sobre tubos intercambiadores de calor
dispuestos de manera vertical, habiéndose asociado respectivamente
un bucle de alambre con dos tubos contiguos intercambiadores de
calor,
en la figura 6 una disposición de dos rejillas
horizontales dispuestas adicionalmente,
en la figura 7 una disposición de los bucles de
alambre sobre tubos intercambiadores de calor dispuestos de manera
vertical estando unidos entre sí los extremos de los bucles de
alambre, que están alejados de los orificios,
en la figura 8a la disposición según la figura 7
esquemáticamente y visto desde abajo,
en la figura 8b un detalle a mayor escala de la
figura 8a.
Ejemplo
1
Según la figura 1 se han dispuesto en un
recipiente de desgasificación 1, dispuesto de manera vertical,
cuatro bucles de alambre 2 que se extienden también en dirección
vertical. Los bucles de alambre 2 están fijados sobre un órgano de
distribución 3 que discurre de manera horizontal, que se ha
realizado en este caso en forma de tubo. El tubo de distribución 3
está unido con una alimentación de producto 4. El producto
desgasificado se descarga por el cajón de decantación 5 del
recipiente 1 con ayuda de una bomba de rueda dentada 6. Los vahos,
que se forman durante la desgasificación, son retirados a través de
la tubuladura 7. A través de la tubuladura 7 puede ajustarse en el
recipiente 1 una presión reducida predeterminada. El recipiente 1
puede ser calentado con una calefacción eléctrica (no
mostrada).
Por la figura 2 puede verse que los bucles de
alambre 2 están fijados sobre el tubo de distribución 3. Éstos
están colgados en los orificios 8 en forma de ranura, dispuestos
sobre la mitad superior del tubo de distribución 3 de tal manera,
que el orificio 8, en forma de ranura, se extiende en la dirección
longitudinal a través de toda la anchura del bucle de alambre, de
tal manera que el bucle de alambre entra en contacto a través de
toda su anchura con un líquido de producto que debe ser
desgasificado. Las ranuras 8 tienen forma de semicírculo dirigido
hacia arriba de tal manera que el líquido del producto pueda fluir
hacia abajo alrededor del tubo 3 y sean recorridas las superficies
del tubo por el producto. Una ventaja de esta disposición consiste
en que se aumenta el tiempo de residencia del líquido del producto.
Puede conseguirse un aumento adicional del tiempo de residencia del
líquido del producto mediante un aumento del diámetro del tubo. Al
mismo tiempo se reduce así el gradiente de presión en el tubo y,
por lo tanto, se hace más homogéneo el caudal en las aberturas 8 en
forma de ranura. Los tubos 3 tienen un diámetro interno de 16 mm. La
anchura de las ranuras toma un valor, por ejemplo, de 3 mm y la
longitud de la ranura toma un valor, aproximadamente, de 27 mm. Los
bucles de alambre 2 se estrechan en sus extremos inferiores sobre
el cajón de decantación. En una variante están unidos entre sí los
extremos agudos de los bucles de alambre 2, contiguos, por medio de
un alambre 13 soldado sobre los mismos.
Ejemplo
2
En otra disposición de evaporador según la
figura 3 (vista lateral y vista en planta desde arriba), el órgano
de distribución para la alimentación del líquido del producto está
constituido por una placa de toberas 9 con orificios 10. Los bucles
de alambre 2 están fijados sobre el lado inferior de la placa de
toberas 9, por ejemplo están soldados o estañados sobre la misma.
El líquido del producto se alimenta a través de un conducto de
alimentación 11, que cubre toda la sección transversal de la placa
de toberas 9. El conducto de alimentación 11 puede realizarse
también como tubo intercambiador de calor.
Ejemplo
3
El órgano de distribución, como en los ejemplos
1 y 2, puede estar constituido también de la manera siguiente.
