CS197487B1

CS197487B1 - Method of making the fine dispersed precipitates at the ion reactions and device for making the same

Info

Publication number: CS197487B1
Application number: CS512376A
Authority: CS
Inventors: Hermann Klinger; Peter Koenig; Dietrich Schille
Original assignee: Hermann Klinger; Peter Koenig; Dietrich Schille
Priority date: 1976-08-05
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1980-05-30

Description

Vynález se týká způsobu výroby jemně disperzních sraženin při iontových reakcích a zařízení k prováděni způsobu.The invention relates to a process for the production of finely dispersed precipitates in ionic reactions and to an apparatus for carrying out the process.

Při srážecích reakcích způsobuji přirozené se vyskytující nadměrně vysoké koncentrace velké reakční rychlosti. Na základě spontánní reakce mezi použitými roztoky dochází na fázovém rozhráni k tvoření aglomerátů výsledného reakčního produktu. I při intenzívni turbulenci v reakČních nádobách, vyvolávané např. mícháním, nelze tomoto tvoření aglomerátů při vtoku srážecího činidla tak docela zabránit. U viskózních roztoků, v nichž nesmějí být obsaženy vzduchové bublinky, se vylučuje intenzívní míchání, takže se tam nezískávají žádné jemně disperzní sraženiny.In precipitation reactions, naturally occurring excessively high concentrations cause high reaction rates. Due to the spontaneous reaction between the solutions used, agglomerates of the resulting reaction product are formed at the interface. Even with intensive turbulence in the reaction vessels, caused, for example, by stirring, this formation of agglomerates at the inlet of the precipitating agent cannot be completely prevented. In the case of viscous solutions in which no air bubbles may be present, intensive stirring is avoided so that no finely dispersed precipitates are obtained there.

Práco s ochrannými koloidy přináší v těchto případech úspěch jedině tenkrát, je-li rychlost tvoření ochranných koléidů větší než rychlost iontové reakce.Working with protective colloids is successful only in those cases if the rate of formation of protective colloids is greater than the rate of ionic reaction.

V proudovém reaktoru jsou tyto posiupy extrémnější, protože reakční prostor jo soustředěn na úzce omezenou oblast kolem mista vstřiku a v makroskopické oblasti so vyskytuji stabilní podmínky. To má za následek, žo na vstřikové trysce, na plooháeh fázového rozhraní dochází mezí reagujícími roztoky k narůstání krystalů, jež jsouli částečně porušovány vlivem proudění představují určitý podlí hrubých krystalůIn the jet reactor, these sequences are more extreme, since the reaction space is concentrated on a narrowly restricted area around the injection site and stable conditions occur in the macroscopic area. As a result, crystals grow on the injection nozzle, on the surface of the phase boundary, between the reacting solutions, which are partially disturbed by the flow, representing a certain proportion of coarse crystals

197 487197 487

197 487 v krystalických suspenaíeb.197,487 in crystalline suspensions.

Je také známo zařízení, jež narůstání krystalů na okrajích vstřikové trysky zabraňuje tím, že se mezi reakčními partnery dává netečné médium. Vlivem narůstání na vyložení trubek, vznikajícího následkem turbulence, je tu za prvé nebezpečí ucpání a za druhé se tím narušují podmínky proudění. *It is also known to prevent crystal growth at the edges of the injection nozzle by providing an inert medium between the reaction partners. Due to the build-up on the lining of the tubes due to turbulence, there is a risk of clogging and, secondly, disturbing the flow conditions. *

Účelem vynálezu je vyrábět jemně disperzní sraženiny i při iontových reakcích v plynule pracujícím, automatizovaném postupu.The purpose of the invention is to produce finely dispersed precipitates even in ionic reactions in a continuously operating, automated process.

Úkolem vynálezu je místně ovládat nadněrně vysokou koncentraci, jež zejména v ^r uzavřené reaktorové soustavě přináší vlivem velkých reakčních rychlosti přídavné nesnáze.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to control an excessively high concentration which, in particular in ^a closed reactor system, causes additional difficulties due to the high reaction rates.

Úkol se řeší způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve do laminárně proudícího reakčního roztoku zavádí laminárně při Re<1800 se stejně velkou rychlostí prouděni reakční složka, jež je trubkovitě obklopena médiem obsahujícím ochranný koloid a neúčastnícím se reakce, potom se zvýšením Reynoldsova Čísla následkem redhkee průřezu proudění vyvolává slabá turbulence při Re 1800 ažSUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a reactant which is tubularly surrounded by a protective colloid-containing medium not involved in the reaction, then laminarly at Re < 1800 with an equally high flow velocity. by increasing Reynolds Numbers due to the redhkee cross-sectional flow causes weak turbulence at Re 1800 to

ZOF

2800 a v dalším průběhu proudění se stupňuje stejným způsobem na silnou turbulenci při Re > 2800.2800 and in the further course of the flow it is escalated in the same way to a strong turbulence at Re > 2800.

Zařízeni k prováděni způsobu podle vynálezu je charakterizováno tím, že v trubkovém reaktoru je zabudováno v jeho směru proudění proudnicově vytvořené tryskové těleso, na němž je souose s trubkovým prouděním umístěna válcovitá tryska, kolem níž jsou uspořádány jedna hebo několik vstřikových trubek, přičemž kombinace vstřikové trysky se vstřikovými trubkami je sestrojena alespoň v desetinásobné délce průměru hlavního proudění se štíhle vybíhajícími trubkovými konci.The apparatus for carrying out the method according to the invention is characterized in that a jet-formed nozzle body is installed in the tubular reactor in its flow direction, on which a cylindrical nozzle is arranged coaxially with the tubular flow around which one or more injection tubes are arranged. with the injection pipes being constructed at least ten times the diameter of the main flow with the slenderly extending pipe ends.

Podle vynálezu zařazuje se při iontových reakcích do celkového reakčního mechanismu konstrukční prvek, který podstatně ovlivňuje reakční rychlost. Fluidní médium, neúčastnicí se na reakci, proudí přibližně stejnou rychlostí mezi laminárně proudícími reakčními partneéy. Tím se vytváří mezi reakčním roztokem a reagujíc! složkou difúzní dráha, v níž se zabraňuje koncentracím reakčních partnerů a prodlužuje se jejich časové setkání. V trubkovém prouděni se přitom vyskytuji stabilní reakční pásma s malou koncentrací, jež umožňuji plynulý průběh reakce a současně vytvářejí příznivé reakční podmínky ve smyslu zlepšení granulometrického stavu. Když se naskýtá v popsané dtfúzní dráze dostatečný počet zárodků, vytváří se zapínáním turbulence proudění složek takovým cpůsobem, že dochází k dokonalé reakci reakčních partnerů, počínajíc od vnitřku prouděni.According to the invention, in ionic reactions, a component which substantially influences the reaction rate is included in the overall reaction mechanism. The fluid medium not involved in the reaction flows at approximately the same velocity between the laminar flow reaction partners. This is formed between the reaction solution and the reaction mixture. a diffusion pathway component in which the concentrations of the reaction partners are prevented and their time encounters are prolonged. Stable reaction zones of low concentration are present in the tubular flow, which allow a continuous reaction and at the same time create favorable reaction conditions in the sense of improving the granulometric state. When a sufficient number of germs are present in the diffusion path described, the turbulence of the component flow is such that the reaction partners react perfectly, starting from the interior of the flow, by switching on the turbulence of the components.

Způsob podle vynálezu se provádí v trubkovém reaktoru. V trubkovém reaktoru je zamontováno tryskové těleso, jehož radiálně zaústěné přívody jsou vytvořeny proudnicově· Tryskové těleso nese souose v trubkovém prouděni položenou válcovitou vstřikovouThe process according to the invention is carried out in a tubular reactor. The nozzle body is mounted in the tubular reactor, whose radially inlet inlets are designed in a jet-shaped manner. The nozzle body carries coaxially arranged cylindrical injection in a tubular flow.

197 487 trysku pro zavádění druhého reakčního partnera. Kolem vstřikové trysky jsou uspořádány na tryskovém tělese jedna nebo několik vstřikovacích trubek pro přívod netečného fluidnlho média a popřípadě další reakční partnejfcy, jako např* tvořiče ochranných koloidů. K nastavení laminárního proudění jsou tyto trubky vytvořeny se štíhle vybíhajícími konci. Jejich délka se rovná alespoň desetinásobnému prů_Tměru hlavního proudění v trubkovém reaktoru.197,487 a nozzle for introducing a second reaction partner. Around the injection nozzle, one or more injection tubes are provided on the nozzle body for supplying the inert fluid medium and optionally other reaction partners such as protective colloid generators. To adjust the laminar flow, these tubes are formed with slenderly extending ends. Their length is equal to at least ten-fold _T ma mers of the main flow in a tubular reactor.

S pomoci vynálesu lze jednoduchým způsobem zabraňovat narůstání krystalů v reakční trubce. Tím lze uskutečňovat po delší čas plynulý průběh reakce, což bylo až dosud vlivem narůstáni krystalů v jednoduché proudové trubce, nemožné. V té míře, v níž se mění příznivým způsobem reakční podmínky, dosahuje se také ve' výsledku reakce jakostně lepších krystalických disperzí. Ve spojeni s umožněnou plynulou srážející reakci vyvstávají další výhody v technologii. Vlivem stabilních podmínek vytvářejí ae příznivější předpoklady pro předem určený granulometrický stav disperzí a dosahuje menšího rozsahu tolerance v jakostních parametrech. Uzavřenou soustavou se zabraňuje tvoření pěny a jiným nežádoucím vlivům, zejména se zmenšuje zdroj závad způsobovaným vnějšími vlivy. U krystalických disperzí citlivých na světlo je jejich výroba možná ve světlých pracovních prostorech. V celku vzato, touto technologii schopnou automatizace se dosahuje vysokého specifického vytížení zařízení a tim i vzestupu účinnosti ve výrobě krystalově disperzních produktů.With the aid of the invention, crystal growth in the reaction tube can be easily prevented. In this way, a continuous reaction can be carried out over a longer period of time, which has hitherto been impossible due to crystal growth in a simple flow tube. To the extent that the reaction conditions change favorably, the reaction results in better quality crystalline dispersions. In conjunction with the possible continuous clotting reaction, further advantages in technology arise. Due to stable conditions, they create a more favorable prerequisite for a predetermined granulometric state of dispersions and achieve a smaller range of tolerance in quality parameters. The closed system prevents the formation of foam and other undesirable influences, in particular the source of defects caused by external influences is reduced. With light-sensitive crystalline dispersions, their production is possible in bright working areas. All in all, this technology capable of automation achieves high specific plant utilization and hence an increase in efficiency in the production of crystal dispersion products.

Vynález bude nyní popsán na příkladu provedeni podle výkresů, na nichž představuje obr. 1 řez trubkovým prouděním trubkového reaktoru a obr. 2 řez zařízením k vytváření prouděni v trubkách.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a cross-sectional view of a tubular reactor;

Jako příklad je popsaná výroba jemně disperzního bromidu stříbrného. Mezi reakčním roztokem 6, jímž je roztok bromidu draselného, proudícím v trubkovém reaktoru 1 a reagující složkou 7, jíž je roztok dusičnanu stříbrného, proudící přibližně stejnou rachlostl, je zapojeno médium 8, jímž je želatinový rpztok, proudící kruhově a neúčastnící se na reakci, Reakční partneři, ionty bromidu a stříbra, difundují přitom do želatinového roztoku, jenž působí současně jako tvořič ochranného koloidu. Vlivem slabé turbulence uvnitř želatinového roztoku a na jeho fázových rozhraních, vynucené v trubkovém reaktoru £, setkávají se reakční partneři, roztaženy od sebe místně i časově, a dostávají se spolu do reakce. Tím r-nikaji první zárodky bromidu stříbrného podle koncentračního profilu v malá koncentraci. Teprve po další době setrvání reakčního roztoku 6, reagující složky 7 a média 8 v souosém proudu trubkového reaktoru 1, dochází k výskytu dostatečného počtu zárodků. Potom se vyvolává s pomocí vestaveb v trubkovém reaktoru £ taková turbulence, aby se zbytek reakčních partnerů, při opětném časovém zpožděni, přiváděl v plné míře do reakce.As an example, the preparation of finely dispersed silver bromide is described. Between the reaction solution 6, which is the potassium bromide solution flowing in the tubular reactor 1, and the reactant 7, which is the silver nitrate solution, flowing approximately the same speed, a medium 8, which is a gelatinous solution flowing in a circle and not participating in the reaction, is connected. The reaction partners, the bromide and silver ions, diffuse into the gelatin solution, which simultaneously acts as a protective colloid builder. Due to the weak turbulence within the gelatin solution and its phase interfaces, forced in the tubular reactor 6, the reaction partners meet, spread apart locally and temporally, and come into reaction together. Thus, the first nuclei of silver bromide, according to the concentration profile, are reduced in low concentration. Only after a further residence time of the reaction solution 6, the reactant 7 and the medium 8 in the coaxial flow of the tubular reactor 1 does a sufficient number of germs occur. Thereafter, turbulence is induced by means of the internals in the tubular reactor 6 such that the remainder of the reaction partners, after a time delay, are fully reacted.

K vytváření jednotlivých dílčích proudů reakčního roztoku 6, reagující složky 7 a média 8 slouží tryskové těleso 3 vsazené mezi dvě příruby 2 v trubkovém reaktoruA nozzle body 3 inserted between two flanges 2 in a tubular reactor is used to form the individual partial streams of the reaction solution 6, the reactant 7 and the medium 8.

1.1.

197 487197 487

Tryskové těleso 3 nese na sobě v souosém uspořádání válcovitou vstřikovací trysku 4 a kolem ní jednu nebo několik vstřikovacích trubek 5, ve spojeni s vrtáním 9, 10. jimiž se dávkuji reagující složka 7 a médium 8 do proudu trubkového reaktoru 1. K stabilnímu vytvářeni soustředných kruhových proudů, zejména však pro nerušené vytvářeni difúzní vrstvy média 8, je třeba, aby jak vstřikovací trubka 4, tak i vstřikovací trubky 5 vykazovaly alespoň desetinásobnou délku ve vztahu k průměru trubkového reaktoru 1. Konce vstřikovacích trubek 5 mají z důvodl proudové techniky ětíhlý tvar. Průřezy vstřikovací trysky 4 a vstřikovacích trubek 5 jsou přizpůsobeny'dílčím proudům reagující složky 7 a média &.The nozzle body 3 carries a cylindrical injection nozzle 4 and coaxially around it one or more injection tubes 5, in connection with the bore 9, 10, through which the reactant 7 and the medium 8 are metered into the stream of the tubular reactor 1. For example, in order to produce a diffuse layer of medium 8, it is necessary that both the injection tube 4 and the injection tubes 5 have at least 10 times the length relative to the diameter of the tubular reactor 1. The ends of the injection tubes 5 have a stiff shape . The cross-sections of the injection nozzle 4 and the injection tubes 5 are adapted to the partial flow of the reactant 7 and the medium.

Jak již zmíněno, vynález je použitelný pro iontové reakce, v nichž se vyžadují jemně disperzní sraženiny. Zejména se ho však používá v proudových reaktoroch k výrobě fotografických stříbrohalogenových emulzí.As already mentioned, the invention is applicable to ionic reactions in which finely dispersed precipitates are required. In particular, however, it is used in jet reactors for the production of photographic silver-halogen emulsions.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for the production of finely dispersed precipitates in ionic reactions, characterized in that a reactant which is tubularly surrounded by a medium containing a protective colloid and not involved in the reaction is introduced into the laminar flowing reaction solution first at lamination at Re <1800 with an equally high flow velocity. , then increasing the Reynolds number by reducing the flow cross section induces a slight turbulence at Re 1800 to 2800 and in the further course of the flow escalates in the same way to a strong turbulence at Re> 2800.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a jet-shaped nozzle body (3) is mounted in its direction of flow in the tubular reactor (1) on which a cylindrical injection nozzle (4) is arranged coaxially with the flow in the tubes. around which one or more injection pipes (5) are arranged, wherein the combination of the injection nozzle (4) with the injection pipes (5) is constructed at least ten times the length of the main flow with the slenderly extending tubular ends.

2 drawings