DE1443066C - Vorrichtung zur Raffination von flus sigem Rohnaphthalin - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Raffination von flüsigem Rohnaphthalin.

Bei der Raffination von Rohnaphthalin .wird so vorgegangen, daß das flüssige Rohnaphthalin zunächst durch Abkühlung in eine feste Kristallmasse übergeführt wird, die anschließend langsam erwärmt wird, wobei man die durch die Erwärmung sich verflüssigenden Verunreinigungen abtropfen läßt, bis ein gewünschter Reinheitsgrad des Naphthalins erreicht ist. Die Abkühlung und die Erwärmung des Rohnaphthalins erfolgen hierbei durch einen Wärmeaustauscher. Bei den bekannten derartigen Methoden, wie sie beispielsweise in der französischen Patentschrift 1001921 und der USA.-Patentschrift 2637749 beschrieben sind, erfolgt die Raffination in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Stufen unter jeweiliger Auskristallisation und Abtrennung der Kristalle, an die sich eine Schmelzzone der gereinigten Kristalle anschließt. Diese bekannten Methoden sind aufwendig und wegen des erforderlichen Zeitbedarfs unwirtschaftlich; außerdem gestatten sie nicht die Erreichung eines optimalen Reinheitsgrades des Naphthalins von über 98 °/o.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier eine Abhilfe zu schaffen durch eine Vorrichtung, mit der in einer einzigen Behandlungsstufe sowohl die Abkühlung des flüssigen Rohnaphthalins zu einer kompakten Kristallmasse als auch die zur Abtrennung der Verunreinigungen erforderliche Wiedererwärmung durchführbar ist, und mit der sich in relativ kurzer Zeit und auf wirtschaftliche Weise ein Naphthalin mit einem sehr hohen Reinigungsgrad erzielen läßt. Der Erfinder hat erkannt, daß es zur Erreichung einer wirtschaftlichen Arbeitsweise und einer optimalen Ausbeute und zur Erzielung eines optimalen Reinheitsgrades erforderlich ist, daß sowohl die Abkühlung des flüssigen Rohnaphthalins als auch die Wiedererwärmung einheitlich und gleichmäßig in der gesamten Masse erfolgt, um eine durch und durch kompakte Kristallmasse bei der Abkühlung und eine gleichmäßige Abtrennung der Verunreinigungen bei der Wiedererwärmung zu erhalten; von beiden hängt der Wirkungsgrad des Verfahrens entscheidend ab.

Der Erfindung liegt eine Vorrichtung zur Raffination von flüssigem Rohnaphthalin durch Abkühlung zu einer festen Kristallmasse und anschließendem langsamen Erwärmen zugrunde, die aus einem Trog (α) besteht, der durch eine in seiner Bodennähe angeordnete Filtriervorrichtung (b) in zwei übereinanderliegende Kammern (1 und 2) unterteilt ist, wobei in der oberen Kammer (1) des Troges (α) ein Umlaufkreis (c) einer Wärmeaustauscherflüssigkeit unter Bildung freier Durchtrittszwischenräume (12) angeordnet ist, und daß die obere Kammer (1) des Troges (α) eine Zulauföffnung (3) für das Rohnaphthalin und die untere Kammer (2) eine Auslauföffnung (4) für die verflüssigten Verunreinigungen und für das gereinigte Rohnaphthalin hat.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Umlaufkreis(c) derWärmcaustauscherflüssigkeit als mit Flügeln (9) versehene Rohrreihen (5) ausgebildet ist.

Eine weitere abgewandelte Aiisführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufkrcis (c) der Wärnieaustauscherflüssigkcit aus parallel im Abstand zueinander angeordneten Zellen (U)) besieht. Hierbei ist wesentlich, daß im Inneren jeder Zelle (10) den Durchlaufweg verlängernde Umlenkbleche (11) angeordnet sind.

Durch die in der Vorrichtung der Erfindung angeordneten und ausgebildeten Zwischenräume des Umlaufkreises (c) der Wärmeaustauscherflüssigkeit wird sowohl eine absolut gleichmäßige Kühlung als auch eine absolut gleichmäßige nachfolgende Erwärmung über die gesamte Masse erzielt. Die Trennung des Troges durch einen Filterboden in einen oberen mit

ίο dem Umlauf kreis ausgestatteten Raum und einem unteren Raum dient dazu, in dem unteren Raum eine schwere Sperrflüssigkeit anzuordnen, die ein Eintreten des flüssigen Rohnaphthalins in diesen unteren Raum verhindert, so daß nach Kristallisation des flüssigen Rohnaphthalins sich in diesem unteren Raum keine Kristalle bilden können. Nach erfolgter Auskristallisation wird die Sperrflüssigkeit aus dem unteren Raum abgelassen, aus dem nunmehr während der Erwärmung zunächst die abtropfenden Verunreinigungen und nach Erzielung eines gewünschten Reinheitsgrades das Endprodukt entnommen wird. Die Vorrichtung der Erfindung gestattet die Verarbeitung von Rohnaphthalinen mit einem Schmelzpunkt ober- (t, halb 45⁰C.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der Erfindung, es bedeutet

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufes,

F i g. 2 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung der Vorrichtung,

F i g. 3 eine Darstellung gemäß F i g. 2 einer abgewandelten Ausführungsform.

Die F i g. 1 zeigt das Schema des Verfahrenslaufes der Vorrichtung der Erfindung. Die Vorrichtung besteht aus einem Trog α, der mittels eines Filterbodens b in zwei übereinander angeordnete Kammern 1 und 2 unterteilt ist. Der Filterboden b ist in der Nähe des Bodens des Troges angeordnet. In der oberen Kammer 1 ist eine Umlaufvorrichtung c für eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, vorgesehen, die mittels einer Pumpe d umgewälzt wird. An die Umlaufleitung c ist eine Quelle kalter Flüssigkeit und eine Quelle warmer Flüssigkeit derart über ein Schaltorgan e angeschlossen, wodurch wahlweise kalte oder (J

warme Flüssigkeit in die Umlaufleitung c eingespeist werden kann; hierbei dient ein Überlaufgefäß / zur Abfuhr überschüssiger Flüssigkeit.

Die Verfahrensweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende. In den Trog α wird zunächst eine schwere Flüssigkeit, beispielsweise eine Sodalösung derart eingegeben, daß sie die untere Kammer 2 des Troges α ausfüllt. Darauf wird über diese Lösung das zu behandelnde Rohnaphthalin in flüssigem Zustand in den Trog α, und zwar in dessen oberen Raum 1 eingefüllt. Nachdem sich in dem Trog ein über dem Schmelzpunkt des Rohnaphthalins liegendes Gleichgewicht eingestellt hat, wird durch kontinuierliche Zuführung kalter Flüssigkeit in den Umlaufkreis c allmählich abgekühlt. Das flüssige Naphthalin kristallisiert, und wenn die Masse des Naphthalins eine Temperatur von etwa 50° C erreicht hat, ist eine kompakte Kristallmasse gebildet; die Zuführung der kalten Flüssigkeit wird dann unterbrochen. Die hierfür erforderliche Zeit beträgt etwa 6 bis 8 Stunden für einen Trog von ungefähr 1 m Höhe. Nach Erreichen dieser Temperatur wird ein Bodenverschluß geöffnet und die schwere Lösung entfernt, die für ein weiteres Verfahren zur Verfügung gehal-

ten werden' kann. Auf diese Weise bildet sich am Boden des Troges α in der unteren Kammer 2 ein von Kristallen freier Raum. Nun folgt die Erwärmung des Umlaufkreisesc durch Zuführung von warmer Flüssigkeit, wobei ein Abtropfen des in der Kristallmasse befindlichen Öles erfolgt. Diese abtropfenden, in der Kristallmasse vorliegenden Öle enthalten zunächst wenig Naphthalin, sie reichern sich jedoch mehr und mehr mit Naphthalin an, wobei der Schmelzpunkt der in der oberen Kammer 1 befindlichen Masse schnell ansteigt. Wenn die gewünschte Reinigung erreicht ist, wird das mit Naphthalin angereicherte Öl aus der unteren Kammer 2 entnommen und das in der oberen Kammer 1 befindliche reine Naphthalin durch weitere

Erwärmung geschmolzen; es wird dann ebenfalls aus der unteren Kammer 2 entnommen. Die aufgefangenen Öle können einem späteren Verfahren wieder zugeführt werden, obgleich man diese Abtropfölfraktionen durchaus als gereinigte Naphthalinfraktion technischer Qualität verwenden kann. Das Abtropfen nimmt etwa 8 bis 10 Stunden und das anschließende Schmelzen 1 bis 2 Stunden in Anspruch, so daß das gesamte Verfahren nicht mehr als 24 Stunden in Anspruch nimmt.

Die nachfolgende Tabelle zeigt vier verschiedene Versuche zur Erzielung eines Naphthalins mit einem Reinheitsgrad von 96, 97, 98,6 und 99,4%. Die Prozentsätze sind in Klammern angegeben.

Material

Fp.

"'· der Beschickung

Rohnaphthalin beschickt

Anfangsprodukte

Raffiniertes Naphthalin .

ρ Rohnaphthalin beschickt

Anfangsprodukte

Raffiniertes Naphthalin .

Rohnaphthalin beschickt

Anfangsprodukte

Raffiniertes Naphthalin .