Según la representación en las figuras 4 y 5, el líquido del
producto se alimenta a un bucle de alambre 2 por medio de tubos
intercambiadores de calor 12 dispuestos de manera vertical en el
recipiente 1. Los bucles de alambre 2 están dispuestos, en la
realización según la figura 4, respectivamente en la salida de los
tubos intercambiadores de calor 12; es decir que los tubos
intercambiadores de calor sirven, en este caso, directamente como
soportes para los bucles de alambre 2. Los bucles de alambre 2 están
unidos en sus extremos inferiores en forma de rejilla por medio de
traviesas 13, por motivos de estabilidad (véase la vista en planta
desde arriba). En la variante de la realización según la figura 5
se han dispuesto los bucles de alambre 2, por el contrario,
respectivamente sobre dos tubos intercambiadores de calor 12
contiguos de tal manera que el líquido es alimentado
respectivamente a través de dos alimentaciones de líquido en un
bucle de alambre 2. También en esta realización se han unido entre
sí los extremos, que terminan en punta, de los bucles de alambre,
por medio de traviesas 13.
Los bucles de alambre 2 están arqueados en todos
los ejemplos, precedentemente citados, a partir de un alambre de
acero con un espesor de 1,5 mm y tienen una longitud (altura del
bucle) de 1,5 m. Se ha acreditado especialmente, como se ha
representado en las figuras, una forma parecida a un triángulo,
encontrándose los vértices del triángulo en el extremo inferior; es
decir que los bucles de alambre se estrechan desde arriba hacia
abajo en el sentido de flujo del líquido.
Durante el funcionamiento se ajustará la
corriente cuantitativa del líquido de producto (dosificación)
alimentada al aparato de tal manera, que se forme en una superficie
abarcada por un bucle de alambre (plano del bucle de alambre) un
flujo estratificado definido. El líquido alimentado en el extremo
superior a través de los orificios 8 o bien 10 en el órgano de
distribución o a través de los tubos individuales 12, se distribuye
homogéneamente sobre el plano del bucle de alambre. El alambre actúa
en este caso como límite y como elemento conductor
aerodinámico.
En el extremo inferior de los bucles de alambre
se desprende, por goteo, el líquido del producto desgasificado en
el cajón de decantación en el fondo del recipiente.
Sorprendentemente se forma este flujo estratificado (flujo en forma
de película) incluso en el caso de una fusión de polímeros que forme
espuma de tal manera que se dan las condiciones previas de
ingeniería química para una desgasificación combinada en forma de
película y en forma de espuma con lo cual se consigue una elevada
efectividad para la desgasificación. La eliminación de la espuma de
las fusiones de polímeros en el recipiente para la desgasificación
puede conseguirse específicamente reduciéndose la presión total en
el recipiente por debajo de la presión de vapor del componente
líquido que debe ser eliminado del polímero. Otra posibilidad para
la formación de la espuma y para mejorar la efectividad de la
desgasificación consiste en que se añadan al polímero agentes de
arrastre como paso previo a su entrada en el recipiente, que puedan
introducirse en la fusión, bajo dispersión, con ayuda de un
mezclador estático.
Ejemplo
4
Las figuras 7, 8a y 8b describen otra
disposición del evaporador en el que están unidos tubos
intercambiadores de calor 12 verticales, alejados entre sí, sobre
sus orificios con los extremos de los bucles de alambre. De este
modo se atenúa adicionalmente el flujo de producto, cuando se lleve
a cabo el tratamiento de polímeros, dentro del evaporador y se
compensan las pulsaciones del caudal.
Cuando se dispongan por debajo de los bucles de
alambre 2 además otras dos rejillas 15, como se ha representado en
la figura 6, se conseguirá una homogeneización adicional del flujo
del producto. En el caso de las redes en forma de rejilla 15
mostradas, ligeramente combadas hacia el centro, se posibilita
además una cierta conducción de la corriente del producto hacia un
punto situado directamente por encima de la descarga del producto
6.
Claims (16)
1. Dispositivo para la realización de procesos
con intercambio de materia en el caso de líquidos de elevada
viscosidad, especialmente para la evaporación y/o la desgasificación
de polímeros o de fusiones de polímeros, constituido por un
recipiente (1), dispuesto de manera vertical, con una alimentación
(4) para el líquido a ser tratado, con una salida (7) para los
componentes volátiles y con una salida (6) para el líquido tratado,
estando dotada la alimentación (4) con un órgano de distribución (3)
con una pluralidad de orificios (8, 10) para la distribución del
líquido de elevada viscosidad, que debe ser tratado, en una
pluralidad de corrientes individuales, y los orificios (8, 10)
están en comunicación con elementos para el intercambio de materia,
dispuestos de manera vertical, caracterizado porque los
elementos para el intercambio de materia están constituidos
respectivamente por un bucle formado por un alambre, en el que fluye
hacia abajo el líquido de elevada viscosidad en forma de una
corriente estratificada bajo el efecto de la fuerza de la
gravedad.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el órgano de distribución es una placa
perforada.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque el órgano de distribución (3) presenta,
al menos, un tubo (3) dispuesto de manera horizontal, que presenta
orificios (8) dirigidos hacia abajo y/o hacia arriba.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque los bucles de alambre (2) están
dispuestos de manera desprendible en la zona de los orificios (10)
en el órgano de distribución (3, 9).
5. Dispositivo según la reivindicación 3 o 4,
caracterizado porque el órgano de distribución está
constituido por, al menos, un tubo (3), dispuesto de manera
horizontal, que presenta orificios (8) en forma de ranura,
dirigidos hacia arriba.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el órgano de distribución está
constituido por, al menos, un tubo (3), dispuesto de manera
horizontal, que presentan orificios (8) en forma de ranura,
dirigidos hacia arriba, en los que se han colgado los bucles de
alambre (2).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque los bucles de alambre (2) están
fijados además sobre el fondo del recipiente.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque los bucles de alambre pueden
calentarse por medio de una calefacción por resistencia
eléctrica.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado porque los órganos de distribución (3,
9) están formados por tubos intercambiadores de calor (12) con
orificios (8), que desembocan en el recipiente (1), dispuestos
verticalmente en el recipiente (1), sobre cuyos extremos inferiores
se han fijado los bucles de alambre (2).
10. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la superficie
abarcada por un bucle de alambre está comprendida entre un 0,5
cm^{2} y 2.500 cm^{2}.
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los bucles de
alambre (2) se estrechan en el sentido del flujo del líquido y
terminan en su extremo inferior con un ángulo agudo.
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el recipiente
(1) está configurado de manera que pueda ser calentado y/o
refrigerado.
13. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los extremos
inferiores de los bucles de alambre (2) están dispuestos sobre
orificios (8, 10) diferentes, que están dispuestos de manera que no
sean directamente contiguos.
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque se han previsto
por debajo de los orificios (8, 10), adicionalmente una o varias
rejillas de alambre (15) dispuestas horizontalmente, de manera
superpuesta.
15. Empleo del dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 14 para la evaporación y la desgasificación de
líquidos de elevada viscosidad, preferentemente para la evaporación
y/o la desgasificación de soluciones o de fusiones de
polímeros.
16. Empleo del dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 14 para la realización de reacciones químicas
entre la capa de líquido en el bucle de alambre y el recinto para
los gases circundantes, que contenga un componente gaseoso
reactivo, así como para reacciones de condensación.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10065440 | 2000-12-27 | ||
DE10065440 | 2000-12-27 | ||
DE10144233 | 2001-09-10 | ||
DE10144233A DE10144233A1 (de) | 2000-12-27 | 2001-09-10 | Vorrichtung zur Durchführung von Stoffaustauschprozessen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2290189T3 true ES2290189T3 (es) | 2008-02-16 |
Family
ID=26008113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES01988029T Expired - Lifetime ES2290189T3 (es) | 2000-12-27 | 2001-12-14 | Dispositivo para la realizacion de procesos con intercambio de materia. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6761797B2 (es) |
EP (1) | EP1347868B1 (es) |
JP (1) | JP4092200B2 (es) |
CN (1) | CN100398288C (es) |
AT (1) | ATE372198T1 (es) |
DE (1) | DE50112975D1 (es) |
ES (1) | ES2290189T3 (es) |
WO (1) | WO2002051606A1 (es) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10333577A1 (de) | 2003-07-24 | 2005-02-24 | Bayer Technology Services Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von flüchtigen Substanzen aus hochviskosen Medien |
CN1228119C (zh) * | 2003-11-06 | 2005-11-23 | 刘兆彦 | 一种栅缝降膜脱挥塔 |
