Turmdruckbehälter: Industrielle Prozesskolonne – Destillations- und Strippkolonne für die chemische Verarbeitung

Destillationstürme sind zentrale Industrieanlagen, die auf der Destillationstrenntechnik basieren und ein extrem breites Anwendungsspektrum aufweisen. Sie erfüllen sowohl die Anforderungen wissenschaftlicher Forschung und Tests in kleinen Laboren als auch die Anforderungen der industriellen Großproduktion an die Trennung von Stoffen. Insbesondere in der allgemeinen chemischen Produktion, der petrochemischen Industrie, der Verarbeitung erneuerbarer Kraftstoffe und anderen Branchen nehmen sie eine unverzichtbare und wichtige Stellung ein. Ihr Funktionsprinzip beruht darauf, den Siedepunktunterschied zweier oder mehrerer chemischer Substanzen in der flüssigen Phase auszunutzen und durch eine Reihe von Prozessen wie Erhitzen, Verdampfen und Kondensieren die verschiedenen Komponenten eines Gemisches präzise zu trennen. So werden hochreine Zielsubstanzen gewonnen und qualifizierte Rohstoffe oder Fertigprodukte für die nachfolgende Produktion und weitere Experimente bereitgestellt.

Der Siedepunkt hängt eng mit dem äußeren Druck zusammen. Druckänderungen beeinflussen die Siedetemperatur von Stoffen direkt, und diese Eigenschaft ist die Grundlage für die präzise Steuerung der Trennleistung in Destillationskolonnen. Wasser siedet beispielsweise bei 100 °C unter Normaldruck (1 bar); sinkt der Druck auf 0,1 bar, fällt sein Siedepunkt auf 50 °C. Die Erklärung dafür ist, dass der Dampfdruck von Wasser bei 100 °C genau 1 bar beträgt und bei 50 °C 0,31 bar entspricht. Sobald der Dampfdruck dem äußeren Druck entspricht, siedet der Stoff und verdampft.

Am Beispiel der Trennung eines Ethanol-Wasser-Gemisches lässt sich zeigen, dass der Dampfdruck von Ethanol bei 100 °C 2,2 bar und bei 50 °C 0,31 bar beträgt. Dieser Wert ist höher als der von Wasser bei gleicher Temperatur. Je höher der Dampfdruck, desto flüchtiger ist der Stoff. Ethanol ist daher flüchtiger als Wasser und verdampft beim Erhitzen zuerst. Eine effektive Trennung von Ethanol und Wasser kann durch Kondensation und anschließende Sammlung erreicht werden. Die in der Industrie üblicherweise verwendeten Destillationssysteme lassen sich in zwei Haupttypen unterteilen: Boden- und Füllkörperdestillationsanlagen. Beide unterscheiden sich deutlich hinsichtlich ihrer Bauform, Betriebssicherheit und Druckbelastbarkeit. Der geeignete Anlagentyp kann flexibel anhand der Eigenschaften der zu trennenden Stoffe, des Produktionsumfangs, der Druckbedingungen und weiterer Anforderungen ausgewählt werden.

Wir verfügen über ein komplettes Produktionssystem für Destillationstürme, das präzise auf die Produktionsanforderungen verschiedener Branchen und Größenordnungen abgestimmt ist und Produktionskapazitäten in unterschiedlichen Spezifikationen abdeckt. Die spezifischen Parameter sind wie folgt: Der Durchmesser des Destillationsturms ist flexibel von 1000 mm bis 3400 mm einstellbar und passt sich so verschiedenen Platzverhältnissen und Anforderungen an die Verarbeitungskapazität an. Kleinere Ausführungen eignen sich für Labore sowie kleine und mittlere Unternehmen, während größere Ausführungen für die Großproduktion in Chemieanlagen geeignet sind. Das Gewicht eines einzelnen Destillationsturms variiert je nach Größe, Material und interner Struktur zwischen 1500 kg und 7000 kg und ist somit leicht zu transportieren, zu heben sowie vor Ort zu installieren und in Betrieb zu nehmen.

Hinsichtlich der Verarbeitungskapazität erreicht die Standardkapazität 1000 Tonnen pro Tag und deckt damit den Trennbedarf der meisten mittelständischen Industriebetriebe ab. Gleichzeitig fertigen wir Destillationstürme mit höherer Kapazität nach Kundenwunsch, um die Anforderungen der Großproduktion zu erfüllen und so die Standardkapazität zu übertreffen und die Produktionseffizienz zu gewährleisten. Die Standardbetriebstemperatur des Destillationsturms beträgt 275 °C und eignet sich damit für die Trennung der meisten gängigen Materialien. Dank eines präzisen Temperaturregelungssystems wird die Betriebstemperatur stabil gehalten, was die Stabilität und Konsistenz des Trennergebnisses sicherstellt und den Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Produktreinheit verhindert.

Die Materialauswahl für den Destillationsturm bestimmt direkt seine Korrosionsbeständigkeit, Lebensdauer, Trennleistung und Einsatzmöglichkeiten. Entsprechend den Anforderungen unterschiedlicher Betriebsbedingungen wählen wir eine Vielzahl hochwertiger Materialien aus, von denen jedes spezifische Vorteile bietet. Die Details sind wie folgt:

Kohlenstoffstahl:Dies umfasst hauptsächlich Modelle wie A36, A515, A516 und CRM0, die sich durch hohe Festigkeit, gute Zähigkeit und moderate Herstellungskosten auszeichnen. Sie besitzen stabile mechanische Eigenschaften, sind druck- und temperaturbeständig und eignen sich für die Destillationstrennung von nicht oder schwach korrosiven Stoffen sowie für übliche Druckbedingungen. Sie finden breite Anwendung in der allgemeinen chemischen Industrie.

Edelstahl:Das Sortiment umfasst gängige Modelle wie 304, 316, 309, 310 und 321 und zeichnet sich durch Korrosionsbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, hohe Hygiene und geringe chemische Reaktivität aus. Es eignet sich für die Trennung mäßig korrosiver Stoffe wie Säuren und Laugen und bietet hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit, lange Lebensdauer und einfache Wartung. Es ist ideal für die Petrochemie, die Feinchemie und weitere Industrien.

Nickellegierung:Dazu gehören Modelle wie 200, 400 und 600, die sich durch extrem hohe Korrosions- und Hochtemperaturbeständigkeit auszeichnen. Sie widerstehen der Erosion durch stark korrosive Medien wie Säuren, Laugen und organische Lösungsmittel und verfügen über eine hohe mechanische Festigkeit. Sie eignen sich für anspruchsvolle Anwendungen in der Chemie-, Pharma- und anderen Branchen mit hohen Materialanforderungen und gewährleisten den langfristig stabilen Betrieb der Anlagen.

Speziallegierung:wie beispielsweise Alloy 20, AL6XN, 2205 Duplexstahl usw., die zahlreiche Vorteile wie Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und hohe Festigkeit aufweisen, sich an komplexe und raue Arbeitsbedingungen anpassen, die Trennanforderungen bei hoher Korrosion, hohem Druck und hoher Temperatur erfüllen und eine extrem hohe Stabilität und Zuverlässigkeit besitzen.

Kupferlegierung, Aluminiumlegierung, Titanlegierung:Kupferlegierungen besitzen eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und eignen sich für Trennprozesse, die eine hohe Wärmeübertragungseffizienz erfordern; Aluminiumlegierungen sind leicht, weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit auf und sind kostengünstig; sie eignen sich für kleine und mittlere Anwendungen mit geringer Belastung; Titanlegierungen sind korrosionsbeständig, hochtemperaturbeständig und hochfest und eignen sich für extrem raue Betriebsbedingungen, wie z. B. die Destillationstrennung unter stark korrosiven, hohen Temperatur- und Hochdruckbedingungen.

Wir legen großen Wert auf die detaillierte Fertigung unserer Destillationstürme und führen eine sorgfältige Oberflächenbehandlung der internen Komponenten, der Außenstruktur und der Schweißflächen durch. Dies gewährleistet nicht nur die strukturelle Stabilität und Dichtheit der Anlagen, sondern verbessert auch deren Lebensdauer und Trennleistung. Die spezifischen Behandlungsmethoden sind wie folgt: Die aus Kohlenstoffstahl gefertigten Außen- und Konstruktionsteile werden professionell lackiert. Dadurch werden Medien wie Luft und Feuchtigkeit effektiv isoliert, Korrosion und Rostbildung verhindert und die Lebensdauer der Außenstruktur verlängert. Der Turmkörper ist mit Flanschverbindungen ausgestattet, die eine hervorragende Dichtheit gewährleisten, die Demontage, Inspektion und Wartung der Anlage erleichtern und Leckagen im Betrieb verhindern. Dies erhöht die Betriebssicherheit.

Hinsichtlich der internen Komponenten ist die Anlage mit allen erforderlichen Hilfsteilen ausgestattet, darunter Stopfen, Packungsstützplatten, Packungen, Flüssigkeitssammler, Flüssigkeitsverteiler usw. Die Stopfen fixieren die internen Komponenten und verhindern so ein Verrutschen während des Betriebs. Die Packungsstützplatten und die Packung vergrößern die Gas-Flüssigkeits-Kontaktfläche und verbessern die Trenneffizienz. Die Flüssigkeitssammler und -verteiler gewährleisten eine gleichmäßige Verteilung und einen ausreichenden Flüssigkeitsrückfluss und somit die Stabilität des Trenneffekts. Die unteren Komponenten können entweder verschraubt oder verschweißt werden, je nach den jeweiligen Betriebsbedingungen. Verschraubungen erleichtern die spätere Wartung, während Schweißverbindungen eine höhere Stabilität und bessere Dichtwirkung bieten.

Darüber hinaus lassen sich Düsen, Isolierschichten und verschweißte Außenhüllen flexibel an die individuellen Produktionsanforderungen des Kunden anpassen. Düsen dienen der Materialzufuhr, -entladung und der Zugabe von Hilfsstoffen. Isolierschichten reduzieren den internen Wärmeverlust der Anlage, senken den Energieverbrauch und verhindern eine zu hohe Oberflächentemperatur, wodurch die Sicherheit des Bedienpersonals gewährleistet wird. Verschweißte Außenhüllen verbessern die Korrosionsbeständigkeit der Schweißteile und schützen die Schweißverbindungen vor Korrosion. Als zentrales Element des Destillationsturms bietet der Boden verschiedene Ausführungen wie Siebe, Ventile, Blasen und Prallbleche, die je nach Trennprozess ausgewählt werden können, um einen vollständigen Gas-Flüssigkeits-Kontakt und eine effiziente Trennung zu gewährleisten.

Je nach Materialeigenschaften, Trennanforderungen und Produktionsmaßstab bieten wir eine Vielzahl von Destillationsverfahren an. Jedes Verfahren hat spezifische Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Branchen. Die Details sind wie folgt:

Chargendestillation:Das System zeichnet sich durch flexible Betriebsweise aus und eignet sich für die Trennung von Kleinserien und vielfältigen Materialien. Geringe Investitionskosten und einfache Anpassung der Trennparameter sind selbstverständlich. Es ist ideal für Labore, kleine Chemieanlagen und Industrien mit Kleinserienproduktion, wie beispielsweise die Feinchemie und die Herstellung pharmazeutischer Zwischenprodukte.

Kontinuierliche Destillation:Der hohe Automatisierungsgrad ermöglicht eine kontinuierliche und großtechnische Produktion mit stabiler Trennleistung und gleichbleibender Produktreinheit. Das System eignet sich für die industrielle Großproduktion, insbesondere für die Petrochemie, die Verarbeitung erneuerbarer Kraftstoffe und weitere Branchen, und kann die Produktionseffizienz deutlich steigern und die Arbeitskosten senken.

Strippdestillation:Die auch als Gasstrippdestillation bekannte Methode zeichnet sich dadurch aus, dass sie flüchtige Komponenten in geringen Mengen effektiv und präzise bei niedrigem Energieverbrauch aus einem Gemisch entfernen kann. Sie eignet sich für Anwendungen wie die Abwasserbehandlung, die Lösungsmittelrückgewinnung und die Entfernung von Spurenverunreinigungen aus chemischen Rohstoffen, beispielsweise im Umweltschutz und in der chemischen Hilfsstoffproduktion.

Azeotrope Destillation:Es dient hauptsächlich zur Trennung von Gemischen mit ähnlichen Siedepunkten, die sich mit herkömmlichen Destillationsverfahren nur schwer trennen lassen. Durch Zugabe eines Azeotrops wird der Siedepunkt der Komponenten verändert, um eine effiziente Trennung zu erzielen. Es eignet sich für die Feinchemie, die Pharmaindustrie, die Gewürzindustrie und weitere Branchen, beispielsweise zur Tiefentrennung von Ethanol und Wasser oder zur Gewürzreinigung.

Extraktivdestillation:Durch die Zugabe eines Extraktionsmittels wird die relative Flüchtigkeit der verschiedenen Komponenten im Gemisch erhöht und die Trenneffizienz verbessert. Das Verfahren eignet sich für Materialien, die sich mit herkömmlichen Destillationsverfahren nur schwer trennen lassen, und ist für die petrochemische, feinchemische und andere Industriezweige geeignet, beispielsweise zur Trennung von Aromaten und Nicht-Aromaten, zur Gewinnung seltener Metalle usw.

Abschluss der Destillation:Die auch als Rektifikation bekannte Methode zeichnet sich durch extrem hohe Trenngenauigkeit aus, ermöglicht die Gewinnung hochreiner Zielprodukte und bietet eine hervorragende Kontrollierbarkeit. Sie eignet sich für Branchen mit extrem hohen Anforderungen an die Produktreinheit, wie beispielsweise die Pharma-, Elektronik- und Chemieindustrie, und gewährleistet die Einhaltung der Produktqualitätsstandards.