Rohnaphthalin beschickt

Anfangsprodukte

Raffiniertes Naphthalin

erste Fraktion .......

zweite Fraktion

73,4° C
64,5° C
78° C (96°/»)

73,4° C
65,5° C
78,5° C (97%)

73,4° C

68° C

79° C (98%)

73,4° G
67⁰C

78° C (96%)
79,7° C (99,4%)

100%
35%
65%

100%
40%
60%

100%
50%
50%

100%
46%

29%

25%

Versuch 1

Versuch 2

Versuch 3

Versuch 4

Die F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform des Troges a. Er wird durch einen perforierten Filterboden b in zwei übereinander angeordneten Kammern 1 und 2 unterteilt. In der oberen Kammer 1 ist eine Einführungsöffnung 3 für das Rohnaphthalin und in der unteren Kammer 2 eine Abflußöffnung 4 angeordnet.

Der Umläufkreis c für die Flüssigkeit in der oberen Kammer 1 besteht aus waagerechten Rohrreihen 5. Der oberen Rohrreihe 5 wird die Flüssigkeit durch die Eintrittsöffnung 6 zugeführt, die in eine Kammer 7 mündet, die an der Seitenwand des Troges α befestigt ist und sämtliche Rohre der Reihe 5 gleichmäßig mit Flüssigkeit speist. Das Ende der Rohrreihe 5 mündet in einen auf der entgegengesetzten Seite des Troges a befestigten Behälter Ta, in den gleichzeitig die Rohre der zweiten Reihe 5 einmünden. Auf diese Weise wird, wie die F i g. 2 zeigt, unter Verwendung der weiteren Behälter Tb, Tc, Td, Te, Tf die gesamte obere Kammer 1 des Troges α gleichmäßig von den Rohrreihen 5 durchzogen, so daß das gesamte in der oberen Kammer 1 aufgenommene Naphthalin gleichmäßig gekühlt oder erwärmt werden kann. Der Abfluß der Flüssigkeit aus den Rohrreihen 5 erfolgt durch die in dem unteren Behälter 7/ angeordnete Ausflußöffnung 8. Wie die F i g. 2 zeigt, ist jedes Rohr mit Flügeln 9 versehen, die derart angeordnet sind, daß die Ränder der Flügel benachbarter Rohre sich soweit wie möglich nähern. Es haben sich beispielsweise Rohre mit einem Durchmesser von 5 bis 40 mm und mit quadratischen Flügeln mit einer Kantenlänge von 110 mm als außerordentlich zufriedenstellend zur Erzielung gleichmäßiger Kühlung oder Erwärmung erwiesen. Die Flügel 9, zwischen denen das Rohnaphthalin sich befindet, spielen eine doppelte Rolle; sie bilden einerseits eine große Austauscherfläche, zum anderen bedingen sie ein Hängenbleiben der kristallinen Masse des Rohnaphthalins während des Fortschreitens der Schmelzung.

Die F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von der in F i g. 2 lediglich durch die Formgebung des Umlaufkreises c. Die Umlaufvorrichlung c wird hier durch einander parallele senkrechte Zellen 10 gebildet, wobei zwischen den Zellen freie Räume für den Durchtritt des Rohnaphthalins verbleiben. Jede der Zellen 10 weist Umlenkflächen 11 auf, die derart ein Labyrinth ergeben, daß die Flüssigkeit zur Kühlung oder Erwärmung des Rohnaphthalins einen langen Weg von den* Zuflußrohren 12 zu den Abflußrohren 11 zurücklegen muß. Die Rohre 12 und 13 speisen die einzelnen Zellen 10; sie sind durch die Sammelgefäße 14 und 15 verbunden, an denen die Zuflußöffnung 6 und die Abflußöffnung 8 des Kreislaufes c angeschlossen sind. Die Zellen 10 haben sich als besonders zufriedenstellend erwiesen, wenn sie eine Höhe von etwa

1,50 m besitzen. _ ...

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Raffination von flüssigem Rohnaphthalin durch Abkühlung zu einer festen Kristallmasse und anschließendem langsamen Erwärmen, bestehend aus einem Trog (λ), der durch eine in seiner Bodennähe angeordnete Filtriervorrichtung (/>) in zwei ubcrcinanderlicgcndc

Kammern (1, 2) unterteilt ist, wobei in der oberen Kammer (1) des Troges (α) ein Umlaufkreis (c) einer Wärmeaustauscherflüssigkeit unter Bildung freier Durchtrittszwischenräume (12) angeordnet ist und die obere Kammer (1) des Troges (fl) eine Zulauföffnung (3) für das Rohnaphthalin und die untere Kammer (2) eine Auslauföffnung (4) für die verflüssigten Verunreinigungen und für das gereinigte Rohnaphthalin hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß der Umlaufkreis (c) der Wärmeaustauscherflüssigkeit als mit Rügein (9) versehene Rohrreihen (5) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufkreis (c) der Wärmeaustauscherflüssigkeit aus parallel im Abstand zueinander angeordneten Zellen (10) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren jeder Zelle (10) den Durchlauf weg verlängernde Umlenkbleche (11) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen