Dispositivo y procedimiento para obtener productos altamente puros a partir de una extracción de columna.

Dispositivo colector de líquidos para su uso en una columna que contiene al menos un lecho de empaquetadura,

que comprende

- un dispositivo colector para recolectar el líquido que sale del lecho de empaquetadura y

- al menos una extracción de la columna,

caracterizado porque todos los elementos del dispositivo colector están separados con respecto a la pared decolumna o con respecto a la pared de columna y al menos una pared separadora que se encuentra en la columna,de modo que el líquido que baja por la pared no llega al interior de la extracción del dispositivo colector de líquidos,estando los elementos unidos mediante elementos distanciadores con la pared de columna y/o dado el caso con lapared separadora, estando los elementos colocados de forma suelta sobre dispositivos de apoyo, y/o estando loselementos fijados en una rejilla de soporte del lecho de empaquetadura que se encuentra por encima de loselementos.

Dispositivo y procedimiento para obtener productos altamente puros a partir de una extracción de columna La presente invención se refiere a un dispositivo colector de líquidos según la reivindicación 1 o 2 para su uso en una columna que contiene al menos un lecho de empaquetadura, que comprende un dispositivo colector para recolectar el líquido que sale del lecho de empaquetadura y al menos una extracción de la columna. Además la invención se refiere a una columna para la separación de mezclas de sustancias que contiene al menos un lecho de empaquetadura así como al menos un dispositivo colector de líquidos y un extractor. Además la invención se refiere a un procedimiento para separar uno o varios componentes a partir de una mezcla de sustancias que se suministra a al menos una columna para su separación, conteniendo al menos una columna uno o varios lechos de empaquetadura. La invención comprende también combinaciones de formas de realización preferidas descritas a continuación.

En la técnica de separación térmica se entiende por columnas, en particular columnas de destilación, aparatos de separación de varios niveles en los que tiene lugar una separación de sustancias mediante un contacto intensivo de una fase líquida y una fase gaseosa. La fase líquida discurre a este respecto desde arriba hacia abajo a través de la columna, la fase gaseosa sube desde abajo hacia arriba a través de la columna. Mediante elementos incorporados adecuados ambas fases se ponen en contacto, por lo que se posibilita un intercambio de sustancias y se consigue un efecto de purificación. Las fracciones con bajo punto de ebullición se acumulan en la cabeza de la columna, los componentes con alto punto de ebullición se enriquecen en el fondo de la columna. En la parte central de la columna se sitúan de forma concentrada las fracciones con punto medio de ebullición.

Según las propiedades de sustancia y el equilibrio de fase es posible también obtener el elemento con punto medio de ebullición de forma concentrada mediante una extracción lateral. Habitualmente se realizan extracciones laterales en la parte de refuerzo, esto es, la parte de un dispositivo de destilación en forma líquida que se encuentra por encima del conducto de alimentación, estando el flujo lateral aún contaminado por partes de componentes de un punto más bajo de ebullición. Una separación estricta entre los elementos con punto medio de ebullición en la extracción lateral y los elementos con bajo punto de ebullición en la cabeza de la columna sólo se puede realizar con un trabajo muy elevado. Las extracciones laterales se pueden realizar también en forma de vapor, en este caso habitualmente en la parte de separación, esto es, la parte de la columna que se encuentra por debajo del conducto de alimentación. También a este respecto rara vez tiene lugar una separación estricta entre los elementos con punto medio de ebullición en el flujo lateral y los elementos con alto punto de ebullición en el fondo de la columna, de modo que el flujo de producto en forma de vapor del extractor lateral típicamente aún tiene partes de los componentes con alto punto de ebullición.

Además de columnas de base se aplican en múltiples maneras en la técnica de separación térmica columnas de empaquetadura. Para alojar el líquido que sale de los lechos de empaquetadura se emplean dispositivos colectores de líquidos. En la mayoría de los casos de aplicación el líquido recolectado se suministra a un denominado dispositivo repartidor de líquidos que hace que haya un reparto dirigido del líquido sobre un lecho de empaquetadura que se encuentra por debajo del mismo. En caso de columnas de empaquetadura que disponen de un extractor lateral se conduce a menudo una parte del líquido recogido en el dispositivo colector de líquidos mediante un extractor de modo que sale de la columna.

La solicitud de patente europea EP 0 842 686 A1 da a conocer una instalación de destilación con una bomba de calor. En la parte de separación de la columna se recolecta líquido en un dispositivo colector y una parte del líquido recolectado se extrae en una extracción lateral de la columna. El flujo extraído se conduce a través de dos elementos de evaporización al interior de un dispositivo de compactación de chorro de vapor desde el que se vuelve a suministrar a la columna como vapor de destilación.

Para aumentar la pureza de un componente obtenido a partir de un extractor lateral se incorpora a menudo en una parte de la columna una pared separadora fundamentalmente perpendicular. Habitualmente las columnas de pared separadora de este tipo tienen una cabeza de columna y un fondo de columna comunes, aunque en la parte central de la columna están divididas en una zona para el conducto de alimentación y una zona en la que típicamente está colocado la extracción lateral. Sin embargo existen también columnas de pared separadora en las que la pared separadora se extiende hasta la cabeza o hasta el fondo. Además se conocen columnas con varias paredes separadora y varias extracciones laterales.

En la solicitud de patente EP 1 378 282 A1 se describe una columna de pared separadora de este tipo en la que en el tramo dividido en un lado de la pared separadora está previsto un conducto de alimentación y en el otro lado está prevista una extracción lateral. En una configuración el dispositivo colector que comprende un canal anular está prefabricado como componente constructivo completo y presenta en su extremo superior un borde anular que durante el ensamblaje de la columna se une completamente y con obturación con el borde de la columna y la pared separadora.

La solicitud DE 100 04 311 A1 trata del problema de obtener amoniaco altamente puro en la extracción lateral de una columna de destilación. En el caso de este problema especial de separación resulta favorable configurar el

extractor lateral en forma de vapor. A este respecto se debe evitar que partes del elemento con alto punto de ebullición lleguen al interior del producto lateral. El problema se soluciona porque se aplican separadores de gotas delante o dentro de la extracción lateral

Posibilidades de realizar extracciones laterales líquidas o también extracciones de fondo se describen a modo de ejemplo en el libro "Henr y Z. Kister: Distillation Operation, McGraw-Hill, 1990". Productos de fondo se pueden extraer por tanto directamente del fondo de la columna o de un dispositivo de recogida por encima del líquido que se encuentra en el fondo (pág. 96/97) . Para la extracción lateral de productos líquidos de columnas de base se aplican dispositivos en o por debajo de los pozos de evacuación (pág. 112) . Una alternativa se representa mediante bases de chimenea (pág. 103/104) que también se pueden emplear en columnas de empaquetadura como dispositivos colectores de líquidos. Una posibilidad adicional muy extendida de recolectar el líquido de lechos de empaquetadura son los denominados "colectores Chevron " (pág. 114/115) . En el caso de este tipo de colector de líquidos están dispuestas chapas de recogida con un ángulo con respecto a la perpendicular de modo que con una proyección en el plano de sección transversal casi toda la superficie de sección transversal de la columna queda cubierta. En el extremo inferior las chapas de recogida oblicuas desembocan en un dispositivo de recogida que a su vez evacua el líquido recogido a un canal, por ejemplo un canal anular circundante. El canal anular está soldado típicamente en la pared de columna (pág. 212) .

El documento US 5.464.573 da a conocer un dispositivo colector de líquidos similar con chapas de recogida dispuestas de manera oblicua. El líquido recogido fluye al interior de pozos en forma de canal cuyas bases están perforadas. De este modo el dispositivo colector funciona al mismo tiempo como dispositivo repartidor de líquidos. Un canal anular sólo es necesario en este dispositivo colector cuando una parte del líquido recolectado se deba evacuar como extracción lateral.

Otro tipo de construcción de un dispositivo colector de líquidos se representa en la solicitud US 6.749.182. En esta forma de realización el líquido que sale de los lechos de empaquetadura se conduce desde la pared de columna al centro de la columna con ayuda de chapas de recogida dispuestas fundamentalmente de manera horizontal y se aloja por un canal longitudinal para su evacuación.

La solicitud de patente alemana DE 100 34 902 A1 así como el documento abierto a inspección pública DE 14 42 884 describen dispositivos colectores de líquidos para columnas para el intercambio de sustancias y/o calor en los que chapas de recogida en forma de alas están dispuestas de manera oblicua con respecto a un plano común de forma circular alrededor... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo colector de líquidos para su uso en una columna que contiene al menos un lecho de empaquetadura, que comprende

-un dispositivo colector para recolectar el líquido que sale del lecho de empaquetadura y

-al menos una extracción de la columna,

caracterizado porque todos los elementos del dispositivo colector están separados con respecto a la pared de columna o con respecto a la pared de columna y al menos una pared separadora que se encuentra en la columna, de modo que el líquido que baja por la pared no llega al interior de la extracción del dispositivo colector de líquidos, estando los elementos unidos mediante elementos distanciadores con la pared de columna y/o dado el caso con la pared separadora, estando los elementos colocados de forma suelta sobre dispositivos de apoyo, y/o estando los elementos fijados en una rejilla de soporte del lecho de empaquetadura que se encuentra por encima de los elementos.

2. Dispositivo colector de líquidos para su uso en una columna que contiene al menos un lecho de empaquetadura, que comprende

-un dispositivo colector para recolectar el líquido que sale del lecho de empaquetadura y

-al menos una extracción de la columna,

caracterizado porque al menos un dispositivo de recogida está colocado por encima de los elementos, entre elementos o dentro de elementos del dispositivo colector de manera circundante o a lo largo de un segmento de la pared de delimitación, de modo que líquido que baja por la pared se recoge en el dispositivo de recogida y se conduce de modo que pasa por el dispositivo colector.

3. Dispositivo colector de líquidos según la reivindicación 2, caracterizado porque en el caso de al menos un dispositivo de recogida se trata de un canal que se extiende por toda la circunferencia de la pared de delimitación o por un segmento de la pared de delimitación.

4. Dispositivo colector de líquidos según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque al menos un dispositivo de recogida está colocado por debajo de un lecho de empaquetadura y por encima de todos los elementos del dispositivo colector.

5. Dispositivo colector de líquidos según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque al menos un dispositivo de recogida está colocado entre elementos del dispositivo colector visto en la dirección vertical, y porque los elementos del dispositivo colector que se encuentran por encima del al menos un dispositivo de recogida tienen una distancia con respecto a la pared de delimitación.

6. Dispositivo colector de líquidos según la reivindicación 3, caracterizado porque al menos un dispositivo de recogida está integrado en un elemento del dispositivo colector.

7. Columna para la separación de mezclas de sustancias que contiene al menos un lecho de empaquetadura, caracterizada porque contiene además al menos un dispositivo colector de líquidos según una de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Columna según la reivindicación 7, caracterizada porque en el caso de al menos uno de los lechos de empaquetadura se trata de un lecho de empaquetadura reactivo que posibilita el desarrollo de reacciones químicas de los componentes de la mezcla de sustancias o influye en el mismo.

9. Columna según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque la columna presenta al menos una pared separadora fundamentalmente vertical.

10. Columna según la reivindicación 9, caracterizada porque al menos un elemento del dispositivo colector y/o un dispositivo de recogida de un dispositivo colector de líquidos están colocados en una parte de la columna que no está delimitada por una pared separadora.

11. Columna según la reivindicación 9, caracterizada porque al menos un elemento del dispositivo colector y/o un dispositivo de recogida de un dispositivo colector de líquidos están colocados en una parte de la columna delimitada por la pared de columna y al menos una pared separadora.

12. Procedimiento para separar uno o varios componentes de una mezcla de sustancias, caracterizado porque se suministra la mezcla de sustancias a al menos una columna según una de las reivindicaciones 7 a 11 para su separación.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque a partir de al menos una de las columnas según una de las reivindicaciones 7 a 11 se obtiene un producto altamente puro como extracción lateral.

14. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque a partir de al menos una de las columnas según una de las reivindicaciones 7 a 11 se obtiene un producto altamente puro como extracción de fondo.