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Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen einer oder mehrerer Komponenten
aus einer Mischung Bei der Extraktion werden zwei aus verschiedenen Stoffen bestehende
Phasen einander entgegengeführt, wobei die eine Phase ein zu trennendes Gemisch
und die andere ein Lösungsmittel ist, welches eine Komponente des Gemisches aus
diesem herauslöst, wonach das Lösungsmittel mit der gelösten Komponente abgeleitet
und die Komponente isoliert wird.
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Bei der Destillation wird ein abwärts strömendes Flüssigkeitsgemisch
gegen aufwärts strömenden, aus gleichem Stoff bestehendem Dampf geleitet, wobei
ein Stoffaustausch entlang der Kontaktbahn eintritt, und zwar für die einzelnen
Komponenten mehr oder weniger stark, je nach ihren Siedepunkten; oben reichert sich
dann die tiefersiedenden, unten die höhersiedenden Komponenten an und können entnommen
werden Bei der chromatographischen Adsorption (Chromatographie) wird ein zu trennendes
Lösungsgemisch in ein Adsorptionsmittel, z. B. Aluminiumoxyd, gegossen, indem sich
die einzelnen Komponenten des Gemisches, je nachdem, ob sie stärker oder weniger
adsorbiert werden, in verschiedener Höhe anreichern.
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Danach können sie einzeln aus dem adsorbierenden Medium gelöst werden.
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Es wurde gefunden, daß eine oder mehrere Komponenten kontinuierlich
aus einer Mischung durch Einleiten der Mischung in zwei im Gegenstrom zueinander
durch eine Kolonne geführte flüssige oder gasförmige Phasen, wobei eine der Phasen
flüssig ist und die abzutrennende Komponente in beiden Phasen löslich, jedoch in
einer Phase temperaturabhängig löslich sein muß, getrennt werden können, wenn erfindungsgemäß
in der Kolonne ein Temperaturgefälle in solcher Richtung aufrechterhalten wird,
daß durch die Phasen die Komponenten des Gemisches von den Enden der Kolonne zur
Mitte der Kolonne hingeführt und daß an den Stellen, an denen das Verhältnis der
Geschwindigkeiten der beiden Phasen gleich ist dem dort vorhandenen Verteilungskoeffizienten,
die eineelnen Komponenten entnommen werden.
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Enthält eine Phase eines Zweiphlasensystems. z. B. der Stickstoff
des Systems Parafflnöl-Stickstoff, eine oder mehrere Komponenten, z. B. einige Fettsäuren,
etwa Propion-, Normal-Butter- und Normal-Valeriansäure, so bildet das aus Stickstoff,
gasförmiger Propion-, Normal-Butter- und Normal-Valeriansäure bestehende Stoffgemisch
eine der beiden Phasen, aus der eine Komponente, z.B. die Propionsäure, abgetrennt
werden kann. Die zweite Phase wird z. B. durch das Paraffinöl bzw. die Mischung
aus Paraffinöl und flüseiner Propion-, Normal-Butter- und Normal-Valeriansäure gebildet.
Die abzutrennende Komponente, z. B. die Propionsäure, muß dabei in beiden Phasen
löslich, und zwar in einer der beiden Phasen temperaturabhängig löslich sein.
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Unter Verteilungskoefflzienten wird bekanntlich das Verhältnis der
Konzentration einer Komponente in der einen, z. B. gasförmigen Phase zu der Konzentration
in der anderen, flüssigen Phase verstanden, wenn die beiden Phasen im Gleichgewicht
sind. Dieser Verteilungskoefflzient der betreffenden Komponente ist temperaturabhängig
und an den einzelnen Stellen der Kolonne für ein und dieselbe Komponente verschieden.
Eine andere Komponente besitzt anderen Temperaturverlauf ihres Verteiilungskoeffizienten.
An den genannten Stellen (Anreicherun¢gsstellen) ist, wie eine Rechnung ergibt und
wie weiter unten auch anschaulich ausgeführt ist, die in der Zeiteinheit in der
einen Richtung transportierte Menge wider j eweiligen Komponente gleich der in der
anderen Richtung transportierten. Die in einer Phase in der Zeiteinheit transportierte
Menge einer Komponente ergibt sich aus dem Produkt der relativen (z. B. in Gewichtsprozenten
gemessenen) Konzentration der Komponente inder Phase und dem in der Zeiteinheit
strömenden Volumen dieser Phase. Das Temperaturgefälle kann gegebenenfalls in mehrere
Gefälleabschnitte unterteilt sein.
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Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind an sich
bekannte Heiz- oder Kühlelemente längs der Kolonne derart verteilt, daß das erforderliche
Temperatungefälle entsteht.
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Es gibt nun für jede Komponente einen ausgezeichneten Querschnitt
in der Kolonne, an dem beide Phasen in der Zeiteinheit gleich große Menge dieser
selben Komponente transportieren. Vor diesem ausgezeichneten Ouerschnitt - z. B.
bei senkrechter Kolonne oberhalb dieses Querschnitts - transportiert die erste,
auf den Querschnitt zuströmende Phase in der Zeiteinheit mehr, z. B. 700/0 der dort
insgesamt in beiden Phasen zusammen in tder Zeiteinheit transportierten Menge dieser
Komponente, Idie zweite, von dem Querschnitt wegströmende Phase weniger, z. B.
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300/0 der Komponente, so daß vor, z. B. oberhalb des Querschnitts
der Kolonne ständig ein etwas größerer Anteil der Komponente in Richtung auf den
ausgezeichneten Querschnitt eingeführt wird, als von ihm weg. Hinter diesem ausgezeichneten
Querschnitt -z. B. bei senkrechter Kolonne unterhalb des Querschnitts - transportiert
dagegen die zweite, auf den Querschnitt zuströmende Phase in der Zeiteinheit 700/0
der doft insgesamt in beiden Phasen zusammen in der Zeiteinheit transportierten
Menge dieser Komponente, die erste, von dem Querschnitt wegströmende Phase nur 306/o
der Komponente. Auch hier wird somit ständig ein etwas größerer Anteil der Komponente
in Richtung auf den ausgezeichneten Querschnitt hingeführt als von ihm weg. An dem
betreffenden Querschnitt der Kolonne wird die abzutrennende Komponente daher angereichert.
An dem ausgezeichneten Querschnitt selbst wird von beiden Phasen in der Zeiteinheit
eine gleich große Menge derselben abzutrennenden Komponente transportiert, so daß,
wenn der Stofftransport in der einen Richtung positiv, in der anderen negativ gerechnet
wird, die Summe verschwindet.
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Für weitere in dem Stoffgemisch enthaltene, ebenfalls abzutrennende
Komponenten ergibt sich bei gleichen Verhältnissen ebenfalls jeweils eine Anreicherung
in der beschriebenen Weise, die jedoch infolge der für jede Komponente anders verlaufenden
Temperaturabhängigkeit des Verteilungskoefflzienten an einem anderen Querschnitt
der Kolonne liegt. An allen diesen Anreicherungsstellen können somit jeweils mit
einer Komponente angereicherte Phasenanteile, und zwar aus der einen oder (und)
anderen Phase entnommen werden, und es kann die jeweilige Komponente, z. B. durch
anschließendes Sieden des entnommenen Phasenanteils, in verhältnismäßig reiner Form
gasförmig gewonnen werden.
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Nach einem solchen Verfahren können auch im Vergleich zu bekannten,
auf Extraktion oder Adsorption (Chromatographie) oder auch auf Destillation beruhenden
Treunverfahren und -vorrichtungen mehrere Komponenten gleichzeitig, und zwar kontinuierlich
abgetrennt werden.
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An Hand der Zeichnungen werden das Verfahren und die erforderliche
Vorrichtung beispielsweise er-]äutert.
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Ein senkrechtes Rohr 7 ist (Fig. 1) mit Füllkörpern gefüllt. An seinem
oberen Ende sind eine Zuleitung 31 für die eine, vorzugsweise flüssige Phase (bzw.
einen Bestandteil von ihr, nämlich im wesentlichen ein Trägermedium, vorzugsweise
eine Trägerflüssigkeit) und eine Ableitung 32 für die wegströmende zweite, vorzugsweise
gasförmige Phase (bzw. einen Bestandteil von ihr, nämlich im wesentlichen wieder
ein Trägermedium, vorzugsweise ein Trägergas) angeschlossen. Am unteren Ende des
Rohres 7 sind entsprechend eine Ableitung 33 für die erste und eine Zuleitung 34
für die zweite Phase (bzw. für diejeweiligen Bestandteile davon, z. B. für die Trägermedien)
angeschlossen.
Die Leitungen 31, 33 sind außerhalb der Kolonne über eine Leitung 1 miteinander
verbunden, welche eine Förderpumpe 3 und eine Meßvorrichtung 5 für die zeitliche
Durchflußmenge, z. B. ein Rotameter oder eine Gasuhr, enthält. Entsprechend sind
die Leitungen32, 34 über eine Leitung 2 miteinander veiibunden, die eine Förderpumpe
4 und eine Dturchflußlmengenmeßvorrichtung 6 aufweist.
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Das Rohr 7 sitzt in einem mit Wärmeisoliermaterial 29 gefüllten Mantel
35, der fünf Thermostate 8 bis 11, 15 enthält, welche jeweils mit einer Heizvorrichtung
36, einem Thermometer 37 und einem Rührwerk 38 ausgerüstet sind.
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Zwischen den Thermostaten 11 und 15 befindet sich eine mit einem
Absperrorgan 51 ausgerüstete Leitung 16, über welche die zu trennende Mischung von
mehreren Komponenten zugeführt wind.
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Zwischen den Thermostaten 8, 9; 9, 10; 10, 11 besitzt das Rohr 7
kragenförmige Ausweitungen 12 bis 14, an welche Entnahmeleitungen 41, 42, 43 angeschlossen
sind. Sie enthalten Absperrorgane 44, 45, 46 und münden in Entnahmevorrichtungen
darstellende Siedebehälter 17, 18, 19> welche mit Heizvorrichtungen 20, 21, 22
ausgerüstet sind. Aus dem oberen Teil der Siedebehälter 17 bis 19 sind Entnahmeleitungen
23, 24, 25 weggeführt, die Absperrorgane47, 48, 49 enthalten. Schließlich sind aus
dem oberen Teil der Behälter 17 bis 19 Rückführieitungen 26, 27, 28 in das Senkrechtrohr
7 weggeführt.
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Soll z. B. ein Stoffgemisch getrennt werden, das aus drei Komponenten,
z. B. drei höheren Fettsäuren, etwa der Propionsäure (C2 H5 C O O H), Ider Normal-Buttersäure
(C5 H7 CO OH) und der Normal-Valeriansäure (C4HgCOOH) besteht, so wird vor Betriebsbeginn
Paraffinöl z. B. über Leitung 16 in die Vorrichtung eingefüllt und zur Verdrängung
der Luft ein inertes Gas, z. B. Stickstoff, eingeleitet. Das Paraffinöl und der
Stickstoff bilden Trägermedien für die Komponenten.
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Voraussetzung für das Verfahren ist die Kenu1tnis der Temperaturabhängigkeit
der Löslichkeit der zu trennenden drei Komponenten in der Trägerflüssigkeit (dem
Paraffinöl), die gegebenenfalls zuerst gemessen werden muß. Aus dem Temperaturverlauf
des Verteilungskoeffizienten lassen sich dann an Hand passender, aus der Kolonnentechnik
bekannter Geschwindigkeiten für die Trägermedien das erforderliche Temperaturgefälle
ermitteln und die Anreicherungsstellen 12, 13, 14 festlegen.
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Für den vorliegenden Fall wird z. B. durch den Thermostat 8 in dem
zugehörigen Abschnitt des Rohres 7 die Temperatur T1 = 520 C, durch den Thermostat
9 die Temperatur T2 = 660 C, durch den Thermostat 10 die Temperlatur T3 =900 C,
durch den Thermostat 11 die Temperatur T, = 104° C und durch den Thermostat 15 die
Temperatur T5 = 1600 C aufrechterhalten. An den Auffangkragen 12 bis 14 stellen
sich dann entsprechend dem anithmetischen Mittel etwa die Temperaturen T1 +2 T2
=590 C bzw. T, +T3 = 780 C bzw. T3 + T4 = 970 C ein. Das Rohr 7 ist somit 2 einem
sich vom oberen bis zum unteren Ende erstrekkenden Temperaturgefälle vom Betrag
T5-T1 = 1080 C unterworfen. Dieses Gesamttemperaturgefälle ist in die vier zwischen
je zwei Thermostaten entstehenden Abschnitte T5T4 = 560 C, T4-T3 = 140C, T3-T2 =240
C und T2-T, = 140 C unterteilt.
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Wenn diese Temperaturen konstant eingestellt sind, werden die Pumpen
3, 4 eingeschaltet. Das Paraffinöl
'strömt dann über 7, 33, 1, 3,
5 in einen Kreislauf und der Stickstoff über 34, 7, 32, 2, 6, 4 in einen anderen
Kreislauf. Durch die Meßvorrichtungen 5, 6 lassen sich die Geschwindigkeiten der
beiden Trägermedien überwachen. Die Pumpen 3, 4 werden auf die rechnerisch ermittelte
Fördermenge einreguliert, die hier für das Paraffinöl 0,4 ml cm2 Rohrquerschnitt
(Querschnitt des Rohres 7) und je Minute und für den Stickstoff 11 cm2 Rohrquerschnitt
und je Minute beträgt. Wenn sich diese Durchflußmengen konstant eingestellt haben,
wird über die Leitung 16 eine Mischung von flüssiger Propion-, Normal-Butter- und
Normal-Valeriansäure - im vorliegenden Fall größenordnungsmäßig etwa 1 mg der Mischung
pro Gramm durch das Rohr 7 strömendes Paraffinöl -zugeführt.
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Durch die verhältnismäßig hohe Temperatur des Thermostats 15 wird
während des normalen Betriebs die ganze über Leitung 16 zugeführte Mischung verdampft.
Die drei gasförmigen Fettsäuren mischen sich mit dem im Rohr 7 aufsteigenden Stickstoff
und bilden zusammen mit diesem die gasförmige Phase im Rohr 7 und zugleich das unmitbelbar
für die Trennung vorbereitete Stoffgemisch, aus zudem nunmehr die Komponenten abgetrennt
werden sollen. Beim Aufsteigen der Gasphase stehen die gasförmigen Fettsäuren mit
dem abwärts strömenden Paraffinöl in Stoffaustausch, und es treten - je nach der
Temperatur in den Thlermostaten 11, 10, 9, 8 - verschieden große Anteile der Fettsäuren
aus dem Stickstoff in das Paraffinöl über.
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Sie bilden dort zusammen mit dem Paraffinöl ,die flüssige Phase im
Rohr 7, welche der gasförmig aufwärts strömenden Phase entgegenströmt.
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Der Temperaturverlauf der Löslichkeit der Normal-Valeriansäure in
dem Paraffinöl liegt so, daß Anreicherung dieser Säure in der Höhe des Auf fangkragens
14 auftritt. Entsprechend tritt an dem Auffangkragen 13 Anreicherung der Normal-Buttersäure
und an Kragen 12 Anreicherung der Propionsäure auf. Dies ergibt sich auch aus dem
Diagramm nach Fig. 2, auf dessen Abszisse die relative Konzentration oder dile in
beiden Phasen pro Volumeinheit vorhandene Menge m der Komponenten und auf dessen
Ordinate die Höhe H des Rohres 7 aufgetragen ist. Die ausgezogene Kurve55 gibt die
Menge der Normal-Valeriansäure, die gestrichelte Kurve 56 die der Normal-Buttersäure
und die strichpunktierte Kurve 57 die der Propionsäure wieder.
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Ein Teil der sich in den Auffangkragen 12 bis 14 ansammelnden Flüssigkeit
wird nunmehr über die Leitungen 41 bis 43 in die Siedebehälter 17 bis 19 geleitet,
in IdenenEdie angereicherten Anteile zum Sieden gebracht werden. Hierzu ist Behälter
19 konstant auf der Siledetemperatur feder Normal-Valeriansäure oder etwas darüber,
also mindestens auf 1740 C, der Behälter 18 auf mindestens der Siedetemperatur der
Normal-Buttersäure, nämlich 1640 C, und der Behälter 17 auf mindestens der Siedetemperatur
der Propionsäure, nämlich 1410 C, zu halten. Der verdampfende Anteil, nämlich in
Behälter 19 dampfförmige Normal-Valeriansäure, in Behälter 18 dampfförmige Normal-Buttersäure
und in Behälter 17 dampfförmige Propionsäure, wird über die Leitungen 25, 24, 23
entnommen, der restliche flüssige Anteil, nämlich reines oder nahezu reines Paraffinöl,
wird über die siphonartig wirkenden Leitungen28, 27, 26 in das Austauschrohr 7 zurückgeleitet,
in ,dem er wieder abwärts strömt.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform werden die zu trennenden
Komponenten aus den Siedebehäl-
tern 17 bis 19 unter Einleitung eines Gasstromes,
z. B. eines Stickstoffstromes, aus dem Paraffinöl entzogen, das dann nicht bis zu
dem jeweiligen Siedepunkt der Komponente aufgeheizt zu sein braucht.
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Angereicherte Anteile der gasförmigen Phase können z. B. auch über
höheneinstellbare Entnahmevorrichtungen entnommen werden, etwa in der Weise, daß
Rohre, welche den Leitungen 41 bis 43 entsprechen und gegebenenfalls Saugpumpen
enthalten, mehr oder weniger weit von unten oder (und) von oben in das Rohr 7 einschiebbar
sind, und zwar achsparallel zu ihm und unter Abdichtung. Jedes derartige Rohr wind
so weit in das Rohr 7 eingeschoben, daß sich sein in Rohr 7 hineinragendes Ende
an einem Querschnitt befindet, wo eine Anreicherung einer Komponente vorhanden ist.
Sollen andere Komponenten aus anderen Gemischen in der Vorrichtung getrennt werden,
so können die Entuahmerohre auf die zugehörigen, nunmehr auf anderer Höhe liegenden
Anreicherungsstellen eingestellt werden. Die Einschiebrohrekönnen sich entweder
in einem durchlässigen, z. B. siebförmigen, alle Entnahmerohre gegen die Füllkörper
abgrenzenden Zylinder mehr oder weniger weit einschieben lassen, oder es kann auf
die Füllung verzichtet sein, so daß die Entnahmerohre ohne weiteres in das Rohr
7 eingeschoben werden können. Bei der Trennung von Propion-, Normal-Butter- und
Normal-Valeriansäure ist (dann ein erstes Rohr mit seiner Mundung bis auf die Höhe
des Auffangkragens 12, ein zweites bis auf die Höhe des Auffangkragens 13 und ein
drittes bis auf die Höhe des Auffangkragens 14 eingeschoben, und zwar- gegebenenfalls
von oben und unten her, z. B. zwei Rohre von oben her, eines von unten her.
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Die angereicherten gasförmigen Anteile sind nach dem Herausleiten
aus dem Rohr 7 z. B. durch einen Kühler zu führen, in dem sie kondensiert werden.
Darauf gelangen sie in Siedethermostate, in denen ähnlich den Behältern 17 bis 19
jeweils die abzutrennende Komponente verdampft und nach außen geleitet wird; der
restliche Trägerstickstoff wird gasförmig in das Rohr 7 zurückgeleitet, und zwar
über den Leitungen 26 bis 28 entsprechende Leitungen.
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Während bei dem beschriebenen Beispiel der Trennung höherer Fettsäuren
voneinander, die auf die Abtrennung der gasförmigen Fettsäuren aus gasförmigem Stickstoff
hinausläuft, im Rohr 7 mit einem Druck von 1 ata gearbeitet wird, kann bei anderen
Ausführungsformen mit anderem, z. B. höherem Druck gearbeitet werden.
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An den Enden 61, 62 des Rohres 7 muß stets das Produkt aus der Konzentration
einer Komponente in der zur Rohrmitte 63 hinströmenden Phase und dem in der Zeiteinheit
dorthinströmenden Volumen dieser Phase (also die in der Zeiteinheit in Richtung
zur Rohrmitte 63 transportierte Menge ,dieser Komponente) größer sein als das entsprechende
Produkt aus Konzentration derselben Komponente in der anderen, von der Rohrmitte
63 wegströmenden Phase und dem in der Zeiteinheit wegbefönderten Volumen dieser
anderen Phase (also größer als die in der Zeiteinheit in Richtung von der Rohrmitte
63 wegtransportierte Menge dieser Komponente). Die Komponenten werden also effektiv
zur Rohrmitte63 hingeführt. Dies läßt sich durch Wahl von Trägermedien mit geeignetem
Temperaturverlauf der Löslichkeit (des Verteilungskoeffizienten) der Komponenten,
ferner durch Wahl der Temperaturen der Siedethermostate 8 bis 11, 15 und durch Wahl
passender Geschwindigkeiten bzw.
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Durchflußmengen der beiden Phasen im Rohr 7 erzielen. Im Fall des
Beispiels ist am oberen Ende 61
des Rohres 7 das Produkt aus der
Konzentration z. B. der Propionsäure in der zurRohrmitte 63 hinströmenden flüssigen
Phase undWdem minutlich abwärts strömenden Volumen der flüssigen Phase größer als
das entsprechende Produkt aus der Konzentration der Propionsäure in der entgegengesetzt
strömenden, also von der Rohrmitte 63 weggerichteten Gasphase und dem minutlich
aufwärts strömenden Volumen der Gasphase. Entsprechend ist am unteren Ende 62 des
Rohres 7 das Produkt aus der Konzentration der Propionsäure in der zur Rohrmitte
63 hinströmenden Gasphase und dem minutlich aufwärts strömenden Volumen der Gasphase
größer als das entsprechende Produkt aus der Konzentration der Propionsäure in der
entgegengesetzt strömenden, also von der Rohrmitte 63 weggerichteten flüssigen Phase
und dem minutlich abwärts strömenden Volumen der flüssigen Phase. Auf diese Weise
ist der Stofftransport hinsichtlich der zu trennenden Komponenten an den Enden von
Rohr 7 immer auf (die Rohrmitte hin gerichtet, so daß Anreicherungsstellen für die
einzelnen Fettsäurekomponenten zustande kommen können und mit Sicherheit in den
Bereich des Rohres 7 fallen.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich, wenn statt des einzigen Rohres
7 mehrere parallel zueinander verlaufende Austauschrohre verwendet sind, die dann
z. B. parallel durch gemeinsame, sie umschließende Thermostate geführt sind. Gegebenenfalls
können die Austauschrohre auch in anderer als senkrechter, z. B. in waagerechter
Richtung verlaufen.
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Wenn mehr als drei Komponenten gleichzeitig und kontinuierlich abgetrennt
werden sollen, wird die Vorrichtung mit einer entsprechend höheren Zahl von Auffangkragen
oder Einschiebrohren und Thermostaten ausgerüstet. Statt eine flüssige und eine
gasförmige Phase in dem Austauschrohr 7 gegeneinander zu leiten, in denen sich die
abzutrennenden Komponenten gemäß dem Temperaturverlauf ihrer Löslichkeit lösen,
können auch zwei miteinander nicht mischbare flüssige Phasen gegeneinander geleitet
werden, in denen dann wiederum Anreicherungs stellen entsprechend Fig. 2 entstehen,
an welchen angereicherte Anteile der einen oder anderen oder der beiden flüssigen
Phasen entnommen werden können.
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Falls die Trägermedien aus den Entnahmevorrichtungen 17 bis 19 nicht
oder nicht in voller Menge in das Rohr 7 zurückgeleitet werden oder nicht zurückgeleitet
werden können, muß laufend eine entsprechende Menge der Trägermedien in das Rohr
7 nachgespeist werden, und zwar auf der entsprechenden Hohe. Es kann im Rohr 7 auch
ohne Kreislauf der beiden Trägermedien gearbeitet werden, also etwa so, daß durch
die Leitungen 31> 34 ständig neues Paraffinöl bzw. neuer Stickstoff eingeleitet
und beide Trägermedien durch die Leitungen 33, 32 ständig endgültig weggeführt werden.
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In anderen Fällen kann über Leitung 16 auch ein Gemisch aus Trägermedium
und den abzutrennenden Komponenten, also z. B. ein Gemisch von Paraffinöl und Propion-,
Normal-Butter- und Normal-Valeriansäure, eingeleitet werden, wobei dann unterhalb
der Einleitstelle die Komponenten (Propion-, Normal-Butter- und Normal-Valeriansäure)
sämtlich oder teilweise in die andere Phase, nämlich den Trägerstickstoff, übertreten
und der restliche Teil der flüssigen Phase über Leitung 33 austritt und gegebenenfalls
bei 31 wieder von neuem eingeleitet wird. Schließlich kann selbstverständlich die
Zuführungsleitung 16 an anderer Stelle des Rohres 7 angebracht oder gege-
benenfalls
irgendwo an einen wider beiden Kreisläufe 33, 1, 31, 7; 32, 2, 34, 7 angeschlossen
sein.
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Bei dem Beispiel eines flüssigen und eines gasförmigen Trägermediums
und damit einer flüssigen und einer gasförmigen Phase im Rohr 7 wird die Löslichkeit
-der zu trennenden Komponenten in der Trägerflüssigkeit im allgemeinen mit steigender
Temperatur geringer, mit sinkender Temperatur größer, so daß im Rohr 7 in Bereichen
höherer Temperatur die Gasphase eine größere, die flüssige Phase eine geringere,
in Bereichen niedriger Temperatur die flüssige Phase eine größere, die gasförmige
eine geringere Menge der zu trennenden Komponenten gelöst enthält.
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Bei der Bauart nach Fig. 3 enthält der Kanal 7 eine Anzahl, z. B.
zehn Siebböden71, von denen drei gezeichnet sind. Die im Kanal 7 abwärts strömende
flüssige Phase strömt über Rohre 72 von einem Siebboden zum anderen und wird auf
jedem Siebboden von der durch diesen tretenden, aufwärts strömenden Gasphase durchsetzt.
Unmittelbar unterhalb jedes Siebbodens sind Temperier-, nämlich Heiz- oder Kühlelemente,
im vorliegenden Fall Rohre 73, angeordnet, durch welche jeder Siebboden zusammen
mit der über ihn strömenden flüssigen und gasförmigen Phase auf konstanter Temperatur
gehalten wird. Längs des Kanals 7 läßt sich damit ein bestimmtes zeitlich konstantes
Temperaturgefälle aufrechterhalten. Oberhalb derjenigen Siebboden, bei denen Anreicherung
einer abzutrennenden Komponente im Sinn der im Zusammeuhang mit Fig. 1 beschriebenen
Weise entsteht, wird ein Anteil, beispielsweise der flüssigen Phase, über eine gestrichelt
eingezeichnete, den Leitungen 41 bis 43 nach Fig. 1 entsprechende Leitung 74 entnommen.
An irgendeiner Stelle des Kanals 7 wird nach weiterer Trennung der Komponente aus
diesem Anteil die übrige Flüssigkeit wieder in den Kanal 7 geleitet ähnlich wie
nach Fig. 1 über Leitungen 26 bis 28.
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Bei der Bauart nach Fig. 4 sind eine Anzahl, z. B. zehn Glockenböden
75 in den Kanal 7 eingebaut, von denen jeder aus einer Anzahl Rohren 76 und darübergestülpten
glockenförmigen Zylindern 77 besteht. Die abwärts strömende Phase strömt in ähnlicher
Weise wie bei der Bauart nach Fig. 3 über jeden Glockenboden 75 und über die Rohre
72 von einem Glockenboden zum nächsten. Gleichzeitig tritt die aufwärts strömende
Gasphase zwischen je zwei Behältern 76 nach oben und wird Idurch den glockenförmigen
Teil 77 in die Flüssigkeit umgelenkt, in der der Stoffaustausch vorgenommen wird.
Unterhalb jedes Glockenbodens 75 sind wiederum Heiz- oder Kühlrohre 73 angeordnet,
durch die jeder einzelne Glockenboden auf einer zeitlich konstanten Temperatur gehalten
wird, welche von der des folgenden Glockenbodens verschieden ist. Somit wird wiederum
ein Temperaturgefälle in der im Zusammenhaitg mit Fig. 1 erwähnten Weise längs des
Kanals 7 aufrechterhalten, so daß an bestimmten Glockenböden Anreicherung einer
abzutrennen den Komponente entsteht und an diesen Glockenböden beispielsweise ein
Anteil der flüssigen Phase über Leitung 74 entnommen werden kann. Nach Abtrennung
der jeweiligen Komponente aus diesem Anteil außerhalb des Kanals 7 (z. B. durch
den Teilen 17 bis 19 entsprechende Vorrichtungen) wird die verbleibende Flüssigkeit
wieder an irgendeiner Stelle in den Kanal 7 zurückgeleitet, wie es bei Fig 1 durch
die Leitungen 26 bis 28 geschieht.
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Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, bei dem die
Temperaturen im Kanal 7 durch Zu- oder Abführung von Wärme außerhalb des Kanals
aufrechterhalten
werden, werden sie bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 durch Zu- und Abführung
von Wärme innerhalb des Kanals selbst aufrechterhalten.
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PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Abtrennen einer oder mehrerer Komponenten
aus einer Mischung durch Einleiten der Mischung in zwei im Gegenstrom zueinander
durch eine Kolonne geführte flüssige oder gasförmige Phasen, wobei mindestens eine
der beiden Phasen flüssig ist und die abzutrennende Komponente in beiden Phasen
löslich, jedoch in einer Phase temperaturabhängig löslich sein muß, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kolonne (7) ein Temperaturgefäl4e in solcher Richtung aufrechterhalten
wird, daß durch die Phasen die Komponenten des Gemisches von den Enden (61, 62)
der Kolonne zur Mitte (63) der Kolonne hingeführt und daß anoden Stellen (12, 13,
14), an denen das Verhältnis der Geschwindigkeiten der beiden Phasen gleich ist
,dem dort vorhandenen Verteilungskoefflzienten, die einzelnen Komponenten entnommen
werden.