DE1470608A1

DE1470608A1 - Verfahren und Einrichtung zum elektrischen Aufloesen von Dispersionen in OEl

Info

Publication number: DE1470608A1
Application number: DE19611470608
Authority: DE
Inventors: Stenzel Richard Werner; Turner Delber William
Original assignee: Petrolite Corp
Current assignee: Baker Petrolite LLC
Priority date: 1960-10-24
Filing date: 1961-10-24
Publication date: 1968-12-12
Also published as: NL128057B; CA695800A; DE1470608B2; GB941129A; NL127469C; NL270545A

Description

Die Erfindung bezieht aich auf ein wirksameres Verfuhren und aui eine Einrichtung zum Behandeln von Dispersionen kleiner Fartlkel in einea öl, das verhultnistiäiiis nicht-leitend ist im Vergleich zu dem betreffenden Material. Es kan^sich um Dispersionen handeln, bei denen sich der größte (Dell infolge der Eisenschwere absetzt, veaa hit-ridr genügend Zeit zur Verfiitiun^ steht, oder es kann sich auch un permanente Dispersionen oder Emulsionen handeln, bei deuen die iartikel eich nur sehr lan^saci oder überhaupt nicht absetzen.

hei. den bekannten Verfaliren und Einrichtungen zum elektrischen Auflösen solcher Dispersionen war es sehr schwierig, behandelte öle zu erzeugen, die nur sehr kleine mengen restlichen dieperfiierten Materials enthalten. Erst in den letzten Jahren war es unter Verwendung von Behandlungseinrichtungen mit

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stetiger Strö^un^ und unter An^vendun^ von gleichgerichteten elektrischen Feldern aiöjlich, bei eini-en Dispersionen das iiestniafcerial auf einige iTausendstel oder Hundertstel von einam Irozeat zu vermindern. Bei anderen Dispersionen waren Beduktionen bi3 au! nur o,5 - 1>i löslich. v;ird die Erfinduns bei den gleichen Dispersionen auswweiiaet, so können öle mit eines Gehalt von nur einem kleinen Bruchteil solcher ßestcien^en erzeugt werden, die im allgemeinen ein halb oder ein Viertel oder auch weniger der erstgenannten #erte und oftmals nur einige wenige Seile pro Million betrafen. In einigen Füllen kann (innerhalb der Grenzen der Genauigkeit der üblichen analytischen Verfahren) eine vollständige Entfernung der disponierten Phase erzielt werden.

Die Erfindung sieht ein verbessertes Verfahren zum elektrischen Auflösen von Dispersionen in öl mit einer kontinuierlichen ölphase vor, wobei diu diepurgierten Partikel eine Dispersionsphase bilden, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Dispersion lungs eines ZwischenelektrodenbehandlungsrauGies geleitet wird, der außen von der Innenwandung einer langen und schmalen, eine Außenelektrode bildenden Zelle und innen von einer langen in der itfähe der Zellenachse gelegenen Innenelektrode abgegrenzt wird, welcher Behandlungsraum ein großes Verhältnis Lange zu Spalt aufweist, und dass an die Außen- und die Innenelektrode eine hohe Gleichspannung angelegt wird, die im genannten Behandlungsraum ein elektrisches Bochepannungafeld¹ erzeugt, das auf die I-ertikel der Dispersion einwirkt, wobei die Länge des Zuischenelektrodenbehandlun^sraumes so ausreichend bemessen ist, dass ein koaleszierender Abschnitt gebildet wird, in dem die Dispersion zuerst behandelt

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und ein Teil der dispergieren Phase abgeschieden wird, cov/ie ein eloktrophoretischer Abschnitt, in dem die übrige Dispersion nochcals behandelt wird.

Die E'rfinduns sieht ferner eine Einrichtung zun eUIctrischen Auflösen von Dispersionen mit einer kontinuierlichen ülphase vor, wobei die Partikel eine disper^ierte Phase bilden, welche Einrichtung gekennzeichnet ist durch eine Anzahl von Zviischenelektrodenbehandlunssruuiüen, von denen Jeder außen von der Innenwandung einer lanzen und schnalen, eine Außenelektrode bildenden Zelle und innen von einer lanzen, in der üähe der Zellenachse gelegenen Innenelektrode abgegrenzt wird, welcLjr Behandlungsraum ein ^roUes Verhältnis Länse zu Spalt aufweist, wobei die Leinte des Zwischenelektrodenbehandlun^srauiues so ausreichend bemessen ist, dass ein iioaleszierungsabcchnitt gebildet wird, in deia die Dispersion zuerst behandelt und ein Teil der disper^iercen Phase abgeschieden wird, soviio ein elektrophoretischer Abschnitt, in dem die verbleibende Dispersion nachbehandelt wird, wobei die genannten mehreren Zisischen- ^ nebeneinander Ie Stroz-ungskanal

eines Behälters angeordnet sind, der au; oberen und unteren Tel*, iait Auslassen 2un- Ablassen des behandelten Öls und d'-frie ' ausgeschiedenen disponierten tiaterialo versehen 1st, und durch einen Verteiler, der einen großen DispersionsetrOia auf die genannten "Zellen aufteilt.

Bei einer cewerDlicfcea Ausfdhrungsfori der Erfindung wird die nispersion in eine Anzahl von kleinen StrÖcun^en aufgeteilt, die die betreffenden Zellen einer zellenförmigen elektrode in deren Län^srishtun^ durchströmen, wobei ^ede Zelle eigene Hochs pannungs-Innenelei: tr ode aufweist. ·

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Ea hat sich nun gezeigt, dass die Länge des Behaadlüngsfeldes bei Behandlungseinr ich tunken mit stetiger Strömung einen unerwarteten Einfluss auf die tfirksamiteit der Behandlung hat, besonders dann, wenn das Feld nach allen aichtugen quer zur ütröiaung verhältnismäßig schnal ist. Ganzlich unerwartete Ergebnisse wurden jedoch bei Verwendung von verhältnismäßig langen Zeilkanälen besonders Anlegung von höheren Spannungen erzielt. Diese Ergebnisse bestehen darin, dass das abfließende ül erheblich weniger Restmaterial aufweist, dass trübungsfreie . ule erzeugt werden, dass die Ausstoßkapazität wesentlich erhöht wird und dass die Behandlung mit geringeren Kosten durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemaßen Behandlungseinrichtungen arbeiten stabiler und können viel kleiner aufgebaut «erden als die herkömmlichen Behandlungseinrichtungen mit stetiger Strömung. Bei Leichtöldispersionen, beispielsweise Petroleumdestillat.en, die mit einen Alkali behandelt wurden, bewirkt die Erfindung eine Verbesserung auf das Zehnfache und mehr im Vergleich zu den älteren Behandlungsverfahren, wobei bei größerer Ausgangsleistung ein behandeltes 01 erzeugt wird, das einen kleineren Bestgehalt dispergierten Materials aufweist· Auf dispergierte Partikel in einer Dispersion auf Olbasis kann mit Hilfe eines von einer hohen Gleichspannung erzeugten elektrischen Feldes derart eingewirkt werden, dass die Partikel koalesziert oder elektrophoresziert werden. Die iLoaleszierung bringt die Partikel zu größeren Kassen zusammen, die sich aua dem Ol absetzen. Die Elektrophorese bewegt die Partikel zu einer oder beiden Elektroden längs Bahnen zwischen diesen und kann zu einer Ablagerung auf einer oder auf beiden Elektroden fuhren,, oder aber die sich, in diesen Bahnen "bev;ef;en-

