DE1044767B - Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von Gemischen zweier kristallisierender Stoffe - Google Patents

Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von Gemischen zweier kristallisierender Stoffe

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DE1044767B DEF18619A DEF0018619A DE1044767B DE 1044767 B DE1044767 B DE 1044767B DE F18619 A DEF18619 A DE F18619A DE F0018619 A DEF0018619 A DE F0018619A DE 1044767 B DE1044767 B DE 1044767B
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/02Solvent extraction of solids
    • B01D11/0215Solid material in other stationary receptacles
    • B01D11/0223Moving bed of solid material
    • B01D11/0242Moving bed of solid material in towers, e.g. comprising contacting elements

Description

  • Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von Gemischen zweier kristallisierender Stoffe Bringt man die verschiedensten Stoffpaare, deren Komponenten unterschiedliche Löslichkeit besitzen, in Berührung mit einem gemeinsamen Lösungsmittel, so gibt es hinsichtlich der Ko,nzentrationsverhältnisse dieser Stoffe in der Lösung zwei grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten. Unter der Voraussetzung, daß in jedem Falle ein Bodenkörper verbleibt, in dem beide Komponenten des Stoffpaares zugegen sind, hat die gesättigte Lösung a) im ersten Falle immer die gleiche Zusammensetzung, unabhängig vom Mischungsverhältnis der Komponenten im Bodenkörper; b) im zweiten Falle ist die Zusammensetzung der Lösung, d. h. das Konzentrationsverhältnis der Komponenten in der Lösung, abhängig vom Mischungsverhältnis der Komponenten im Bodenkörper.
  • Der Fall a) ist beispielsweise gegeben bei einem System Natriumchlid -Kaliumchlorid. -Wasser.
  • Hier enthält die gesättigte wäßrige Lösung, sofern im Bodenkörper beide Salze vorhanden sind, immer etwa 34°/o Kaliumchlorid und 66°/o Natriumchlorid. Es spielt dabei keine Rolle, wie der Bodenkörper zusammengesetzt ist, ob er beispielsweise zu 900/o aus K Cl und 100/o aus NaCl oder zu 90°/o aus NaCl und l00/o aus K Cl besteht; Voraussetzung ist nur, daß beide Salze überhaupt vorhanden sind.
  • Der Fall b) liegt beispielsweise im System Kal iumpersulfat-Ammoniumpersulfat -Wasser, Kaliumpersulfat -Ammoniumpersulfat -5 chwefeläure, Kaliumstllf at -Ammoniumsulf at-Wasser, Bariumnitrat-Bleinitrat-Wasser usw. vor. Hier ist das Verhältnis etwa von Kaliumpersulfat zu Ammoniumpersulfat in der gesättigten Lösung eine Funktion der Zusammensetzung des Bodenkörpers. Es stellt sich ein bestimmtes thermodynamisches Lösungsgleichgewicht ein. Trennt man beispielsweise eine Lösung, die sich im Gleichgewicht mit einem Bodenkörper aus 9O0/o Kaliumpersulfat und iO°/o Ammoniumpersulfat befindet, von diesem Bodenkörper und bringt sie mit einem Bodenkörper in Berührung, der zu 90°/o aus Ammoniumpersulfat und zu 1O0/o aus Kaliumpersulfat besteht, so geht Ammoniumpersulfat aus dem Bodenkörper in die Lösung über, und gleichzeitig scheidet sich Kaliumpersulfat in kristallisierter Form aus, bis das Lösungsgleichgewicht wiederhergestellt ist. (Im System NaCl-K Cl würde die Lösung dagegen unverändert bleiben.) In diesem Falle spricht man von Stoffpaaren mit Lösungsgleichgewicht, und die Erfindung behandelt ausschließlich die Trennung derartiger Stoffgemische.
  • Grundsätzlich ist es möglich, solche Stoffgemische mit Lösungsgleichgewicht nach den üblichen Methoden der fraktionierten Kristallisation zu zerlegen.
  • Derartige Verfahren sind jedoch diskontinuierlich und erfordern bekanntlich einen großen apparativen und experimentellen Aufwand; sie sind dementsprechend recht teuer. Es ist dabei notwendig, die Mutterlaugen immer wieder zu konzentrieren und einzudampfen, was natürlich mit hohen Betriebskosten verbunden sein muß. Erfindungsgemäß werden diese Nachteile vermieden. Die Trennung gelingt kontinuierlich mit überaus geringem Aufwand.
  • Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß die von der Solventextraktion und Rektifikation her grundsätzlich bekannten Verfahrensmaßnahmen in sinngemäßer Weise auch für die Trennung von Feststoffgemischen mit Lösungsgleichgewicht ausgenutzt werden können. Bei der Solventextraktion und Rektifikation werden bekanntlich zwei Phasen in einem Rohr oder einer Kolonne im Gegenstrom zueinander bewegt. Zwischen den Phasen findet ein dauernder Stoffaustausch statt, der durch die Tendenz zur Einstellung des thermodynamischen Gleichgewichtes hervorgerufen wird. Bei der Rektifikation geht, sofern die Dampfdrücke der Komponenten verschieden und das Gleichgewcht nicht erreicht ist, laufend leichter siedende Komponente in den Dampf und dafür schwer siedende Komponente in die Flüssigkeit über; bei der Solventextraktion wird eine Einstellung des Nernstschen Verteilungsgesetzes angestrebt, indem ein Teil des zu extrahierenden Stoffes aus der Lösung in das Extraktionsmittel übertritt. Diese Stoffaustauschvorgänge bleiben in Gang, bis das jeweilige Gleichgewicht erreicht ist. Führt man nun die beiden Phasen im Gegenstrom aneinander vorbei, so kommen dauernd Anteile miteinander in Berührung, die sich noch nicht im Gleichgewicht befinden, und es gelingt, den Stoffaustausch bis zur Reindarstellung der Komponenten bzw. bis zur vollständigen Extraktion fortzuführen. Derartige kontinuierliche Rektifflcations- und Solventextraktionsverfahren sind nach dem Stand der Technik in vielen Ausführungsformen und unter Verwendung mannigfaltiger Apparate bekannt.
  • Gemäß der Erfindung ist es nun gelungen, Feststoffgemische, deren Komponenten unterschiedliche Löslichkeit in einem gemeinsamen Lösungsmittel besitzen und die im System Bodenkörper-Lösung ein Lösungsgleichgewicht einstellen, ebenfalls durch Gegenstromführung von Phasen unterschiedlicher Zusammensetzung in ihre Komponenten zu zerlegen.
  • Und zwar werden eine feste und eine flüssige Phase gegeneinander bewegt. Die feste Phase besteht aus dem Bodenkörper des zu trennenden Gemisches, die flüssige Phase aus einer gesättigten Lösung dieses Gemisches in dem gemeinsamen Lösungsmittel. Die Trennung kann vorzugsweise in einem senkrecht angeordneten Rohr, das eine Relativbewegung der Phasen gestattet, erfolgen. Die Zusammensetzungen von gesättigter Lösung und Bodenkörper sind an jeder Stelle des Rohres verschieden.
  • Das Feststoffgemisch und das Lösungsmittel bzw. eine Lösung werden an verschiedenen Stellen in eine Fraktioniersäule eingeführt und im Gegenstrom zueinander bewegt. Im stationären Zustand liegt am Austrittsende des Feststoffes die schwer löslicheKomponente des Gemisches in reiner Form vor, die umgebende Lösung ist an dieser Feststoffkomponeute gesättigt und enthält nichts von dem anderen, leichter löslichen Feststoff des Gemisches. Diese Lösung kommt nun beim Durchtritt durch nachfolgende, im vertikalen Rohr darüberliegende Abschnitte der Säule fortschreitend mit Bodenkörper in Berührung, der in Fließrichtung der Lösung zunehmend reicher an leichter löslichem Feststoff ist. In jedem Querschnitt der Säule befindet sich daher die ankommende Lösung nicht im Lösungsgleichgewicht mit dem dort vorliegenden Bodenkörper, sondern ist reicher an schwerer löslichem Feststoff. Infolge der Tendenz zur Wiederherstellung des Lösungsgleichgewichtes nimmt die Lösung daher leichter löslichen Feststoff auf und gibt dafür schwerer löslichen Feststoff ab, der auskristallisiert und den Bodenkörper an schwerer löslichem Feststoff anreichert. Das wiederholt sich über die gesamte Länge der Fraktioniersäule, so daß sich die Lösung immer mehr an leichter löslichem Feststoff anreichert und an schwerer löslichem Feststoff verarmt.
  • Für den in umgekehrter Richtung fließenden Bodenkörper gilt grundsätzlich das gleiche, jedoch verarmt dieser in seiner Fließrichtung immer mehr an leichter löslichem Feststoff und reichert sich immer mehr mit schwerer iöslichem Feststoff an.
  • Es ist klar, daß durch geeignete Wahl von Durchsatzgeschwìndiglieit und Säulenlänge die Komponeunten in beliebiger Reinheit dargestellt werden können, insbesondere die schwerer lösliche Komponente.
  • Da die physikalisch-chemischen Vorgänge in dieser Säule weitgehend denen bei der Fraktiotrierung oder Reltifikation eines Flüssigkeitsgemisches oder bei der Solventextraktion entsprechen, soll der erfindungsgemäße Trennvorgang nachfolgend als »Fraktionierung< bezeichnet werden.
  • Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß diese Fr?1:tionierung grundsätzlich von der gewählten B e- triebstemperatur unabhängig ist. Zwar können die Löslichkeitsverhältnisse durch Temperaturänderungen verschoben werden, die durch fortwährende Störung und Wiedereinstellung des Lösungsgleichgewichtes erzielte Fraktionierung gelingt jedoch bei jeder Temperatur, sofern nur ein Unterschied der Löslichkeit der Feststoftkomponenten besteht.
  • Wie bereits erwähnt, kann das Verfahren der Erfindung nur bei Stoffgemischen angewendet werden, bei denen das Konzentrationsverhältnis in der Lösung nach einem Lösungsgleichgewicht vom Mischungsverhältnis der Fests-toffe im Bodenkörper abhängig ist (z. B. bei Kaliumpersulfat-Ammoniumpersulfat).
  • Das Verfahren kann beispielsweise nicht bei dem einleitend angeführten Gemisch von Kaliumchlorid - Natriumchlorid angewandt werden, da die wäßrige Lösung, sofern sie mit einem beide Feststoffkomponenten enthaltenden Bodenkörper in Berührung steht, bei diesem Salzpaar immer gleiche Mengen der Komponenten enthält (340/o Kaliumchlorid und 66°lo Natriumchlorid), unabhängig vom Mischungsverhältnis der Salze im Bodenkörper. Es ist nicht eindeutig bekannt, warum sich die einen Salzpaare so, die anderen so verhalten. Im allgemeinen besitzen die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Salzpaare ein gemeinsames Ion und sind zu Mischkristallbildung befähigt; hierin kann jedoch nicht die einzige Voraussetzung liegen, da es Mischungen organischer Substanzen gibt, die in Kombination mit bestimmten Lösungsmitteln die gleichen Eigenschaften zeigen und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren getrennt werden können.
  • Zur weiteren Veranschaulichung wird das Verfahren der Erfindung nachfolgend an Hand vorzugsweiser Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
  • Fig. 1 und 2 sind Längsschnitte durch vorzugsweise verwendbare Fraktioniersäulen für das Verfahren der Erfindung; Fig. 3 zeigt das Unterende einer ähnlichen Säule, welches mit einem Wärmeaustauscher umgeben ist; Fig. 4 zeigt das Oberende einer ähnlichen Fraktioniersäule mit einem eingebauten Schaber.
  • Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist besonders zur Verarbeitung von Stoffgemischen geeignet, die nicht in Form eines Kristallgemenges, sondern in Form einer konzentrierten Lösung zugeführt werden. Sie besteht zur Hauptsache aus einem Kristallisiergefäß 10, einem vertikalen Rohr 16 und einem Kristallabscheider 22. Das Rohr 16 ist mit Zuführungsleitungen für die Beschickung 18 und das Lösungsmittel 19 versehen, am Kopf des Kristallisiergefäßes 10 ist eine Rohrleitung 11 zur Abnahme der fraktionierten flüssigen Phase, am Boden des Kristallabscheiders 25 eine Rohrleitung 26 zur Abnahme der einen reinen Feststoffkomponente angebracht. Das Kristallisiergefäß 10 ist in bekannter Weise mit einem Kühlmantel 12, 13, 14 ausgestattet, zwischen dem konischen Ende 20 des Rohres 16 und dem Oberende 28 des Kristallabscheiders 25 befindet sich eine Rohrverbindung 31, 32 mit einer Pumpe 30 zur Rückführung von Lösung Die Arbeitsweise in dieser Vorrichtung ist folgende: Zur erfindungsgemäßen Fraktionierung ist, wie eingangs erläutert, eine Gegenstrombewegung von Bodenkörper und gesättigter Lösung erforderlich.
  • Wird das zu trennende Stoffgemisch wie in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer konzentrierten Lösung zugeführt (Rohrleitung 18), so muß der Bodenkörper erst hergestellt werden. Das geschieht in diesem Falle durch Kühlung der Beschickung im Kristallisiergefäß 10. Hierbei bildet sich ein Bodenkörper, der sich im Vertikalrohr 16 zu einer lockeren I(ristallmasse absetzt. Im folgenden soll der Norgang nach Einstellung stationärer Verhältnisse betrachtet werden, d. h. in einem Zustand, in dem das Vertikalrohr von oben bis unten mit einer lockeren Kristallmasse erfüllt ist und durch die Leitungen 18 bzw. 19 laufend Beschickung bzw. Lösungsmittel zu geführt und durch die Leitungen 11 bzw. 26 laufend Produkte abgezogen werden.
  • Die Beschickung (z. B. konzentrierte Lösung von Raliumpersulfat-Ammoniumpersulfat) tritt also kontinuierlich in das Rohr ein und scheidet bei Kühlung ein Kristallgemenge aus, dessen Zusammensetzung vom Konzentrationsverhältnis in der Lösung eindeutig bestimmt ist. Es enthält im gewählten Beispiel sowohl Kalium- als auch Ammonimupersulfat.
  • Dieses Kristallgemenge sinkt nun, entsprechend der Regelung der Abzugsgeschwindigkeit der Kristalle am Boden der Fraktioniersäule, langsam abwärts. Dabei erfolgt in der vorbeschriebenen Weise ein dauernder Stoffaustausch mit der in Gegenrichtung durch die lockere Kristallmasse hindurch kontinuierlich aufwärts strömenden flüssigen Phase. Diese wird in Form von Wasser, einer verdünnten Schwefelsäurelösung oder einer Kaliumpersulfatlösung (allgemein: einer Lösung der schwer löslichen Komponente) durch die Rohrleitung 19 in der gewünschten Geschwindigkeit zugeführt. Was für eine Flüssigkeit als Lösung mittel auch verwendet wird, in jedem Fall bildet sich im Gebiet des Zulaufs bei 19 eine gesättigte Lösung, deren Zusammensetzung durch die Zusammensetzung des Bodenkörpers in diesem Gebiet eindeutig bestimmt ist. Da in diesem Gebiet nach Einstellung stationärer Verhältnisse bereits praktisch reines Kaliumpersulfat vorliegt, bildet sich also eine gesättigte Lösung von Kaliumpersulfat. Diese Kaliumpersulfatlösung strömt also aufwärts und kommt infolge der gegenläufigen Bewegung der Kristallphase dauernd mit dem Bodenkörper in Berührung, mit dem sie sich nicht im Lösungsgleichgewicht befindet. Es geht also laufend das leichter lösliche Ammoniumpersulfat aus dem Kristallgemenge in die Lösung über, während die Lösung in Fließrichtung nach oben immer mehr an Kaliumpersulfat verarmt. Bei entsprechender Wahl von Säulenlänge und Durchsatzgeschwindigkeit enthält die aufströmende Lösung am Kopf der Fraktioniersäule praktisch nur noch Ammoniumpersulfat, während umgekehrt der Bodenkörper am Boden der Säule, also etwa vom Gebiet der Lösungsmittelzuführung 19 ab, praktisch aus reinen Kaliumpersulfatkristallen besteht. Die gereinigte Lösung fließt kontinuierlich in einer durch die Zuführungsgeschwindigkeit von Beschickung und Lösungsmittel bestimmten Geschwindigkeit durch die Rohrleitung 11 ab und kann nach bekannten Methoden weiterverarbeitet oder direkt verwendet werden. Die reinen Kaliumpersulfatkristalle werden als Endprodukt über den Kristallabscheider abgezogen.
  • Die Bauart des Kristallabscheiders ist für das Wesen der Erfindung nebensächlich. In der gezeigten Ausführungsform hat das Rohr 16 einen konischen Boden 20, der in einem vertikalen Abgaberohr 21 endet; hierdurch fließen die Kristalle in den Kristallabscheider 22. Dieser besteht aus einem erweiterten Zylinder 23 mit einem Deckel 24 und einem konischen Baden 25, der in der Kristallabgabeleitung 26 endet.
  • Der Deckel 24 hat einen zentralen Aufsatz 28 von geringerem Querschnitt. Das vertikale Rohr 21 führt durch den Aufsatz 28 und mündet im Kristall- abscheider. Am unteren Ende des Abgaberohres 21 ist eine kreisförmige, horizontale Prallplatte 29 derartig angeordnet, daß ihr Außenumfang nahe an der Zylinderwand23 liegt. Die Kristallsuspension aus dem Rohrende 20 fließt mit geringer Geschwindigkeit durch den Kristallabscheider, und die Kristalle setzen sich ab. Die Pumpe 30 saugt die abgetrennte Flüssigkeit aus dem Aufsatz 28 ab und führt sie durch die Leitungen 31 und 32 zum Boden 20 des Rohres 16 zurück. Das wesentliche Merkmal der Erfindung liegt nur in dem neuartigen Trennvorgang. Dieser ist bei Eintritt der Kristallsuspension in den Kristallabscheider bereits abgeschlossen. Eine weitere Fraktionierung im Kristallabscheider erfolgt nicht. Die mittels der Pumpe zurückgeführte Lösung hat dieselbe Zusammensetzung wie am Unterende der Trennsäule 16.
  • Bei Verarbeitung von Lösungen, die bei Kühlung zur Abscheidung von Kristallen an der Zylinderwand neigen, kann das Kristallisiergefäß 10 mit einem Schaber 33 gemäß Fig. 4 ausgerüstet werden. Dieser kann von einem Paar spiralförmiger Blätter 34 gebildet werden, die im Eingriff mit der Zylinderwand stehen und durch eine obere und untere Querstange 35 und 36 miteinander verbunden sind. Die obere Querstange 35 ist an einer vertikalen Welle 38 befestigt, die durch die Decke des Kristallisiergefäßes hindurchgeht und in irgendeiner Weise angetrieben wird.
  • Eine Vorrichtung gemäß Fig. 2 findet dann Anwendung, wenn das zu trennende Feststoffgemisch nicht in Form einer Lösung, sondern direkt in Kristallform zugeführt wird. Der erweiterte, als Kristallisiergefäß dienende Säulenabschnitt fällt dann fort, die vertikale Trennsäule 16a hat bis zum Abzugsrohr 11 gleiche Gestalt. Das zu trennende Gemisch wird direkt, etwa über ein schräg angeordnetes Rohr 43, in die Säule eingeführt. Ansonsten ist die Arbeitsweise mit dieser Apparatur dieselbe.
  • Grundsätzlich kann die Beschickung an einer beliebigen Stelle der Trennsäule 16 bzw. 16a oberhalb der Lösungsmittelzuführung zugebracht werden. Für eine möglichst wirtschaftliche Arbeitsweise ist jedoch eine bestimmte Zuführungsstelle zweckmäßig, und zwar wird eine Lösung des Gemisches vorzugsweise dort zugeführt, wo die in der Säule aufsteigende flüssige Phase etwa dasselbe Konzentrationsverhältnis der Komponenten aufweist wie die Beschickungslösung. In gleicher Weise wird bei Einbringen eines Kristallgemenges dieses dort zugeführt, wo der in der Säule absinkende Bodenkörper etwa dieselbe Zusammensetzung hat wie das Kristallgemenge.
  • Selbstverständlich ist derTrenneffekt im erfindungsgemäßen Verfahren von einer Reihe teils stoffbedingter, teiIs apparaturbedingter und miteinander verknüpfter Faktoren abhängig. An stoffabhängigen Faktoren ist hier vor allem der Unterschied der Löslichkeit der Komponenten des zu trennenden Gemisches zu nennen. Je größer die Löslichkeitsdifferenz dieser Komponenten, desto leichter gelingt natürlich ihre Reindarstellung. Unter sonst gleichen Verhältnissen (Geschwindigkeit der gegenläufigen Phasen usw.) ist beispielsweise für ein Gemisch von Kaliumpersulfat-Ammoniumpersulfat, die sich in ihrer Löslichkeit wie etwa 1 : 10 verhalten, eine kürzere Trennsäule ausreichend (etwa 90. bis 120 cm) als für ein Gemisch Bariumnitrat - Bleinitrat, deren Löslichkeitsdifferenz geringer ist und die für gleiche Trennwirkung eine Säule von 250 bis 300 cm erfordern.
  • Sofern sich die Löslichkeitsdifferenz mit der Temperatur nennenswert ändert, kann es zweckmäßig sein, die Fraktionierung bei erhöhter oder erniedrigter Temperatur durchzuführen. In einem solchen Falle wird die Trennsäuie 16 bzw. 16 a ganz oder nur im unteren Teil (vgl. Fig, 3) mit einem Mantel 40 umgeben, der über Rohrleitungen 41, 42 mit einem Heiz-oder Kühlmittel gespeist wird. Divergieren die Löslichkeitskurven der zu trennenden Komponenten mit steigender Temperatur, so kann bei erhöhter Temperatur gearbeitet werden, divergieren sie dagegen mit fallender Temperatur, so ist die Anwendung eines Kühlmittels günstig. In den meisten Fällen wird jedoch die Trennsäule weder gekühlt noch beheizt (abgesehen von der Kühlung des Kristallisiergefäßes bei Zuführung einer Lösung, die jedoch hiermit nichts zu tun hat), da die Löslichkeitsdifferenzen bei Normaltemperatur gewöhnlich für eine einwandfreie Trennung vollständig ausreichen. Bei Kaliumpersulfat-Ammoniumpersulfat und Wasser bzw. verdünnter Schwefelsäure ist beispielsweise eine Temperaturänderung völlig sinnlos, da die Löslichkeitsdifferenz bei allen in Betracht kommenden Temperaturen praktisch konstant ist.
  • Natürlich dürfen auch bei großer Löslichkeitsdifferenz die im Gegenstrom bewegten Phasen für eine einwandfreie Trennung nicht mit einer so hohen Geschwindigkeit aneinander vorbeigeführt werden, daß die Berührungszeit gar nicht zu einem nennenswerten Stoffaustausch hinreicht oder daß sich Kanäle bilden, in denen die Flüssigkeit aufwärts fließen kann, ohne die lockere Kristallmasse vollständig zu durchdringen.
  • Die Volumengeschwindigkeiten der Phasen, die natürlich in erster Linie von der Größe der Apparatur bestimmt werden, sind jedoch in jedem Falle so zu wählen, daß eine lockere, aber den ganzen Säulenquerschnitt erfüllende Festkörpermasse erhalten bleibt und eine Berührungsdauer zwischen fester und flüssiger Phase von einigen Minuten bis zu einigen Stunden gewährleistet ist, je nach der Geschwindigkeit des Stoffüberganges. Bei Kaliumpersulfat-Ammoniumpersulfat-Wasser soll die Berührungsdauer beispielsweise etwa 1 bis 2 Stunden betragen.
  • In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, das zu trennende Gemisch weder in Form einer Lösung (Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1) noch in Form eines trockenen Kristallisats (Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2) zuzuführen, sondern in Mischphase in Form einer Aufschlämmung des Kristallgemenges in dem gemeinsamen Lösungsmittel.
  • Man kann einen der zu trennenden Stoffe ganz oder teilweise erst in der Trennsäule erzeugen. Hat man beispielsweise eine Lösung mit viel Ammoniumpersulfat und wenig Kaliumpersulfat und wünscht als Endprodukt vor allem Kaliumpersulfat, so kann das Rohr mit der Lösung und zusätzlich mit einem Kaliumsalz beschickt werden. Das Kaliumsalz reagiert dann mit dem Ammoniumpersulfat unter Bildung von Kaliumpersulfat, welches von dem übrigbleibenden Ammoniumpersulfat in der vorbeschriebenen Weise getrennt wird.
  • Abschließend sei als Zahlenbeispiel kurz die Materialbilanz einer technischen Anlage zur Gewinnung und Trennung von Ammoniumpersulfat und Kaliumpersulfat aufgeführt: In eine stehende Trennsäule wird an der oberen Zufluß stelle eine Ammoniumpersulfatlösung, wie sie bei der Elektrolyse in einer Wasserstoffperoxydfabrik anfällt, und an einer tiefer liegenden Stelle Kaliumhydrogensulfat zugeführt. Letzteres setzt sich mit Ammoniumpersulfat in doppelter Umsetzung zu Kaliumpersulfat und Ammoniumsulfat um. Die beiden Phasen - Kristalle und Lösung - werden in der beschriebenen Weise durch Schwerkraftwirkung im Gegenstrom zueinander bewegt. Am Boden der Säule wird äußerst reines, kristallisiertes Kaliumpersulfat abgezogen, am Kopf der Säule tritt die Ammoniumpersulfatlösung aus. Letztere kann zur Hydrolyse in die Wasserstoffperoxydanlage geleitet werden.
  • Im stationären Zustand, d. h. nach Einstellung des Lösungsgleichgewichts in der gesamten Säule, werden po Stunde 520 kg Ammoniumpersulfat und 317 kg Kaliumhydrogensulfat in die Säule eingeführt.
  • Gleichzeitig werden am Boden pro Stunde 315 kg 1000/oiges Kaliumpersulfat und etwas Mutterlauge abgezogen. Die restliche Salzmenge fließt als Ammoniumpersulfatlösung am Kopf der Säule ab. In der Säule selbst treten pro Stunde etwa 240 kg Ammoniumpersulfat aus der absinkenden Kristallphase in die aufsteigende Lösungsphase über.
  • PATENTANSPROCHE 1. Verfahren zum kontinuierlichen Trennen von Gemischen zweier kristallisierender Stoffe mittels eines Lösungsmittels, in welchem die Stoffe unterschiedlich löslich sind, wobei das Konzentrationsverhältnis der gelösten Stoffe vom Mischungsverhältnis im Bodenkörper abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß in ein senkrecht stehendes Rohr (16, 16a) das Gemisch und an einer darunterliegenden Stelle das Lösungsmittel eingeführt, der leichter lösliche Stoff mit dem Lösungsmittel am oberen Ende und der schwerer lösliche Stoff als Kristallisat am unteren Ende des Rohres abgezogen wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch als Lösung dem Rohr zugeführt und der obere Teil des Rohres gekühlt wird. ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 265 578, 596818, 680 747, 859 441, 881 344; französische Patentschrift Nr. 855 312; USA.-Patentschrift Nr. 2154144.
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