EA010116B1 (ru) * | 2004-12-15 | 2008-06-30 | Асахи Касеи Кемикалз Корпорейшн | Промышленный испаритель |
WO2006064664A1 (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | 工業的な蒸発装置 |
CN101080437B (zh) * | 2004-12-17 | 2010-08-11 | 旭化成化学株式会社 | 工业蒸发装置 |
EA010067B1 (ru) * | 2004-12-20 | 2008-06-30 | Асахи Касеи Кемикалз Корпорейшн | Промышленный выпарной аппарат |
BRPI0519818A2 (pt) * | 2004-12-20 | 2009-03-17 | Asahi Kasei Chemicals Corp | aparelho de evaporação contìnua industrial |
US7435393B2 (en) * | 2005-05-05 | 2008-10-14 | Eastman Chemical Company | Baffle assembly module for vertical staged polymerization reactors |
US20060251547A1 (en) | 2005-05-05 | 2006-11-09 | Windes Larry C | Family of stationary film generators and film support structures for vertical staged polymerization reactors |
US7754849B2 (en) * | 2005-11-28 | 2010-07-13 | Fina Technology, Inc. | Devolatilizer nozzle |
CA2650610A1 (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-08 | Wellman, Inc. | Methods for making polyester resins in falling film melt polycondensation reactors |
JP2007320973A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Asahi Kasei Chemicals Corp | スチレン系重合体の製造装置および製造方法 |
US7455776B2 (en) * | 2006-11-21 | 2008-11-25 | Praxair Technology, Inc. | Method for mixing high viscous liquids with gas |
US7497949B2 (en) * | 2006-11-21 | 2009-03-03 | Praxair Technology, Inc. | System and method for oxygenating an aerobic sludge digester |
US7699986B2 (en) * | 2007-08-24 | 2010-04-20 | Praxair Technology, Inc. | Method for activated sludge wastewater treatment with high dissolved oxygen levels |
US8387957B2 (en) * | 2009-01-29 | 2013-03-05 | Aqua-Aerobic Systems, Inc. | Downflow mixers with gas injection devices and/or baffles |
ES2966320T3 (es) * | 2010-10-29 | 2024-04-19 | Asahi Chemical Ind | Rejilla utilizada en un procedimiento para la producción de un polímero por policondensación |
EP2881154B1 (de) | 2013-12-04 | 2018-02-21 | Fluitec Invest AG | Vorrichtung und Verfahren zur Entspannungsverdampfung |
CN110893335B (zh) * | 2018-09-12 | 2021-10-12 | 中国石化工程建设有限公司 | 液体酸烷基化反应器及烷基化反应方法 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2490080A (en) | 1944-05-19 | 1949-12-06 | Francis L Melvill | Contacting apparatus |
US2719776A (en) | 1949-11-23 | 1955-10-04 | Inventa Ag | Elimination of monomers from lactampolymerization products |
JPS462992Y1 (es) * | 1966-07-13 | 1971-02-02 | ||
US3630689A (en) | 1969-10-30 | 1971-12-28 | Baker Perkins Inc | Apparatus for reacting and devolatilizing prepolymer and like materials |
US3694535A (en) * | 1970-10-15 | 1972-09-26 | Toyo Koatsu Ind Inc | Process and apparatus for removing volatile substances from viscous compositions |
DD98691A1 (es) | 1971-09-10 | 1973-07-12 | ||
DE2206230A1 (de) | 1972-02-10 | 1973-08-23 | Montz Gmbh Julius | Verteilerboden fuer austauschkolonnen |
US4130527A (en) * | 1977-12-29 | 1978-12-19 | Stauffer Chemical Company | Method of treating a polymer latex to remove unreacted monomer by treatment in a column |
JPS6033521B2 (ja) * | 1982-08-10 | 1985-08-03 | 岩雄 斎藤 | 縦型多管式の液膜降下式蒸発装置 |
DE3310676A1 (de) | 1983-03-24 | 1984-09-27 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren und vorrichtung zum entfernen von fluechtigen anteilen aus polymerenschmelzen oder paste |
US5024728A (en) | 1988-08-29 | 1991-06-18 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Devolatilization of liquid composition containing polymer and volatile constituents |
US4934433A (en) | 1988-11-15 | 1990-06-19 | Polysar Financial Services S.A. | Devolatilization |
JP2633339B2 (ja) * | 1989-01-12 | 1997-07-23 | 出光石油化学株式会社 | ポリカーボネートの製造方法 |
JP2696571B2 (ja) * | 1989-08-16 | 1998-01-14 | 旭エンジニアリング株式会社 | 蒸発装置 |
JPH0533801U (ja) * | 1991-10-02 | 1993-05-07 | 住友重機械工業株式会社 | プレ−ト式蒸発缶におけるヒ−テイングエレメントへの処理液分散装置 |
DE4328013C1 (de) | 1993-08-20 | 1994-09-15 | Krupp Ag Hoesch Krupp | Verfahren zum Trennen eines aus mehreren Komponenten bestehenden Stoffgemisches in einem Extruder |
JP3011254U (ja) * | 1994-11-17 | 1995-05-23 | 基嗣 須加 | ポリマー溶液の脱揮装置 |
CA2168630C (en) | 1996-02-01 | 1998-10-06 | Kyosuke Komiya | Method for producing an aromatic polycarbonate |
JP2001009269A (ja) | 1999-04-27 | 2001-01-16 | Tadayoshi Nagaoka | 物質移動等を行う装置内の充填体等の立体網状構造物およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-11-27 US US09/995,139 patent/US6761797B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-14 DE DE50112975T patent/DE50112975D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-12-14 WO PCT/EP2001/014818 patent/WO2002051606A1/de active IP Right Grant
- 2001-12-14 CN CNB018215483A patent/CN100398288C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-14 AT AT01988029T patent/ATE372198T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-12-14 JP JP2002552731A patent/JP4092200B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-14 EP EP01988029A patent/EP1347868B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-12-14 ES ES01988029T patent/ES2290189T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE50112975D1 (de) | 2007-10-18 |
JP2004516172A (ja) | 2004-06-03 |
EP1347868A1 (de) | 2003-10-01 |
US20020092625A1 (en) | 2002-07-18 |
EP1347868B1 (de) | 2007-09-05 |
US6761797B2 (en) | 2004-07-13 |
ATE372198T1 (de) | 2007-09-15 |
CN1484575A (zh) | 2004-03-24 |
CN100398288C (zh) | 2008-07-02 |
WO2002051606A1 (de) | 2002-07-04 |
JP4092200B2 (ja) | 2008-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2290189T3 (es) | Dispositivo para la realizacion de procesos con intercambio de materia. | |
US11077280B2 (en) | Medical components with microstructures for humidification and condensate management | |
BR112014004520B1 (pt) | permutador de calor de película descendente, sistema refrigerador de absorção, navio, estrutura offshore, e estrutura offshore subaquática | |
ES2295358T3 (es) | Procedimientos de reduccion de arrastre de solidos y liquidos. | |
ES2650994T3 (es) | Distribuidor en columna de transferencia de masa y método de uso | |
US3997376A (en) | Spray mist cooling method | |
CN106488727B (zh) | 具有均匀温度控制的即时管式加热器 | |
JP2000511112A (ja) | 液体分配装置 | |
JP2002001003A (ja) | 充填材ボディ・セクション間にベースを備えるカラム | |
IL28565A (en) | Apparatus and process for providing direct contact between a liquid and one or more other fluids | |
EP1316345B3 (en) | Liquid distributor with internal baffling | |
BR112019021074A2 (pt) | Dispositivo de distribuição dupla de líquido para uso, em particular, em um aparelho no qual uma fase líquida flui sob fluxo de gravidade | |
BR112012032752B1 (pt) | método de operar uma seção de coluna de contato | |
ES2423950T3 (es) | Conjunto para transferencia de calor o limpieza | |
MX2009001543A (es) | Dispositivo y proceso para distribuir liquidos. | |
ES2248145T3 (es) | Evaporador por extrusion. | |
TWI635890B (zh) | 用於液體下降之流量分配器 | |
BR0209299B1 (pt) | sistema de distribuiÇço e coleta. | |
BRPI0907638B1 (pt) | bandeja para uma coluna de contato de gás líquido e coluna de contato de gás/líquido | |
PT95155B (pt) | Dispositivo para produzir uma dispersao | |
JP5057372B2 (ja) | 物質交換及び/又は熱交換塔用の液体分配器 | |
BRPI0511134B1 (pt) | Câmara de tratamento para desativar os microorganismos em um fluído, método para pasteurizar o fluído, equipamento de pasteurização, e, câmara de tratamento de fluído para uso na inativação de microorganismos | |
PT2667111T (pt) | Dispositivo e método para o aquecimento óhmico de um líquido particular | |
RU2153925C1 (ru) | Аэратор | |
JPH10325694A (ja) | 液体分配器用整流器 |