' den

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bewegenden Partikel werden koaleeziert. Diese beiden genannten Wirkungen werden zum Teil von den relativen Bezirken,- der Krümmung und der Polarität der den Behandlungsraum abgrenzenden Elektroden beeinflusst, da das elektrische Feld sich an der Elektrode mit der kleineren Oberflüche oder der stärkeren Krümmung stärker konzentriert. Die äiengendichte der Partikel ist ein wichtiger Faktor, der bestimmt, ob die Abscheidung der dispergierten Partikel vorwiegend durch Koaleszenz oder durch elektrophoretische Wirkung erfolgt. Ist die üengendiohte verhältnismäßig hoch, so bewirkt das elektrische Feld vorwiegend eine Koaleszenz im öl, im besonderen wenn es sich um größere Partikel handelt· Nur bei verhältnismäßig kleiner iuengendichte ist die elektrophoretisohe wirkung vorherrschend. Die Erfindung sieht die Verwendung von genügend langen Elektroden und mit einem ausreichend großen Verhältnis Länge zu Spalt vor, so dass, die Behandlung in aufeinander folgenden Abschnitten des Elektrodenzwischenraumes bei den in der oder den verwendeten Zellen vorliegenden Feldmustern vorwiegend durch Koaleszenz oder Elektrophorese erfolgt. Kit anderen Worten, die Erfindung sieht vor eine Anfangsbehandlung vorwiegend durch Koaleszenz innerhalb eines oder vor einem ersten Teil des Elektrodenzwischenraumes, auf die eine vorwiegend elektrophoretische Behandlung in einem nachfolgenden Teil derselben Zelle folgt. Nachdem erat einmal die Mengendlohte auf einen niedrigen Wert herabgesetzt worden ist, erfolgt die elektrophoretisch^ Wirkung verhältnismäßig rasch und führt zu einer Beinlgungebehandlung, bei der der Beetgehalt an disperglertem Material auf Werte vermindert wird, die vielmals kleiner sind alo die uferte, die mit den

älteren gewerblichen Behandlungeeinrichtungen erzielt werden,

bei

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denen Elektroden in ForE paralleler Platten oder konzentrischer Zylinder benutüt werden. Ea ist im allgemeinen erwünscht, dass diejenige Elektrode, an der das Gefälle dea elektrischen Feldes .kleiner 1st, beispielsweise die Außenelektrode einer Zelle, eine Polarität aufweist, bsi der die Partikel zu dieser Elektrode zu wandern suchen.

Die turbulenz ist ein weiterer Paktor, der die Wirksamkeit der Koaleezenz oder dor Elektrophorese bestimmt. Die Turbulenz kann aus einer von der Strömung verursachten rein hydraulischen Turbulenz bestehen oder auch durch die Bewegung der Partikel im 01 als Ergebnis des elektrischen Feldes verursacht sein und stellt in diesem Falle eine Funktion der Mengendichte dar. Die ganz gleich aus welchen Ursachen herrührende Turbulenz kann die Koaleszenz dadurch fordern, dass die Partikel lait einander in Berührung gebracht oder nahe zusammengeführt werden, wobei sie unter der Einwirkung der elektrischen Spannung koalesziert werden. Die Turbulenz ist jedoch für die elöktrophoretische Abscheidung der Partikel nachteilig· Die erfindungsgeiuäßen langgestreckten Elektroden dampfen die hydraulische Turbulenz im elektrophoretischen Abschnitt des Elektrodenzwischenraumes, während die In diesem Abschnitt elektrisch induzierte Turbulenz wegen der kleinen üengendichte sehr gering ist.

Wegen der hydraulischen Verhältnisse konnten mit den älteren gewerblichen Behandlungseinrichtungen, die Elektroden in Form paralleler Platten oder konzentrischer Zylinder aufweisen, nicht immer die erwünschten Ergebnisse in wirtschaftlich erwünschtem Ausmaß erzielt werden. Der geringe Abstand dieser Elektroden von einander sucht örtliche Zirkulationen oder

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//irbelströmungen abzudämpfen, die sich bei der Vorwartsstromua,^ der Dispersionen bilden, wobei jedoch nur diejenigen gedämpft werden, die in zur Strömungsrichtung und zu den Kraftlinien des elektrischen Feldes parallelen Ebenen verlaufen, oolahe Zirkulations- oder Wirbelströmungen bilden sich auch in Ebenen, die parallel zur Strömungsrichtung jedoch rechtwinklig zu den Kraftlinien liegen, wobei die vorgenannten elektroden in Form konzentrischer Zylinder oder paralleler Platten keine nahe beieinanderliegenden llektrodenfl&chen vorhanden sind, die die letztgenannten Zirkulationen behindern, welche Zirkulationen in Ebenen verlaufen, die parallel zu den Elektrodenflüchen liefen. Der oder die zellenförmigen Bäume nach der Erfindung bewirken eine starke Dämpfung der letztgenannten Zirkulationen oder Wirbelströmungen wie der erstgenannten.

Bei senkrechten Räumen zwischen Elektroden in Fora paralleler Platten oder konzentrischer Zylinder wird durch thermische Störungen die erwünschte gleiche Geschwindigkeit der Dispersion in allen Säumen nachteilig beeinflusst. Beispielsweise wird durch einen Örtlichen Temperaturunterschied in solchen seitlich unbeschränkten Bäumen die Strömung in einem örtlich bestimmten Pfad verlangsamt oder beschleunigt im Vergleich zu den seitlich versetzten Pfaden. !Tritt weiterhin eine Dispersion aus einem neuen Tank in eine arbeitende Eehandlungseinrichtung dieser älteren Ausfahrung ein und weist eine etwas höhere Temperatur auf, so bewirkt sie nicht nur eine Turbulenz sondern sucht auch in einige Behandlungsräume einzudringen mit der Folge, dass die Aufwärtsströmung in anderen Behandlungsräumen veraindert oder In diesen zeitweilig eine

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Abwarteströmung verursacht wird. Bei der Behandlung in einer oder in mehreren Zellen nach der Erfindung wird diese unterschied liehe Strömung im wesentlichen verhindert und ein gleichmäßigeres Arbeiten bewirkt.

Ebenso suchen eine ungleiche hydraulische Strömung, thermische Effekte und elektro-hydraullsohe Effekte lange Zirkulationen in einem senkrechten Elektrodenzwisohenraum zu verursachen, beispielsweise eine Aufwärtsströmung in der Nähe einer Elektrode und eine entsprechende Abwärtsströmung in der Nähe der anderen Elektrode. Selbst wenn die sich nach oben bewegende Dispersionsströmung eine Abwärtsströmung verhindert, so verlangsamt die Kraft,die diese zu induzieren sucht, einen örtlich bestimmten Teil der Strömung in der Nähe der einen Elektrode und sucht eine Wirbelung im Feld zu erzeugen* Solch· Wirkungen sind zuweilen örtlich begrenzt oder treten in verstärktem Maße in einer Längszone in der Nähe einer Elektrode auf im Vergleich zu einer seitlich angrenzenden Längszone, wobei gleichfalls die Tendenz entsteht, in der Nähe der Elektrode selbst Zirkulationen zu erzeugen. Sie erfindungsgemäße zellenförmige Elektrode oder mehrere dieser Elektroden bieten eine weitere Sicherheit gegen das Auftreten dieser langen oder örtlichen Zirkulationen wegen der vergrößerten Länge des Elektrodenzwisohenraumes und wegen der Eingrenzung der Dispersion nach allen seitlichen Richtungen·

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben· In der beiliegenden Zeichnung ist die

Fig.1 eine Gegenüberstellung charakteristischer Behandlungskurven von neuen und alten Behandlungseinrichtungen, Γ ig. 2 eine Darstellung elektro-hydraulisoher Effekte in den Sndteilen eines Behandlungefeldeβ,

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Pig.? ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Behand-

iungseinrichtung,

Fig.4 ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in der Fig.5 Flg.5» 6 und 7 Je eine Daratellung einer anderen Ausführung

und Anordnung der Zellen, Pig.8 ein Längsschnitt durch eine andere Ausführung der

erXindungsgemäflen Behandlungseinrichtung, Fig.9 gin Querschnitt nach der Linie 9-9 ift der Fig.8 Fig.10 und 11 je eine Darstellung verschiedener Anordnungen von Einlassen.

Sie Pig «2 zeigt in echematischer Darstellung die elektrο-hydraulischen Effekte, die an den Endteilen eines Elektrodenzwiaohenrauiaee auftreten, wobei in der Mitte eine Bochspannungselektrode a awlsehen den Elektroden b und c angeordnet ist, die Erdpotential aufweisen, und wobei die Dispersion bei e eintritt und nacheinander die lintrittszone f, die Zwischen* zone g und die Auetrittszone B durchströmt· Des Elektrodenzwischenraum setzt eich daher aus einem Eintrittsteil f', einem Zwischenteil g* und einem Austritteteil h· zusammen. Die Elektrode a kann ale zylindrische Elektrode angesehen werden, die zwischen den zylindrischen Elektroden b und ο angeordnet ist, «eiche Elektroden als Schnitt dargestellt sind; oder die Elektrode a kann ale Stab zwischen den entgegengesetzten Abschnitten b und ο einer rohrförmigen Elektrode alt kreisrundem oder einem anderen Querschnitt angesehen werden.

Das f&ueter des elektrischen fioohspannungsfeldes unterscheidet eich in den Endionen f und h und in den Seilen f · und h' mit Notwendigkeit von dem Jeldmuater In der Zwiachenzone dee Teiles g und g* infolge der Kanteneffekte in den erstgenannten Zonen, wobei dae TtId in der Näh· der Kanten oder Enden einer

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Elektrode konzentriert wird. Werden die elektrischen Erscheinungen allein betrachtet, so ergibt sich, dass die bei e austretende Dispersion, die normalerweise eine höhere Sieelektrizitätskonstante aufweist als die umgebende zum Seil behandelte Flüssigkeit, die letztgenannte verdrängt und in die Zone mit dem höheren Spannungsgefälle in der Nähe des Endes von a hineingezogen wird. Es hat sich gezeigt, dass diese Erscheinung und die seitliche elektrische Blaswirkung von a aus in der Höhe dessen Endes ringförmige Zirkulationen J zu erzeugen suchen, die ihrerseits schwächere Zirkulationen j* und ^" im Elektrodenzwischenraum verursachen* Das Feld am Ende von a koalesziert einen !Teil der dispergieren Partikel zu größeren Massen, die sich abscheiden} Jedoch ist die vom Feld erzeugte Turbulenz in Form der Zirkulationen J, J¹ und i" für die erwünschte gleichmäßige Strömung im Zwischenteil g* nachteilig· Wird die angelegte Spannung erhöht, so verstärkt sich diese Turbulenz im Elektrodenzwischenraum· Allein infoige der hydraulischen Wirkung werden diese Effekte der Turbulenz in der Eintrittszone f überlagert· Sie sich ergebende elektro-hydraulisohe Turbulenz begrenzt die Wirksamkeit einer Behandlung in gleichmäßiger Strömung im Zwischenteil g*·

■ Der Kanten- oder Bandeffekt in der Auetrittszone h ist etwas verschieden und hängt von dem Feldmuster und der ; am Austrittsende ausströmenden Siepereion und im besonderen von der tfengendichte, der Partikelgröße und der Art dee restlichen dispergieren Materials ab, das im Zwischenteil g¹ noch nicht abgeschieden wurde. Ee hat sich gezeigt, dass das FeId-BiUSter an dieser Endzone h gleichfalls eine Turbulenz in einer ; Zone erzeugt, die in der Fig»1 mit Punkten dargestellt ist, welche Turbulenz eich nach unten in den Elektrodenswiechenraun ι

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weiter fortsetzt, wenn die angelte Spannung'und die iuengendichte sich erhöht. Es hat sich gezeigt, dass die Turbulenz als Folge dieser elektro-hydraulischen Effekte verringert und auf einen viel kleineren Wert gebracht werden kann als bei den herkömmlichen Behandlungseinrichtungen, wenn das ausfließende 01 nur winzige Mengen restlichen diepergierten Materials enthall

Die Fig.1 zeigt in Vollinie die bekannte charakteristische Behandlungekurve k einer herkömmlichen elektrischen Behandlungseinrichtung, wobei die Wirkung auf das Mitführen (der Menge des im behandelten Ul zurückbleibenden restlichen diepergierten Materials) als Ordinafcen aufgetragen 1st, wenn das Gefälle der aus der Abszisse aufgetragenen angelegten Spannung sich verändert· Die Kurve Z ist typisch for eine elektrische Behandlungseinrichtung mit Elektroden in Form mehrerer konzentrischer zylindrischer Elektroden oder paralleler Platten, an die eine veränderbare Gleichspannung angelegt wird, welche Elektroden einen Abstand von ungefähr 7 »6 cm aufweisen, wobei die Blektrodenzwlcchenräume ungefähr 38 om lang sind, «reiche Länge den Höchstwert darstellt, der im allgemeinen bei derartigen gewerblichen Behandlungseinrichtungen zur Anwendung gelangt. Wird die Behandlungeeinrichtung mit Spannung versorgt, so verbessert sich dl« Behandlung progressiv mit der Vergrößerung dee Gefälles zu k*-k' verschlechtert sich dann jedoch rasch, wie durch den Aufwärtsbogen der Kurve Jenseits dieses günstigsten Bezirkes dargestellt wird, welche Kurve k in der Nahe von k'-k* eine verhältnismäßig schmale Basis aufweist. Wird die gleiche Dispersion durch ein Zellen-und-Stangen-System.geleitet, dessen Blektrodenzwisohenraum eine Weite von 7,6 cm und eine Länge von 38 cm aufweist, und erfolgt die Voraärtsströmung in demselben Ausmaß, so ist die charakteristische Behandlungskurve ungefähr

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die gleiche; die Behandiungseinrichtung arbeitet jedoch viel stabiler unter den wechselnden Bedingungen von Temperatur, StrÖcungemengen und anderen Quellen hydraulischer Störungen· Bas Ansteigen der Kurve k jenseits von k'-k· wurde bisher als die Folge einer elektrischen Dispersion des dispergierten Materials infolge des ansteigenden Spannungsgefälles in der Nähe der einen oder beider Elektroden angesehen, und es wurde bisher noch keine Möglichkeit gefunden, diesen Anstieg zu beseitigen« Die Erfindung beruht weitgebend auf der Entdeckung, dass durch Verwenden einer zellenförmigen Elektrode und durch Verlängern der Elektrodenzwischenräume die Form der charakteristischen Behandlungskurve sich ganz unerwartet än

Bei Verwendung des oben beschriebenen Zellen-und-Stangen-

Elektrodensystems beispielsweise, wobei alle anderen Betriebsbedingungen unverändert bleiben mit der Ausnahme, dass die Elektrodenzwischenräume 61 cm lang bemessen werden, ändert sich die charakteristische Behandlungskurve zur Punkt-Strich-Kurve m, deren idindestwert nicht nur viel tiefer liegt als k, welche Kurve m jedoch ihren iaindestwert bei einer angelegten wesentlich höheren spannung erreicht, wie bei m'-m¹ dargestellt Wird die Länge der Elektrodenzwischenräume in den Zellen bei sonst unveränderten Bedingungen ungefähr mit 102 cm bemessen, so wird die charakteristisch« Behandlungkurve durch die Punkt-Kurve η dargestellt, die einen noch tieferen Mindestwert n^f-n* bei noch höherer angelegter Spannung erreicht·

Es wird darauf hingewiesen, dass die Kurven m und η eine viel breitere Basis aufweisen als die Kurvek des älteren! Verfahrens, woraus hervorgeht, dass über einen weiteren Bereich'angelegt er Spannungen oder Spannungsgefällen Mengen restlichen Materials erhalten werden können, die nahe am

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Mindestnert liegen. Dies ist ein kennzeichnendes Merkmal der ■ ErXladung selbst für diejenigen Fälle, in denen die iiinima m*-m* und n'-n¹ der Kurven m und η näher an Ic·—3c· liegen oder ungefähr gleich k*-k* sind, wie dies in einigen Fallen zutrifft. Dasselbe gilt, wenn mit einer einen geringeren Gehalt an diapergiertem Material aufweisenden Dispersion ausgegangen wird, die bei einer Behandlung nach der Erfindung eine durch Kreise dar» gestellte Kurve ο ergibt, welche Kurve im wesentlichen parallel zur Abszissenachse verläuft und bei Erhöhung der angelegten Spannungen Innerhalb der untersuchten Bereiche nur schwach oder gar nicht ansteigt» Daraus ist zu ersehen, dass unter Vervrendung zellenförmiger Elektroden wesentlich bessere Behandlungsergebnisse erzielt werden, wenn diese in einem Bereich betrieben werden, der erheblich höher liegt als der k'-k'-Wert.

In den meisten Fallen, beispielsweise bei der Behandlung von Petroleumdestillaten mit alkalischen Lösungen, fallen die Mindeatwerte der charakteristischen Behandlungskurvet* bei den herkömmlichen Behandlungseinrichtungen mit Elektroden in Form paralleler Platten oder mehrerer konzentrischer Zylinder in den Bereich von 1,19 bis 2,37 kY/csw Werden jedoch die langen zellenförmigen Elektroden nach der Srfindung verwendet, so liegen die Mindestwerte oftmals bei mindestens dem Zweifachen (der angelegten Spannung im Gegensatz zu den herkömmlichen Behandlungfeinriohtungen. Da die Behandlungskräfte sich ungefähr mit dem Quadrat der angelegten Spannung verstärken, so ist dit

Bit den zellenförmigen Elektroden erzielte verbessert· Behänd-

weitgehend , .

'lung daher/eint folg· des höheren günstigsten Spannungsgefälles,

»it de» diese Aiilag· betrieben werden kann· I

Die Koma K*· M und H in der Tig. 1 sind all· bei derselben yorwärteifschwiadigkeit der flüssigkeit im I Ie k tr öden-

»"|4 η λ V· *M to«*

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Ί·+

zwischenruuia ernittelt «orden. Selbst wenn, die Flüssigkeit die liinseren zellenförmigen Elektroden mit wesentlich größere* Geschwindigkeit durchströmt, weisen die Kurven m und η üinima auf, die wesentlich unter dem üindestwert der Kurvte k liegen, wobei die Werte der angelegten Spannung die gleichen oder höher sind als k'-k¹· ffird beispielsweise die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung längs des Elektrodenzwischenraumes unter den Bedingungen der Kurve η ungefähr verdoppelt, so wird der Anstieg der Kurve nur in Sichtung der Punkt-Kurve ρ verschoben, wobei sich eine vielfache Erhöhung der Behandlungswirksamkeit selbst bei größeren Durch laufmengen im Vergleich zu den älteren Verfahren ergibt.

Die Zeit des Verbleibens der Flüssigkeit im Feld hängt von der Vorwärtsgeschwindigkeit ab; es hat sich jedoch oftmals ergeben, dass die Behandlungeergebnisse besser sind, se lbs l wenn die Zeit im feld bei Verwendung der langen zellen-

fJrmisen Elektroden kurz ist im Vergleich zu der Zeit im feld. der Kurve k infolge der Verwendung der herkömmlichen Elektro- '■ den· Um dies weiterhin darzulegen, wurde unter vergleichbaren Bedingungen und bei günstigstem Spannungsgefälle eine Untersuchung durchgeführt, um das Arbeiten von Behan&lungseinriohtungen mit einander zu vergleichen und zwar (I) einer herkömmlichen und weit verbreiteten gewerblichen Einrichtung mit Elektroden in Form konzentrischer Zylinder, die ein elektrisches Feld mit einer Länge von 38 om und einer Breite von 7,6 cm erzeugten, (II) einer Einrichtung mit einer zellenförmigen Anordnung, die gleiöhfals ein Feld mit einer Länge von 38 cm und einer Breite von 7»6 cn erzeugte, und (III) einer Behandlungeeinricn«I . tung mit einer anderen zellenförmigen Anordnung, die ein Feld mit einer Breite von 7*6 cm Jedoch einer Länge von 102 ob ,

erzeugte·

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Nachstehend sind die Ergebnisse dieser besonderen Untersuchungen zusammengestellt!

Behandlungs-	Aulwartsge-	Zeit im	Aditführung
Einrichtun«	schftindigkeit	Feld
	cm/iain·	min·	ppm
I	11,17	3,4	16,8
11	10,16	3,8	19,6
III	35.56	2,8	o,56

Hieraus 1st ohne weiteres au ersehen, dass bei einer dreieinhalbfachen Aufwörtsgeeohwindigkelt und ungefähr 50% -weniger Zeit im Feld die längere zellenförmige Elektrode mitgeführte Wengen ergab, die nur den dreißigsten (Ceil der Mengen bei den anderen Anordnungen betrugen, so dass die Behandlungseinriohtung III vom gewerblichen Standpunkt aus prektisch vollkommen arbeitete· Die aus der letztgenannten Einrichtung abfließende FlUseigkelt war vollkommen klar, während die Flüssigkeit aus den anderen Einrichtungen trübe waren« Aus dem Vorstehenden ist ferner zu ersehen, dass die langen zellenförmigen Elektroden eine viel gröftere durchlaufkapazität aufweisen, und dass die mit diesen Elektroden ausgestatteten Betankungseinrichtungen viel kleiner und billiger aufgebaut werden können als die älteren Einrichtungen mit Elektroden in Form paralleler Platten oder konzentrischer Zylinder·

Die Erfindung sieht allgemein vor, jede Zelle in der Strömungerichtung so lang zu bemessen, dass eine elektro-hydraulisohe Turbulenz in den !Endzonen f und h bis zur Zone g vordringt· Der Elektrodenzwischenraum wird so lang bemessen, dass die elektro-hydraulieche Turbulenz in den Endteilen f· und h' durch einen Zwischenteil g¹ getrennt wird, in dem die Dispersion gleichmäßig und Iu wesentlichen geschichtet vorwärtsströmt. Zn dieser Weise 1st die Behandlung besonders bei dem höheren Spannungsgefälle zwischen k'-k' und n'-n* der Fig.1 oder

. 809812/1208 „,»Η«.

Jenseits von η¹-η¹ im Zwischenteil g¹ wirksam und bewirkt eine Entfernung einer 80 großen Menge dispergieren Materials durch Koaleszenz und Elektrophorese, dass die elektro-hydraulische turbulenz in der Ausstrittszone h vernachlässisbar klein wird. Bei der erflndungsgemäSen Einrichtung wird daher das im abfließenden Ul enthaltene restliche, dispergierte Material auf die Hälfte bis zu einem Zehntel oder weniger im Vergleich zu den Ergebnissen der älteren geiserblichen Behandlungseinrichtungen vermindert. Es ist beispielsweise nicht ungewöhnlich,bei Destillat-Dispersionen unter gleichen Strömungsbedingun^on und mit derselben Dispersion bei Verwendung der älteren Elektroden öle mit einem Gehalt von 40 ppm (Seile pro Million) und bei Verwendung der erfindunssgemäßen zellenförmigen Elektroden öle mit einem Gehalt von 2-10 ppm (Seile pro Million) zu erzeugen. Soll ein klares Cl xait einem Gehalt von weniger als 1 Seil pro Million erzeugt werden, so können derartige Anforderungen mit Hilfe der erf indunijsgem&ßen zellenförmigen Elektroden erfüllt werden, während dies ber Verwendung der älteren Elektroden eine Unmöglichkeit darstellt.

Behandlungseinrichtun^en mit einer großen Durchlaufkapazität werden vorzugsweise mit einem zellenförmigen Elektrodenaufbau ausgestattet, der im wesentlichen den gesamten Querschnitt eines Strömungskanals in Anspruch nimmt, wobei die langen Zellen nebeneinanderliegend in der Strömungsrichtung der Dispersion angeordnet werden. Jede Zelle bildet einen rohrförmigen Kanal mit einer Innenelektrode entgegengesetzter Polarität, wobei zwischen den Wandungen der Zelle und der in der läitte gelegenen Elektrode ein ringförmiger Behandlungsraum geschaffen wird. Die Wandungen der Zellenkanäle werden erwdnsoh'termawen mit einer glatten Oberfläche versehen, wobei

RAD

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mindestens die Außenelektrode eine glatte Außenseite aufweisen !soll, damit Unebenheiten quer zur Btrönaunssriaütung vermieden werden, die eine Konzentration des elektrischen Feldes verursachen und die Bildung einer geschichteten strömung beeinträchtigen können.

Die Länge Jeder Zelle beträgt in der Strömungsrichtung gemessen das Zwei- b-.s Zehnfache der Länge herkömmlicher Elektroden, wie sie bei gewerblichen Emulsionsauflösun^sverfahnen verwendet werden. Die Zellen oder rohrförmigen Kanäle weisen nach der Erfindung oftmals eine Lunge von ungefähr 76 bis 3OC cm oder mehr auf·

Die Seite oder die Distanz quer über Jeden Zellenkanal hinweg beträgt üblicherweise ungefähr 5-50 cm zuweilen auch 40,6 cm jedoch selten mehr. Die Anzahl der verwendeten Zellen oder Kanäle hängt von der gewünschten Durchlaufkapazität ab, und obwohl eine einzellige Behandlungseinrichtung zur Behandlung einer verhältnismäßig kleinen Strömung bis zu mehreren hundert Fässern pro !Tag (1 US-barrel - 158 1) benutzt werden kann, ßo werden die Möglichkeiten der Erfindung am besten in vielzelligen Behandlungeeinrichtungen ausgenutzt, die oftmals fünf Zellen oder mehr bis zu mehreren hundert Zellen enthalten· Die Größe und Anzahl der Zellen steht üblicherweise in Bezie-' ι hung zur QrUBe der Behandlungseinrichtung.

Die innerhalb der Zellen befindlichen Innenelektroden ■ sind gewöhnlich Stäbe aus Voll- oder Hohlmaterial, äeten Durchmesser nlohti besondere kritisch let* Verwendbar sind Stäbe 'alt einem Durchmesser von ungefähr 6,3 mm bis zu einem großen > Bruchteil der Veite dee Kanäle, wobei in Kanälen alt einer ,Veite von weniger al· ningef ähr 15_t2 cm bei geeigneter linmit-

tung, beiepielewelee durch Spannen, sogar Stäbe in Form von

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Drähten verwendet werden können· Sie Znnenelektroden sollen in den Zellen ein^emittet werdenj jedoch beeinträchtigen kleine Abweichungen von der genauen Mittellose nicht die Wirksamkeit der Behandlung.

In den meisten Fällen war-len die Zellen senkrecht angeordnet und die Stäbe in deren fiütte eingehängt». Auf diese Weise liegen alle Stabelektroden parallel zu den einzelnen " Zellen. Jedoch können auch andere !Elektrodenaufhängungen verwendet und benötigt werden, wenn die Zellen oder Kanäle schräg oder im wesentlichen waagerecht angeordnet sind.

Es können Behandlungsräume zwischen den Elektroden Eilt einem Verhältnis Länge zu Spalt von ungefähr 8-50 oder L.ehr verwendet werden« Für die gewerbliche Praxis beträgt dieses Verhältnis vorzugsweise ungefähr 12-25·

Bei den erf indungsgemäßen Behandlun^seinrichtunsen beträgt die Vorwärtsgsschwindigk'eit der Dispersion im elektrischen Feld im Innern einer oder von mehreren Zellen mindestens <. 5 cia und mehr pro Minute bei schweren ölen, beispielsweise Bohöl oder Schmieröl, und normalerweise 25 cm/min oder mehr bei Le!entölen, wie Gasolin und Kerosin, wobei bei einigen dieser Leichtöle Geschwindigkeiten bis zu 125 cm/min durchführbar sind. Diese Vorwrärtsgeschwindigkeiten müssen verglichen werden mit den Ho chatte sch Winzigkeiten in der Nahe von ungefähr 1 cm/Hin (einem Bruchteil eines Zolls) bei schwereren ölen und ungefähr. 12 - 15 cm/min bei leichteren Ölen, wenn die Behandlung solcher öle in Benandlungeeinrichtungen mit herkömmlichen Elektroden erfolgt. Bei den erfindungegemäßen Behandlungseinri'ohtungen ; werden im allgemeinen Spannungsgefälle von ungefähr 2,4 - 12 kT pro Zentimeter benutzt· - · L

Bei Zellen mit einem kreisrunden, quadratischen oder

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sechseckigen Querschnitt werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Innen- und Außenelektroden einen Formfaktor P aufweisen, der zwischen ungefähr ο,8 und o,98 nach der folgenden Gleichung liegt:

log_e

wobei B^. der Badius der Innenaandung einer kreisrunden Außenelektrode oder eines Kreises ist, der die gleiche Fläche auf-WGiBt vie der Querschnitt einer quadratischen oder sechseckigen. Außenelektrode,'während B₀ der Badius der InneneIgstrode ist.

Die beiliegende Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsformen gewerblicher·, Behandlungseinrichtungen. Bei der in den Piguren 5 und 4· dargeetellten Ausfdhrunissforisen bildet ein aufrecht stehender zylindrischer Behälter 10 einen senkrechten Kanal, dessen Querschnitt im wesentlichen vollständig von einer sellenfu'r&igen Elektrode 12 besetzt wird, die zwischen den oberen und unteren Zonen 13 und 1A- des Behälters angeordnet ist. Die Zellenelektrode 12 besteht aus einer Vielzahl von sechseckigen Zellen 16, die eng aneinander anliegend angeordnet sind und ^e eine herabhängende Stabelektrcde 17 aufweisen- Die Stabelektröden können an Haken 13 aufgehängt «erden, die an einem durchbrochenen Aufbau 19 angebracht sind, der vom Behälter 10 elektrisch isoliert und an den einen Pol einer HochspannungsqueHe angeschlossen ist (20), deren anderer Pol geerdet und damit mit der Zellenelektrode 12 elektrisch verbunden ist· ' ·

Sie zu behandelnde Dispersion durchströmt die ringförmigen Behandlungsraum© 22 in den Zellen, tritt an einem Endteil 2/3 ^si^r Zelle ein, strömt; gleichmäßig unl im weaent-

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wesentlichen ohne turbulenz längs eines Zwischenteiles 24 und tritt an einem Endteil 25 am Austrittsende einer Jeden Zelle auc Der Abschnitt, in dem verwiegend eine Koaleszierung erfolgt, beginnt unterhalb der Stabelektroden und oretreckt sich Uiic-r einen Seil des L^icchenteiles 24 hinweg. Qer obere oder übrige Teil des Zwischenteiles 24 ist derjenige Abschnitt, In deia die elektrophoretischen v/irkunsen vorherrschen. Das gereinigte Öl wird bei 26 abgelassen»

Ia. wesentlichen ^-.oiche ilieilmengen der eingelassenen Dispersion sollen die Behandlungsräume 22 durchströmen. Bei der in der rig.3 dargestellten Anordnung wird die durch das Boiir 23 elaströsiondö Dispersion von einen» Verteiler 29 in mehi'c-re im wesentlichen gleiche Ströme unterteilt, die durch die Eohrstutzen 30 direkt in die einzelnen Zellen geleitet werden. Oberhalb der Bohrstutzen können Ausbreitungsglieder 31 angeordnet werden.

Die in den einzelnen Zellen ansteigenden Ströme «erden in dem und unterhalb des Eadteiles 23 zuerst der Einwirkung der elektrischen und der elektro-hydraulicchen Effekte ausgesetzt, wobei eine Koaleszierung in einem solchen Ausmaß erfolgt, dass die eich längs des Zwischenteiles 24 vorwärtsbe*· «egende Strömung restliche cispergierte'PartIkG1 in erheblich vcrmindertor kengendichte enthält. Das elektrische Eochspannungsfeld im oberen Abschnitt des Zwischenteiles 24 wirkt auf die gleichmäßig strömende Dispersion elektrophoretisch ein,* und dieser Zwischenteil 24 i3t ausreichend lang und dl« angeleg- ; te Spannung so hoch bemessen, dass das in den Austritteteil 25 I einströmende behandelte 01 nur eine sehr kleine tienge reetll- ■ c'. dispergieren Materials enthält, so dass die elektrohyuraulische Wirkung im Endteil 25 Im wesentlichen keine

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\ Bedispersierung bewirkt und nur in geringsten Ausmaß eine Turbulenz erzeugt. Sas koaleszierte oder elelztrochcrcsierte Material setzt sich allmählich in Fora eine ο KC ;.ers 32 ab und kann mittels eines Vent.'' r, 34 abgelassen werden.

Es ist oftmals von Vorteil, wenn die Zellenelektrode 12 sich bis in diese Masse 32 hinein erstreckt, so dass der Pegel der Masse in der Höhe L-Ii oberhalb der unteren Enden der Zellen liegt· Dies kann mittels einer Pegelkontrollvorrichtung 35 durchgeführt «erden, die getrieblich mit de πι Ventil 34- in Verbindung steht, wie durch die Strichlinie 36 angedeutet, so das3 die unteren Enden der offenen Zellen beständig in die schwerere Flüssigkeit der Kasse 32 eingetaucht gehalten werden· Diese Flüssigkeit bildet somit eine hydraulische Abdichtung zwischen benachbarten Zellen und zwischen den am weitesten außen liegenden Zellen und den Teilen 38 des Behälters, die keine sechseckigen Zellen enthalten, «eiche Teile dann oben und unten offen gelassen werden können. Durch geeignete Ausbildung und Einstellung des Verteilers kann Jeder Zelle die gleiche lienge Emulsion zugeführt «erden, so dass keine Strömungadifierenzen auftreten können wie die thermisch oder hydraulisch induzierten Ströme bei den herkömmlichen Verteileranordnungen

/ mit Querrohren. Unter gewissen Bedingungen können günstige Ergebnisse dadurch erzielt werden, dass der Pegel in der Höhe L¹-L¹ unterhalb der unteren Enden der Zellen gehalten wird beispielsweise dadurch, dass die Betriebeverbindung 36 mit

. einer tiefer gelegenen Kontrollvorrichtung 35· in Verbindung gebracht wird. Das Einströmen der Diaperslon in die freien Teile 38 kann dann dadurch vermieden «erden, dass die Bohr-'f\ stutzen 30 bio in die betreffenden Zellen hinein verlängert ·.'··. BAD ORIGINAL·

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werden, oder diese freien Seile 38 werden οDen verschlossen. ι

Die erfindungssemäßen Behandlungeinrichtungen arbeiten am besten, wenn die in die Iflektrodenzw-.achenr.*ume einströmende Dispersion nur eine verhältnismäßig kleine Menge dlapergierten Laterlals enthält, üblicherweise weniger als o,5#, obwohl auch gegenüber älteren Einrichtungen bessere Ergebnisse ^ tit Dispersionen erzielt werden, die große £en£en diaperkierten Materials enthalten. In vielen Fällen können bessere Ergebnisse und eine größere Wirtschaftlichkeit erzielt werden, nenn ein Teil des dispensierten Materials vorher abgeschieden wird, beispielsweise indeni die Dispersion durch eine elektrische Be-' handlunsseinrichtung 40 geleitet wird, die eine große Turbulenz erzeugen kann, wobei die Dispersion zwischen den Kanten der oberen und unteren Elektroden 41 und 42 abgelassen wird, welche Elektroden durch einen Hochspannungstransformator 43 erregt werden. Als Beispiel sei angeführt, dass ein Kerosin-Sasser-Geisisch in einer Zellenbehandlungse!zurichtung bei der sehr hohen Geschwindigkeit von ungefähr 89 cm/min behandelt wurde, ' welche Geschwindiskeit ungefähr das Sechsfache der Geschwindigkeit darstellt, die bei den alteren Einrichtungen mit Elektroden in Form paralleler Platten oder konzentrischer Zylinder bei der Behandlung der gleichen Dispersion benutzt wird. Betrug der Wassergehalt der in die Zelle einströmenden Emulsion 7»5/j» eo wurden 38 Seile pro Million Wasser boi dem günstigsten Spannungsgefälle mitgeführt. Wirde der Wassergehalt der Emulsion auf o,5;y herabgesetzt, so betrug die i;ltfdhrung 11 Teile pro Million und bei einer Herabsetzung auf o,1% 5 Teile pro ι Million, ils weiteres Beispiel sei angeführt, dasβ ein leichtes \ katalytisches 01 mit einer Geigen kräftigen Atzlösung verdacht

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ein behandeltes öl ergab, das 2 Teile pro Million mitführte, wenn die Strömungsgeschwindigkeit ungefähr 51 cm/min betrug, wobei eine Zelle mit den Abmessungen von ungefähr 20,2 im Quadrat und mit einer Innenelektrode mit einem Durohmesser von ungefähr 5,08 am bei einer Spannungsgefälle von ungefähr 5,5 kV/cm verwendet wurde. Enthielt die einströmende Dispersion nur ungefähr 0,5$ dispergiertes Material, so enthielt das behandelte öl nur ungefähr 0,5 Teile pro Million bei einer Spannung von ungefähr 7*9 oder 11,9 kV/om sogar bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 99 om/min, wobei die charakteristische Behandlungskurve eine der Kurve ο in der Fig. 1 ähnliche Form aufwies.

Die Zellenkanäle können einen kreisrunden, ovalen, dreieckigen, quadratischen, rechteckigen, vieleoki- gen oder gekrümmten Querschnitt besitzen. Die Figur 5 aeigt ein Muster quadratischer Zellen, das oft mals von Nutzen ist. Abgesehen von der Form können dl· Zellen aus Rohren bestehen oder einen Teil einer sutanmengeeetzten Einheit bilden. Die Fig. 6 zeigt aus Rohren bestehende Zellen mit kreisrundem Querschnitt, die einander berühren, während die Fig. 7 ■olohe Rohre zeigt, die voneinander etwas entfernt angeordnet sind, in welchem Falle die freien Räume 58 von Kopfteilen

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werden, die die Hohre tragen· Die zusa3raengedri»njjfc Lellc-n ^eder der beschriebenen Anordnungen nehmen . isi ucGcntlicnen den. geaasten Querschnitt des Behälterkanals ein, in den sie eich befinden.

Bei den in den Figuren 8 und 9 dargestellten Ausfdhrun^sfc^en icann die Eelienelektrode 12 einen der zuvor beschriebener. Querschnitte aufweisen, wobei die nicht besetzten Teile 58 oben durch ein Kopfstück 46 abgeechlossen t?eraen. In diosem

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Falle strömt die Dispersion durch eine kleinere Anaahl von EohrctutiEen 3QV in einer Höhe ein, die unterhalb der unteren Enden -der Zellen liest, wobei oberhalb der Austrittsöffnungen der Rohrstutzen $0* Verteilvirglieder $1* angeordnet sind. Die an die Hohrstutsen 30* angrenzende Zone wird durch die Barrieren

in Quadranten oder kleine Abschnitte unterteilt, die Sektorü4? eine andere Form auf weisen können, wobei die Barrieren oder Trennwände die Dispersion nach oben zu einer bestimmten Gruppe von Elektrodenz^ischenräuuien leiten. Die Trennwände 50 können eich ni-oh oben bi3 zum unteren Teil der Zellen erstrecken, dargestellt, oder in geringer Entfernung von diesen enden. Die Inaenelektroden oder Stäbe 17 können bei dieser Auefd form im Innern der betreffenden Zellen, an deren Enden oder etuas unterhalb von diesen enden. In den letztgenannten Fällen «erden zwischen den Stäben und den Trennwänden und zwischen den Stäben und der Verteilereinrichtung Vorbehandlungafelder erzeugt, in denen eine Vorbehandlung der Dispersion in derselben Welse erfolgt wie in der elektrischen Behandlungseinrichtung 40 nach der Fig.3. Diese Ausführungsform «eist den Vorzug auf, dass eine kleinere Anzahl von Bohrstutzen 30* verwendet werden kann, wobei nur ein oder mehrere Rohrstutzen die Dispersion in iJeden

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Quadranten oder Abschnitt leiten und so aa^ttcrdact sein sollen, dass die VorBartsgeschwlndigkeit in cJeder der von. einem solchen Quadranten oder Abschnitt versorgten Zellen ils wesentlichen die ■ gleiche ist· Das behandelte öl wird von einen itet:: werk vcn Bohren 51 gesammelt, die eine große Anzahl von über den Querschnitt des Behandlungskanals verteilten üixmin^en 52 aufweisen. Diese Art von Sammler kann bei allen beschriebenen Behandlun^seinrichtungen verwendet werden und erfüllt seinen Zvreck besser als der einzelne Auslass 26 in der Eig.3» wobei mit Sicherheit erreicht wird, dass die Ströme in allen Zellen itu wesentlichen die gleiche Vorwärtsgeseh;vindisJ£eit aufweisen.

Bei der in der Fig»10 dargestellten Ausfohrun^sforn können die Innenelektroden sich entweder über die Enden der Zellen hinaus erstrecken oder an dieser Stelle c ' .a. Die Dispersion strömt aus den öffnungen der Bohrstutzen 30' nach unten ein· In diesem Falle kann in der Zuführungsleitung eine elek-'-trische Vorbehandlungseinrichtuns 40' mit einer in der Mitte , gelegene Elektrode 55 angeordnet werden, die von einem Hoch-Spannungstransformator erregt wird und in einem Bohr 57 angeordnet ist« In dieοer Vorbehandlungseinrichtung 40* ist die ! 'Strömung höchst turbulent, wodurch eine üettenbildung der Farti-/ / kel und damit ein Kurzschließen der Elektroden verhindert wird. In einer solchen Behandiungsdinriehtung erfolgt nur ein geringes oder gar keia Absetzen des koaleozierten dispergierten Materials, daa sich jedoch Ia diesem Falle in der Hauptbehand-. lungseinrichtung'beim Ausströmen aus den Bohrstutzen JO¹ absetzt·

Bei des in der Fig. 11 dargestellten Auslührungsforsi endet der größte Seil der Innenelektroden im Innern der

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oetreilenden Zellen, ö^°cn erstreckt sich eine !Elektrode 17* ί-α dar ii-he der i-.itte einer Gru^ie vcu· Seilen nach unten in den vcn den '!'rennwandun^en 50" abgegrenzten Quadranten oder Abschnitt . Zwischen der Verlänsürun^ Jeder Σ leistrode 17' und den

irennaandun^ea 50" viird ein Feld geringerer Intensity« erzeugt, das üur ünian^sbebandlun^ der einströmenden Dispersion dient, bevor diese in die kleineren Zellen einströmt, und daner dieselbe Funktion ausübt wie in den Behandlun^seinrichjen 40 und 57· Die irennwaadunjen 50" können au3 einiger Zellenv^andun^en bestehen.

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Patentansprachu

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Claims

Patentansprüche«

,j Verfahren zum Brechen von Kohlenwasserstoffdispersionen, wobei die dispergierte Phase aus einer mit dem Kohlenwasserstoff nicht vermischbaren flüssigkeit besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion durch einen oder mehrere, zwischen Elektroden befindliche Behandlungsräume in einem oder mehreren langen, zellenartigen Kanälen geleitet wird, die außen von geerdeten Elektrodenflächen und innen von langen Innenelektroden (17) abgegrenzt werden, die von den geerdeten Elektrodenflächen ungefähr den gleichen Abstand aufweisen, dass in jedem Behandlungsraum zwischen den Elektroden ein elektrisches gleichgerichtetes Hochspasfeld aufrechterhalten wird, dessen Spannungsgefälle zwischen den Elektroden ungefähr 2,4 bis 12 kY/cm beträgt, dass der oder die Behandlungsräume zwischen den Elektroden ein Verhälsnis länge : Spalt von 8 bis 30 oder mehr und eine Länge von mindestens ungefähr 61 cm aufweisen, wobei ein Koaleszierungsabschnitt, in dem ein Teil der dispergierten unvermiechbaren Flüssigkeit abgeschieden wird, sowie ein elektrophoretischer Abschnitt gebildet wird, in dem die restliche Dispersion nachbehandelt wird, wobei im wesentlichen die gesamt· restliche, dispergierte unvermischbare Flüssigkeit aus dem Kohlenwasserstoff abgeschieden wird.

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2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, das« die Dispersion in jedem Behandlungsraum zwischen den Elektroden mit einer Geschwindigkeit von mindestens 10 cm/min bei Dispersionen Ton schwereren Kohlenwasserstoffölen, wie Roh- oder Schmieröle weitergeleitet werden, und dass Dispersionen von leichten Kohlenwasserstoffölen, wie Gasolin oder Kerosin alt einer Geschwindigkeit von mindestens 25 cm/min» weitergeleitet werden·

3· Yerfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch »gekennzeichnet, dass die Dispersion vor dem Einströmen in den oder die Behandlungsräume zwischen den Elektroden einer elektrischen Torbehandlung unterworfen wird, wobei der Gehalt an dispergiertea Material auf weniger als 0,5^ herabgesetzt wird.

4· Einrichtung zum Brechen von Kohlenwasserstoffdispersionen, wobei die dispergierte Phase aus einer mit dem Kohlenwasserstoff nicht vermischbaren flüssigkeit besteht, welche Einrichtung aufweist einen Behälter mit Auslässen am oberen und unteren Ende für das behandelte Ol und für die abgeschiedene unvemischbare flüssigkeit, einen zwischen den Auslässen angeordneten Strömungskanal mit einer Anordnung von Elektroden, an die eine hohe Gleichspannung angelegt wird, und einen Verteiler für die sieh durch die Elektrodenanordnung nach oben bewegenden Dispersion, gekennzeichnet durch eine, im wesentlichen den gesamten Querschnitt des Strömungskanals einnehmende Elektrodenanordnung mit einem zellenförmigen Elektrodenaufbau aus geerdeten Elektroden, die eine Anzahl von langen, im Strumungskanal nebeneinander angeordneten zellenförmigen Kanälen (16) bilden, in denen Isolierte Innenelektroden (17) angeordnet sind, wodurch zwischen den Elektroden

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lange Behandlungsräume gebildet werden, deren Verhältnis Länge : Spalt 8 boe 30 oder mehr beträgt, und die die einzige Verbindung zwischen den oberen und unteren Zonen des Strömungskanals darstellen, durch welche Sehandlungeräume die Dispersion in Form gesonderter kleiner Strömungen nach oben strömt, bevor die Dispersion in ?orm behandelter ULströmungen, die sich in der oberen Zone mit einander vereinigen, abgelassen wird ale Torbereitung für die Entnahme durch den Auslass für das behandelte öl, und dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behandlungerum zwischen den Elektroden eine Länge von ungefähr 61 cm bis 300 cm aufweist, dass die Querabmessung eines jeden zellenförmigen Kanals ungefähr 5 bis 40 cm beträgt, und dass jede Innenelektrode aus einer langen schmalen Elektrode besteht, deren Durehmesser ungefähr 6,5 mm bis zu einem großen Bruchteil der Querabmessung des zellenförmigen Kanals beträgt, in dem die Innenelektrode angeordnet ist.

5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen feile des Strömungskanals, die von den langen zellenförmigen Kanälen nicht besetzt sind, abgesperrt sind.

6· Einrichtung nach JLnspruoh 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zellenförmige Elektrodenaufbau aus einer Anzahl rohrförmiger Zellen besteht, von denen jede Zelle eine Außenelektrode bildet, in der eine lange Stabförmige Innenelektrode angeordnet ist, und dass die Innen- und Außenelektroden einen zwischen ungefähr O₉S bis o₉98 liegenden .Formfaktor 1 aufweisen«

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7· Einrichtung nach eine» der Ansprüche 4 bis 6, dadurch, gekennzeichnet, dasβ mindestens einige* der Innenelektroden sich über die unteren Enden der geerdeten Elektroden hinaus erstrecken und ein zusätzliches elektrisches JTeId erzeugen, in dem die nach oben strömende Dispersion behandelt wird, beror sie in die Be· handlungsrähme zwischen den Elektroden einströmt*

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