DE137814C

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Publication number: DE137814C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Trennung von flüssigen homogenen, sogenannten eutektischen (vergl. z. B. Nernst, theoret. Chemie, IH. Auflage, 1900, S. 125) Gemischen ist bisher nur im Allgemeinen durch fractionirte Destillation ausgeführt worden. Dieselbe ist nur bei unzersetzt destillirbaren Körpern ausführbar, deren Siedepunkte genügend weit aus einander liegen. Das vorliegende Verfahren ist auch für undestillirbare Flüssigkeitsgemische ausführbar, wenn deren Bestandtheile in einem der zahlreichen zur Verfügung stehenden Lösungsmittel verschieden löslich ist.

Das Verfahren beruht auf der Beobachtung, dafs, wenn ein flüssiges Gemisch mit einem Lösungsmittel in Berührung ist, mit dem es sich nicht völlig mischt, sich ein Gleichgewichtszustand derart einstellt, dafs die im Lösungsmittel vorhandenen Mengen der Bestandtheile des behandelten Gemisches abhängig sind sowohl von der Menge, in der sie in dem behandelten Gemisch vorhanden sind, als von der ihnen unter den betreffenden Umständen zukommenden Löslichkeit.

Sind z. B. zwei Körper A und B im ursprünglichen Gemische im Verhältnifs A : B = ι : q vorhanden und geben mit einer sehr kleinen Menge Lösungsmittel eine Lösung, in der sie im Verhältnifs 1 :p vorhanden sind, so wird eine solche Lösung in Berührung mit einem aus denselben Bestandtheilen bestehenden anderen Gemisch, in dem die Bestandtheile im Verhältnifs A : B = 1 : q_x vorhanden sind, eine Lösung geben, in der die Bestandtheile im Verhältnifs 1 :p_x vorhanden sind, und es gilt nun die Regel, dafs, wenn q_x > q auch ρ_λ > ρ und wenn q₁ <. q auch ρ_λ < ρ ist.

Die Benutzung dieser Beobachtung geschieht derartig, dafs das zu trennende Flüssigkeitsgemisch durch eine Reihe von Kammern einem Lösungsmittel entgegengeführt wird. Der aus der Colonne unten (in der Zeichnung bei E) auslaufende ungelöste Theil des Gemisches ist dann mit der schwerer löslichen Substanz angereichert, und zwar in höherem Mafse, als dies ohne Anwendung einer Colonne der Fall wäre. Aus der oben aus der Colonne ablaufenden Lösung wird ein Theil der gelösten Bestandtheile abgeschieden, z. B. durch Verdünnen des Lösungsmittels oder dergl. Das sich abscheidende Gemisch wird verhältnifsmäfsig mehr von dem leichter löslichen Bestandtheil enthalten als das ursprünglich mit dem Lösungsmittel behandelte Gemisch. Läfst man also das so erhaltene, mit dem leichter löslichen Bestandtheil angereicherte Gemisch der aus dem zu trennenden Gemisch und dem zugeführten Lösungsmittel, beispielsweise Alkohol, dauernd gebildeten Lösung entgegenlaufen, so wird sie mit dem leichter löslichen Bestandtheil noch mehr angereichert.

In dem D. R. P. 113946 ist ein Verfahren zur Abscheidung von Substanzen, die mit einer Flüssigkeit gemischt oder in derselben gelöst sind, beschrieben, wobei ein Lösungsmittel im Gegenstrom verwendet wird und die Extractionscylinder in Batterieform angeordnet sein können. Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich von demjenigen des D. R. P. 113946 dadurch, dafs im Gegensatz zu letzterem wiederholt das gleiche Substanzgemisch mit dem gleichen Lösungsmittel behandelt wird, indem ein Theil der gelösten Substanz aus dem Lösungs-

mittel abgeschieden und das abgeschiedene Gemisch wiederum mit der ursprünglichen Lösung nach dem Gegenstromprincip behandelt wird. Dann handelt es sich bei dem vorliegenden Verfahren um sogenannte eutektische Gemische, deren Bestandtheile von einander getrennt werden sollen.

Die Ausführung des vorliegenden Verfahrens kann in folgender Weise geschehen:

I. Es wird beabsichtigt, den schwerer löslichen Theil des zu behandelnden Flüssigkeitsgemisches nach Extraction des leichter löslichen Bestandtheiles ebenfalls in Lösung zu bringen.

In ein mit einem Flüssigkeitsgemisch beschicktes Gefäfs wird ein Lösungsmittel so eingeleitet, dafs es, die zu lösende Flüssigkeit durchströmend, sich mit derselben sättigt; die erhaltene Lösung., wird in eine Colonne geleitet, deren Rücklauf in das erwähnte Gefäfs zurückkehrt. Nachdem die Lösung die Colonne durchströmt hat, wird ein Theil des gelösten abgeschieden, z. B. durch Verdünnen in einem Abscheider oder dergl., und kehrt der Lösung entgegenlaufend in das Lösungsgefäfs zurück. In der oben aus der Colonne ablaufenden Lösung ist der leichter lösliche Bestandtheil gegenüber dem Ausgangsmaterial zunächst vorherrschend. In dem Mafse, als dem im Lösungsgefäfs befindlichen Gemisch der leichter lösliche Theil entzogen wird, nimmt sein Vorherrschen in der ablaufenden Lösung ab und wird dieselbe schliefslich den schwerer löslichen Bestandtheil vorwiegend enthalten und so die Fractionirung vollendet sein.

In dem Behälter g (Fig. 2) befindet sich z. B. das eutektische Gemisch von o- und p-Chlornitrobenzol. Durch das zum Boden reichende Rohr A wird 8oprocentiger Alkohol in das Gefäfs hineingedrückt. Dieser steigt in dem Gemisch auf und sättigt sich mit den beiden Bestandtheilen. Der Alkohol erfüllt den vom zu trennenden Gemisch nicht erfüllten Raum, verläfst diesen durch das Rohr B und tritt nun in die Colonne, die aus mit Siebboden bedeckten Kammern besteht.

In den Siebboden befinden sich die senkrechten Rohre b.

Nachdem die alkoholische Lösung die Colonne durchströmt hat, gelangt sie in den Ausscheider F, in den durch Rohr C Wasser gedruckt wird. Die alkoholische Lösung wird hierdurch verdünnt und scheidet einen Theil der gelösten Stoffe ab. Diese sammeln sich am Boden des Abscheiders, bis das Niveau die obere Kante des im obersten Siebboden befindlichen Rohres b erreicht. Darauf fliefst der Rücklauf durch dieses Rohr in die oberste Colonnenkammer, bis sein Niveau die obere Kante des in dem Boden der nächsten Kammer befindlichen Rohres erreicht, und strömt dann durch dieses Rohr in die folgende Kammer, so dafs dieser Rücklauf bei continuirlichem Arbeiten schliefslich in die unterste Kammer der Colonne gelangt und aus dieser durch Rohr E in den Extractor G zurückfliefst. Nunmehr ist die Colonne gefüllt und in jeder Kammer durchströmt die alkoholische Lösung in der Richtung der weifsen geraden Pfeile den Rücklauf. Die Circulation des Rücklaufes ist in der Zeichnung durch die durchbrochenen Pfeile angedeutet. Die verdünnte alkoholische Lösung verläfst den Abscheider durch Rohr D. Wird aus dieser Lösung das Chlornitrobenzol durch Abdestilliren gewonnen, so findet man dasselbe zunächst mit o-Chlornitrobenzol stark angereichert; nach und nach tritt dieses zurück und schliefslich . erhält man ein mit p-'Chlornitrobenzol angereichertes Gemisch.

II. Es wird beabsichtigt, im Wesentlichen nur den 1 eichter löslichen Theil des Flüssigkeitsgemisches in Lösung zu bringen.

Will man den schwerer löslichen Theil nicht in Lösung erhalten, so wird folgende Arbeitsweise innegehalten:

In eine mittlere Kammer einer Colonne (Fig. 1) läfst man das zu trennende flüssige Gemisch einlaufen, während ihm das Lösungsmittel entgegenströmt. Nachdem die entstehende Lösung die Colonne durchflossen hat, wird in einem Abscheider z. B. durch Verdünnen oder Verdampfen des Lösungsmittels ein Theil des Gelösten abgeschieden und läuft in die Colonne zurück. Die oben ablaufende Lösung enthält das mit leichter löslichem angereicherte Gemisch, während das in der Colonne nicht gelöste, aus ihr ablaufende Gemisch an schwerer löslichem angereichert ist. Das Verfahren ist z.B. bei der Trennung des o- und p-Chlornitrobenzols mit Alkohol vortheilhaft anwendbar. Durch das Rohr A wird 8oprocentiger Alkohol durch die Colonne gedrückt, deren Kammern der oben beschriebenen Colonne gleichen. Eine mittlere Kammer g der Colonne hat ein seitliches Ansatzrohr B, durch das ein eutektisches Gemisch von o- und ρ-Chlornitrobenzol in die Colonne einfliefst. Das Gemisch erfüllt die Kammer bis zur oberen Kante des Rohres b und fliefst dann in der Richtung des gebogenen weifsen Pfeiles in die nächste Kammer; es gelangt in dieser Weise schliefslich in die unterste Kammer, die es durch Rohr E stark mit ρ-Chlornitrobenzol angereichert verläfst. Der Alkohol durchströmt das ihm entgegenlaufende Chlornitrobenzol in der Richtung der geraden weifsen Pfeile, durchströmt den oberen Theil der Colonne und wird im Abscheider F durch das mittelst Rohr C eingedrückte Wasser verdünnt. Der

abgeschiedene Rücklauf fliefst, wie ad I. auseinandergesetzt, in der Richtung der durchbrochenen Pfeile durch die Colonne zurück und vereinigt sich in der Kammer G mit dem in diese einlaufenden Chlornitrobenzol. Die bei D ablaufende alkoholische Lösung liefert nach dem Abdestilliren ein stark mit o-Chlornitrobenzol angereichertes Gemisch.

In den vorstehenden Beispielen kann der Aethylalkohol durch 8oproeentigen Methylalkohol ersetzt werden. Es wird sonst genau wie oben beschrieben gearbeitet.

In gleicher Weise wird für die Trennung anderer Körper verfahren. Es ist durch entsprechende Versuche bezw. auf Grund der bekannten Eigenschaften der zu trennenden Körper das für jeden einzelnen Fall geeignete Lösungsmittel zu verwenden. Zur Trennung von o- und p-Nitrobenzylchlorid kann z. B. Alkohol bezw. Methylalkohol verwendet werden. Zur Trennung von α- und ß-Naphtylamin hat sich Ligroin als geeignet erwiesen. Die Arbeitsweise ist sonst genau die gleiche wie in den oben angeführten Beispielen.

Claims

Patent-Anspruch:
Verfahren zur Trennung von flüssigen eutektischen Gemischen, dadurch gekennzeichnet, dafs man dieselben in einer Colonne nach dem Gegenstromprincip mit einem mit dem flüssigen Gemische nicht völlig mischbaren Lösungsmittel behandelt, aus der ablaufenden Lösung einen Theil des gelösten Gemisches abscheidet und diesen abgeschiedenen Theil wieder der ursprünglichen Lösung entgegenführt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen,