CH511631A - Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium sowie Anwendung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium sowie Anwendung des Verfahrens

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CH511631A
CH511631A CH416367A CH416367A CH511631A CH 511631 A CH511631 A CH 511631A CH 416367 A CH416367 A CH 416367A CH 416367 A CH416367 A CH 416367A CH 511631 A CH511631 A CH 511631A
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Guenter Dr Herrmann
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Basf Ag
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Description


  
 



  Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium sowie Anwendung des Verfahrens
Bei vielen chemischen Reaktionen, an denen Gase und Flüssigkeiten beteiligt sind, spielt der Mischvorgang eine entscheidende Rolle. Hierzu verwendet man in der Technik im   altgemeinen    mechanisch angetriebene Rührwerke verschiedenster Bauart. Speziell bei unter Druck durchgeführten Reaktionen sind jedoch Undichtigkeiten an der Rührwelle unvermeidbar. Bevorzugt verwendet man daher Anordnungen, die keine bewegten Teile enthalten. So lässt man zweckmässig das Gas in feiner Verteilung am Boden des Gefässes austreten und durch die Flüssigkeit nach oben perlen.

  Um eine gewisse Durchmischung des flüssigen Mediums zu erzielen, arbeitet man hierbei vielfach nach dem Mammutpumpenprinzip, wobei ein Zwangsumlauf dadurch erzielt wird, dass beispielsweise in einem zylindrischen Reaktionsgefäss ein konzentrisches Rohr angebracht ist, in dessen innerem Raum das nach oben perlende Gas das flüssige Medium teilweise mitführt, während gleichzeitig im äusseren, zwischen Rohr und Gefässwandung befindlichen Raum das flüssige Medium abwärts strömt. Dieser Umlauf kann dadurch verstärkt werden, dass beispielsweise zugeführte Flüssigkeit mit hohem Impuls nach unten in den äusseren Raum eingedüst wird (vgl. deutsche Patentschrift Nr. 926 846). Eine intensive und rasche Vermischung von Gasen und Flüssigkeiten mit dem flüssigen Reaktionsmedium erfolgt hierbei jedoch nicht.



   Es ist auch bereits empfohlen worden, Gas und Flüssigkeit senkrecht zur Strömungsrichtung des flüssigen Mediums in dieses einzudüsen. In der Praxis weist jedoch das flüssige Reaktionsmedium eine nur minimale Geschwindigkeit auf, die nicht ausreicht, um eine rasche und intensive Durchmischung zu erzielen, sofern ohne Rührwerk gearbeitet wird. Blei vielen Reaktionen muss der Reaktionsraum daher sehr hoch gewählt werden, um eine durch die Dauer des Hochperlens des Gases durch die Flüssigkeit bedingte lange Durchmischungszeit zu erzielen.



   Es wurde nun gefunden, dass man beim Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium durch Eindüsen der Gase und Flüssigkeiten in das flüssige Medium besonders vorteilhafte Ergebnisse erzielt, wenn die Gase und die eine Geschwindigkeit von 5 bis 100 m/sec aufweisenden   Flüssigkeften    gemeinsam durch Düsen in einen sich im flüssigen Medium be   find#ichen    und sich in Eintrittsrichtung eintretenden der Flüssigkeit erstreckenden Impulsaustauschraum eingeführt werden, bei dem der mittlere Durchmesser der Eintrittsöffnung das 2- bis 20fache des mittleren Durchmessers der Flüssigkeitsdüse und dessen Länge das 3- bis 30fache seines hydraulischen Durchmessers beträgt.



   Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch Düsen für die Zuführung von Gasen und Flüssigkeiten und einen sich in Richtung der Flüssigkeitsdüse erstreckenden, unmittelbar vor den Düsen befindlichen Impulsaustauschraum, bei dem der mittlere Durchmesser der Eintritts öffnung das 2- bis 20fache des mittleren Durchmessers der Flüssigkeitsdüse und dessen Länge das 3- bis 30faehe seines hydraulischen Durchmessers beträgt.



   Gegenstand der Erfindung ist schliesslich auch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Vermischen eines Sauerstoff enthaltenden Gases und einer in flüssiger Form vorliegenden organischen Verbindung.



   Beim erfindungsgemässen Verfahren wird beim Eintritt der aus der Düse ausströmenden Gase und Flüssigkeiten in den Impulsaustauschraum das flüssige Medium angesaugt und innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde mit den zugeführten Stoffen so intensiv durchgemischt,  dass bereits beim Austritt aus dem Impulsaustauschraum praktisch keinerlei Konzentrationsunterschiede mehr nachweisbar sind. Der erzielte Durchmischungseffekt wird besonders augenfällig bei der Oxydation von Kohlenwasserstoffen mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas in flüssiger Phase, wo bereits kurzzeitige örtliche hohe Sauerstoffkonzentrationen Anlass zu Harzbildungen geben. Bei der neuen Arbeitsweise tritt diese Harzbildung praktisch nicht mehr auf.

  Während bislang eine hohe Flüssigkeitssäule erforderlich war, um eine weitgehende Absorption des Sauerstoffs in der flüssigen Phase zu erzielen, kann nach dem neuen Verfahren auch mit niedrigem Flüssigkeitsstand gearbeitet werden, da diese Absorption praktisch bereits nach dem Austritt aus dem Impulsaustauschraum beendet ist. Bei der herkömmlichen Arbeitsweise ohne Impulsaustauschraum tritt bereits bei niedrigen Gasbelastungen, d. h. bei niedrigen zugeführten Gasmengen pro Flächeneinheit des Reaktorquerschnitts, ein Sauerstoff-Durchbruch ein.



  Das Abgas enthält dann beträchtliche Mengen an Sauerstoff. Da die Gasphase zumeist gleichzeitig Dämpfe organischer Substanzen enthält, besteht   Explösionsge-    fahr. Nach dem neuen Verfahren tritt dieser kritische Sauerstoff-Durchbruch erst bei wesentlich höheren Gasbelastungen ein.



   Das neue Mischverfahren ist allgemein geeignet zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium,   speziell    bei der Durchführung von chemischen Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten, die rasches und intensives Vermischen erfordein. In diesem Falle ist das flüssige Medium das Reaktionsgemisch, welches aus dem Gas und der   Fl;üs-      siakeit    im Verlauf der Reaktion entsteht. Selbstverständlich können als Gas und als Flüssigkeit nicht nur reine Stoffe, sondern auch beliebige Stoffgemische verwendet werden, während das flüssige Medium im allgemeinen ein Stoffgemisch darstellt, wobei es sich auch um ein Flüssigkeit-Gas-Gemisch handeln kann.

  Besondere Vorteile werden bei der Oxydation organischer Verbindungen mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen. wie Luft, erzielt, wobei die Oxydation von aliphatischen, cycloaliphatischen und   arylaliphatischen    Kohlenwasserstoffen, wie Paraffin, Cyclohexan oder Xylol, von besonderer Bedeutung ist. Bei der Anwendung des neuen Verfahrens auf die genannten Oxydationsreaktionen werden die hierfür üblichen allgemeinen Reaktionsbedingungen, wie Katalysatoren, Druck, Temperatur und Oxydationsgrad, nicht berührt.

  Die durch das neue Verfahren bedingte raschere und intensivere Durchmischung kann jedoch von Einfluss sein auf die Reaktionsgeschwindigkeit, wobei es gegebenenfalls zweckmässig ist, die Verfahrensparameter wie mittlere Ver   weilzeit,    Oxydationsgrad, Druck, Temperatur und Katalisatormenge, die bei einer technischen Arbeitsweise sich als optimal erwiesen haben, auf Grund der neuen, höheren Reaktionsgeschwindigkeit erneut zu optimieren. Das neue Mischverfahren erlaubt es, viele Oxydationsreaktionen bei etwas tieferen Temperaturen durchzuführen und liefert hierbei vielfach höhere Ausbeuten an   Reakfionsprodukten.    Das erfindungsgemässe Verfahren ist von besonderer Bedeutung für technische Prozesse, bei denen kontinuierlich sehr grosse Volumina vermischt werden müssen.



   Ein wesentliches Merkmal des neuen Verfahrens ist eine Geschwindigkeit der Flüssigkeit von etwa 5 bis 100 mlsec, vorzugsweise 10 bis 30 m/sec. Derartige Geschwindigkeiten werden durch Einspritzen durch   Dü-    sen erzielt, wobei beispielsweise Lochdüsen, Spaltdüsen oder auch Ringspalte geeignet sind. Gase und Flüssigkeiten können gemeinsam aus einer Düse austreten, wobei die Vereinigung der beiden Stoffe unmittelbar vor der Düse oder aber in einer der Düsen vorgeschaltenen Mischstrecke erfolgen kann. Gase und Flüssigkeiten können aber auch getrennt voneinander durch Düsen eingeführt werden, wobei die Eintrittsrichtung und die Geschwindigkeit des Gases beliebig gewählt werden kann. Letztere beträgt im allgemeinen 3 bis 30 mlsec.

  Das neue Verfahren ist besonders geeignet für Mischvorgänge, bei denen das Verhältnis von zugeführtem Flüssigkeitsvolumen zu zugeführtem Gasvolumen zwischen 0,1 und 10 liegt.



   Der Impulsaustauschraum soll einen mittleren Durchmesser der Eintrittsöffnung aufweisen, der das 2- bis 20fache, vorzugsweise das 2- bis   1 0fache    des mittleren   Flüssigkeitsdüsendurchmessers    und dessen Länge das 3- bis   30fache,    vorzugsweise das 5- bis 1   sache,    seines hydraulischen Durchmessers beträgt.



  Unter Flüssigkeitsdüse ist die Austrittsöffnung der Flüssigkeit bzw. sofern Gas und Flüssigkeit durch eine gemeinsame Düse zugeführt werden, die gemeinsame Austrittsöffnung zu verstehen. Unter mittlerem Durchmesser ist der Durchmesser eines Kreises zu verstehen, der die gleiche Fläche wie der betreffende Querschnitt der Düse bzw. der Eintrittsöffnung des Impulsaustauschraumes aufweist. Der Impulsaustauschraum zeigt im allgemeinen einen konstanten oder sich in der Strömungsrichtung vergrössernden Querschnitt. Der Impulsaustauschraum soll sich in Eintrittsrichtung der Flüssigkeit erstrecken und kann konstruktiv in verschiedenen Formen gestaltet werden, wobei man diese Form zweckmässig der verwendeten Düsenform anpasst. Im   allge    meinen verwendet man zylindrische Rohre oder Kegelsegmente.

  Sofern der Impulsaustauschraum als zylindrisches Rohr ausgestaltet ist, soll seine Länge das 3- bis 30fache seines Durchmessers betragen. Sofern der Impulsaustauschraum keinen kreisförmigen oder über seine Länge keinen konstanten Querschnitt aufweist, soll seine Länge das 3- bis 30fache des   hydraulichen    Durchmessers betragen. Unter hydraulischem Durchmesser ist der Durchmesser eines zylindrischen Rohres zu verstehen, das bei gleichen durchgesetzten Mengen und gleicher Länge den gleichen Druckverlust zeigt wie der betreffende Impulsaustauschraum.



   Anstelle einer Düse für die zugeführten Gase und   Flüssigkeiten    und einem hierzu gehörenden Impulsaustauschraum kann auch ein Bündel von Düsen und ein Bündel von jeweils zugehörenden Impulsaustauschräumen verwendet werden, wobei man zweckmässig Düsen gleicher Grösse verwendet. Die Düsen und die zugehörenden Impulsaustauschräume können auch in beliebiger Stellung zueinander im Reaktionsgefäss angeordnet sein, und   beispiel#weise    zusammen eine Stern- oder Kugelsternform bilden. Es ist auch möglich, mehrere Düsen mit einem Impulsaustauschraum zu vereinigen, wobei dessen Querschnitt der Eintrittsöffnung bei dcr Verwendung von n Düsen dem   n4achen    des für eine Düse benötigten Querschnitts entsprechen sollte.

   Beispielsweise ist bei Verwendung von mehreren sternförmig angeordneten Düsen ein rotationssymmetrisch zur Mittelachse des Düsensterns angeordneter Ring spalt als Impulsaustauschraum geeignet. Der gleiche Ringspalt-Impulsaustauschraum ist auch bei Verwendung von radial gerichteten Ringspaltdüsen angezeigt (vgl. Fig. 2).  



   Praktisch beträgt das Volumen des Impulsaustauschraums nur einen minimalen Teil des eigentlichen Reaktionsraums, im allgemeinen etwa den hundertsten bis hunderttausendsten Teil. Zur Erzielung einer guten Konvektion im Reaktionsraum, und zur Vermeidung von Ablagerungen auf dem Boden ist es zweckmässig, Düse und Impulsaustauschraum in der Mitte des Reaktionsraumes senkrecht nach unten gerichtet anzubringen.



  Vielfach verwendet man zusätzlich das Mammutpumpenprinzip, wobei in der Mitte des zylindrischen Reaktionsgefässes ein konzentrisches zylindrisches Rohr einen Zwangsumlauf derart erzeugt, dass im äusseren (oder inneren) Raum das infolge des Gasgehalts spezifisch leichtere flüssige Medium nach oben strömt und, nachdem eine weitgehende Trennung von Gas- und Flüssigkeitsphase stattgefunden hat, letztere dann im inneren (oder äusseren) Raum nach unten strömt. Hierbei sorgt man, zweckmässig durch Leitbleche im Reaktionsraum, dafür, dass das den Impulsaustauschraum verlassende Gemisch so geleitet wird, dass das Mammutpumpenprinzip gefördert und nicht gestört wird, d.h.



  indem man das den Impulsaustauschraum verlassende Gemisch nur in den äusseren (oder inneren) Raum leitet.



   Die Figuren erläutern die Arbeitsweise der Erfindung. Des besseren Verständnisses wegen sind jedoch im Vergleich zum Reaktionsraum die Düsen und der Impulsaustauschraum stark vergrössert dargestellt. Es bedeuten: 1 die Austrittsöffnung für die Flüssigkeit, 2 die Austrittsöffnung für das Gas, 3 der Impulsaustauschraum, 4 das Reaktionsgefäss (Mischgefäss) 5 und 6 die Zuführungen für Flüssigkeit und Gas, 7 das Umlaufrohr, 8 die Zuführung für über Pumpe 9 entnommenes, im Kreis geführtes, flüssiges Medium, 10 die Abgangsleitung des Gemisches.



   Fig. 1 zeigt einen senkrecht von oben nach unten im Reaktionsgefäss 4 angeordneten, rohrförmigen Impulsaustauschraum 3. Die in den Reaktor einzuspeisende Flüssigkeit wird durch die Düsenöffnung 1, das Gas durch die Öffnung 2 dem Impulsaustauschraum zugeleitet. Dadurch wird aus dem Reaktionsgefäss Reaktionsgemisch in den Impulsaustauschraum eingesaugt.



  Das entstehende Gemisch verlässt den Reaktor durch die   Abgangsléitung    10.



   Fig. 2 zeigt eine radial gerichtete Ringspaltdüse zusammen mit einem   Ringspalt-Impulsaustauschraum.   



  Fig. 3 zeigt nach unten gerichtete Düsen, wobei gleichzeitig flüssiges Medium dem Mischgefäss entnommen und über Pumpe 9 und Leitung 8 zusammen mit der Flüssigkeit 5 der Düsenöffnung 1 zugeführt wird. Diese Arbeitsweise empfiehlt sich speziell, wenn lange Ver   weflzeiten    eingehalten werden müssen, gleichzeitig aber eine intensive Vermischung im Reaktionsgefäss aufrecht erhalten werden muss.



     Bespiel   
In einen Reaktor (vgl. Fig. 3, jedoch ohne 8 und mit einem Inhalt von 4 m3, in dem konzentrisch ein Umlaufrohr mit einer Länge von   2/s    der Reaktorhöhe und einem Durchmesser von   70S    des Reaktordurchmessers eingebaut ist, werden stündlich 9 m3 Cy   cl ohex an    und 50   NmS    Luft eingeführt. Der Druck beträgt 20 ata, die Temperatur 1450 C. Die Oxydation wird in Gegenwart von 3 ppm Kobalt als Katalysator in Form von Kobaltnaphthenat durchgeführt. Der Durchmesser der Cyclohexan-Düse (1 in Fig. 3) beträgt 13,5 mm, die Austrittsgeschwindigkeit des   Cydc    hexans aus der Düse 20   mlsec.   



   Der Impulsaustauschraum hat einen Durchmesser von 80 mm und eine Länge von 640 mm. Der Gehalt an Sauerstoff in dem den Reaktor über 10 verlassenden Abgas beträgt 0,2 Vol. %.



   Arbeitet man ohne Impulsaustauschraum unter sonst gleichen Bedingungen, so kann der Reaktor stündlich nur mit 200 Nm3 Luft belastet werden, damit der   O2-Gehalt    im Abgas den aus Sicherheitsgründen festgesetzten Wert von 0,2 Vol. % nicht überschritten wird.



  Wird der Reaktor mit Impulsaustauschraum stündlich mit 200   Nm3    Luft bei sonst konstanten Bedingungen beschickt, so ist die Ausbeute an den gewünschten Produkten Cyclohexanon und   Cyclohexanol',    bezogen auf umgesetztes Cyclohexan, im Vergleich zur Fahrweise ohne Impulsaustauschraum um 2 % höher.



     PATENTANSPRÜCHE   
I. Verfahren zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium durch Eindüsen der Gase und Flüssigkeiten in das flüssige Medium, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase und die eine Geschwindigkeit von 5 bis 100 m/sec aufweisenden Flüssigkeiten durch Düsen gemeinsam in einen sich im flüssigen Medium befindlichen und sich in Eintrittsrichtung der eintretenden Flüssigkeit erstreckenden Impulsaustauschraum eingeführt werden, bei dem der mittlere Durchmesser der Eintrittsöffnung das 2- bis 20fache des mittleren Durchmessers der Flüssigkeitsdüse und dessen Länge das 3- bis 30fache seines hydraulischen Durchmessers beträgt.



   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch Düsen für die Zuführung von Gasen und Flüssigkeiten und einen sich in Richtung der Flüssigkeitsdüse erstreckenden, unmittelbar vor den Düsen befindlichen Impulsaustauschraum, bei dem der mittlere Durchmesser der Eintritts öffnung das 2- bis 20fache des mittleren Durchmessers der Flüssigkeitsdüse und dessen Länge das 3- bis 30fache seines hydraulischen Durchmessers beträgt.



   III. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zum Vermischen eines Sauerstoff enthaltenden Gases und einer in flüssiger Form vorliegenden organischen Verbindung.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Impulsaustauschraum austretende Gemisch durch Leitbleche in den oberhalb des Impulsaustauschraums befindlichen, durch Einbau eines Umlaufrohres resultierenden Ringraum oder in den Innenraum des Umlaufrohres derart geführt wird, dass ein   Flüssigkeitsumlauf    nach dem Mammutpumpenprinzip erfolgt.



   2. Anwendung nach Patentanspruch III zum Vermischen eines Sauerstoff enthaltenden Gases und eines flüssigen Kohlenwasserstoffes.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

  1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.
    Praktisch beträgt das Volumen des Impulsaustauschraums nur einen minimalen Teil des eigentlichen Reaktionsraums, im allgemeinen etwa den hundertsten bis hunderttausendsten Teil. Zur Erzielung einer guten Konvektion im Reaktionsraum, und zur Vermeidung von Ablagerungen auf dem Boden ist es zweckmässig, Düse und Impulsaustauschraum in der Mitte des Reaktionsraumes senkrecht nach unten gerichtet anzubringen.
    Vielfach verwendet man zusätzlich das Mammutpumpenprinzip, wobei in der Mitte des zylindrischen Reaktionsgefässes ein konzentrisches zylindrisches Rohr einen Zwangsumlauf derart erzeugt, dass im äusseren (oder inneren) Raum das infolge des Gasgehalts spezifisch leichtere flüssige Medium nach oben strömt und, nachdem eine weitgehende Trennung von Gas- und Flüssigkeitsphase stattgefunden hat, letztere dann im inneren (oder äusseren) Raum nach unten strömt. Hierbei sorgt man, zweckmässig durch Leitbleche im Reaktionsraum, dafür, dass das den Impulsaustauschraum verlassende Gemisch so geleitet wird, dass das Mammutpumpenprinzip gefördert und nicht gestört wird, d.h.
    indem man das den Impulsaustauschraum verlassende Gemisch nur in den äusseren (oder inneren) Raum leitet.
    Die Figuren erläutern die Arbeitsweise der Erfindung. Des besseren Verständnisses wegen sind jedoch im Vergleich zum Reaktionsraum die Düsen und der Impulsaustauschraum stark vergrössert dargestellt. Es bedeuten: 1 die Austrittsöffnung für die Flüssigkeit, 2 die Austrittsöffnung für das Gas, 3 der Impulsaustauschraum, 4 das Reaktionsgefäss (Mischgefäss) 5 und 6 die Zuführungen für Flüssigkeit und Gas, 7 das Umlaufrohr, 8 die Zuführung für über Pumpe 9 entnommenes, im Kreis geführtes, flüssiges Medium, 10 die Abgangsleitung des Gemisches.
    Fig. 1 zeigt einen senkrecht von oben nach unten im Reaktionsgefäss 4 angeordneten, rohrförmigen Impulsaustauschraum 3. Die in den Reaktor einzuspeisende Flüssigkeit wird durch die Düsenöffnung 1, das Gas durch die Öffnung 2 dem Impulsaustauschraum zugeleitet. Dadurch wird aus dem Reaktionsgefäss Reaktionsgemisch in den Impulsaustauschraum eingesaugt.
    Das entstehende Gemisch verlässt den Reaktor durch die Abgangsléitung 10.
    Fig. 2 zeigt eine radial gerichtete Ringspaltdüse zusammen mit einem Ringspalt-Impulsaustauschraum.
    Fig. 3 zeigt nach unten gerichtete Düsen, wobei gleichzeitig flüssiges Medium dem Mischgefäss entnommen und über Pumpe 9 und Leitung 8 zusammen mit der Flüssigkeit 5 der Düsenöffnung 1 zugeführt wird. Diese Arbeitsweise empfiehlt sich speziell, wenn lange Ver weflzeiten eingehalten werden müssen, gleichzeitig aber eine intensive Vermischung im Reaktionsgefäss aufrecht erhalten werden muss.
    Bespiel In einen Reaktor (vgl. Fig. 3, jedoch ohne 8 und mit einem Inhalt von 4 m3, in dem konzentrisch ein Umlaufrohr mit einer Länge von 2/s der Reaktorhöhe und einem Durchmesser von 70S des Reaktordurchmessers eingebaut ist, werden stündlich 9 m3 Cy cl ohex an und 50 NmS Luft eingeführt. Der Druck beträgt 20 ata, die Temperatur 1450 C. Die Oxydation wird in Gegenwart von 3 ppm Kobalt als Katalysator in Form von Kobaltnaphthenat durchgeführt. Der Durchmesser der Cyclohexan-Düse (1 in Fig. 3) beträgt 13,5 mm, die Austrittsgeschwindigkeit des Cydc hexans aus der Düse 20 mlsec.
    Der Impulsaustauschraum hat einen Durchmesser von 80 mm und eine Länge von 640 mm. Der Gehalt an Sauerstoff in dem den Reaktor über 10 verlassenden Abgas beträgt 0,2 Vol. %.
    Arbeitet man ohne Impulsaustauschraum unter sonst gleichen Bedingungen, so kann der Reaktor stündlich nur mit 200 Nm3 Luft belastet werden, damit der O2-Gehalt im Abgas den aus Sicherheitsgründen festgesetzten Wert von 0,2 Vol. % nicht überschritten wird.
    Wird der Reaktor mit Impulsaustauschraum stündlich mit 200 Nm3 Luft bei sonst konstanten Bedingungen beschickt, so ist die Ausbeute an den gewünschten Produkten Cyclohexanon und Cyclohexanol', bezogen auf umgesetztes Cyclohexan, im Vergleich zur Fahrweise ohne Impulsaustauschraum um 2 % höher.
    PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium durch Eindüsen der Gase und Flüssigkeiten in das flüssige Medium, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase und die eine Geschwindigkeit von 5 bis 100 m/sec aufweisenden Flüssigkeiten durch Düsen gemeinsam in einen sich im flüssigen Medium befindlichen und sich in Eintrittsrichtung der eintretenden Flüssigkeit erstreckenden Impulsaustauschraum eingeführt werden, bei dem der mittlere Durchmesser der Eintrittsöffnung das 2- bis 20fache des mittleren Durchmessers der Flüssigkeitsdüse und dessen Länge das 3- bis 30fache seines hydraulischen Durchmessers beträgt.
    II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch Düsen für die Zuführung von Gasen und Flüssigkeiten und einen sich in Richtung der Flüssigkeitsdüse erstreckenden, unmittelbar vor den Düsen befindlichen Impulsaustauschraum, bei dem der mittlere Durchmesser der Eintritts öffnung das 2- bis 20fache des mittleren Durchmessers der Flüssigkeitsdüse und dessen Länge das 3- bis 30fache seines hydraulischen Durchmessers beträgt.
    III. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zum Vermischen eines Sauerstoff enthaltenden Gases und einer in flüssiger Form vorliegenden organischen Verbindung.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Impulsaustauschraum austretende Gemisch durch Leitbleche in den oberhalb des Impulsaustauschraums befindlichen, durch Einbau eines Umlaufrohres resultierenden Ringraum oder in den Innenraum des Umlaufrohres derart geführt wird, dass ein Flüssigkeitsumlauf nach dem Mammutpumpenprinzip erfolgt.
    2. Anwendung nach Patentanspruch III zum Vermischen eines Sauerstoff enthaltenden Gases und eines flüssigen Kohlenwasserstoffes.
CH416367A 1966-04-09 1967-03-22 Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten mit einem flüssigen Medium sowie Anwendung des Verfahrens CH511631A (de)

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