DE1619867C3 - Verfahren zum Trennen flüssiger Mischungen oder Lösungen - Google Patents

Verfahren zum Trennen flüssiger Mischungen oder Lösungen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung flüssiger Mischungen oder Lösungen mittels selektiver Permeation. Bevorzugt läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren anwenden auf solche Mischungen, in denen es sich um Kohlenwasserstoffe handelt, die ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen.
Es ist ein bekanntes Problem, wirksame Verfahren zur Auftrennung von flüssigen Stoff gemischen, die ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen, zu finden. Häufig handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, die ähnliche Siedepunkte haben, aber recht verschiedenartigen Aufbau aufweisen, wie beispielsweise Iso- und Normal-Paraffine, die die gleiche Anzahl von Kohlenstoffatomen haben. Dies gilt auch für aromatische Kohlenwasserstoffe und Normal-Paraffine, die die gleiche Anzahl Kohlenwasserstoffatome aufweisen, wie beispielsweise Benzol und Hexan.
Schwierigkeiten bereitet auch die Trennung azeotroper Mischungen. Es ist bekannt, feste Membranen, z. B. polymere Kunststoffolien, zur Trennung von Mischungen einzusetzen. Dabei besteht die Gefahr, daß die Folie erweicht und reißt. Die Lebensdauer solcher Membranen ist in jedem Fall begrenzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Trennung flüssiger Mischungen oder Lösungen mittels selektiver Permeation, bei der ein Bestandteil durch eine permeable Schicht wandert, ist dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Mischungen oder Lösungen emulgiert werden und durch Zugabe von Wasser und einem oberflächenaktiven Stoff auf den emulgierten Teilchen eine permeable Schicht gebildet wird, wobei der eine Mischungsbestandteil durch diese Schicht hindurch in ein Lösungsmittel hineinwandert. Wenn man beispielsweise Kohlenwasserstoffe auf Grund der verschiedenen Polarität der Moleküle abtrennt, setzt man bevorzugt ionische oberflächenaktive Mittel, z. B. Saponin, ein. η-Paraffine können auf diese Weise von Olefinen getrennt werden, da die Doppelbindung das Olefin stärker polar macht. Die benutzten oberflächenaktiven Mittel müssen jedenfalls wasserlöslich sein. Die emulgierten Tröpfchen sollen einen Durchmesser von 10~7 bis 10~* cm, vorzugsweise 10~* bis 10~4 cm, haben. Wenn man das oberflächenaktive Mittel bereits dem Gemisch, das aufgetrennt werden soll, beigegeben hat, ist die Emulsionsbildung relativ leicht. Die gebräuchlichste Methode zur Herstellung einer solchen Emulsion besteht darin, daß man die Mischung etwa mit Geschwindigkeiten von 300 UpM oder mehr rührt. Man kann die Mischung auch mit hoher Geschwindigkeit durch die Ringöffnung eines Ventils pumpen.
Die emulgierten Tröpfchen des Gemisches, die mit oberflächenaktivem Mittel überzogen sind, werden dann mit einem Lösungsmittel gewaschen. Der oder die stärker permeablen Bestandteile des Gemisches gehen in die Lösungsmittelphase über. Der oder die anderen Bestandteile des Gemisches werden in eine Zone, in der Entemulgierung erfolgt, beispielsweise in einen elektrostatischen Sammler geführt. Wenn die Emulsion gebrochen ist, wird der schwerer permeable Bestandteil von der wäßrigen Lösung des oberflächenaktiven Mittels abgetrennt, wobei sich meist zwei voneinander getrennte Schichten bilden. Die Oberschicht, gewöhnlich die Kohlenwasserstoffe, kann abgezogen oder weiter aufgearbeitet werden. Die Bodenschicht, gewöhnlich die wäßrige Lösung der oberflächenaktiven Mittel, kann zur Wiederverwendung in den Emulgator geleitet werden. Die leichter permeable Verbindung wird mit dem Lösungsmittel abgezogen, und das Lösungsmittel wird von dem leichter permeablen Bestandteil getrennt.
Die Permeationsschicht, die aus einer einzigen Molekülschicht bestehen kann, besitzt eine Stärke in der Größenordnung von etwa 0,00254 μ. Da die Geschwindigkeit der Permeation umgekehrt proportional ist der Schichtdicke, läßt sich gemäß der Erfindung eine hohe Permeationsgeschwindigkeit erreichen.
Die Geschwindigkeit der Diffusion hängt im übrigen von dem Innendruck der Tröpfchen ab. Die Tropfen der Emulsion, die eine Größe zwischen etwa 1 χ 10~7 und 1 X 10~2 cm aufweisen, haben einen hohen inneren Druck als Ergebnis einer starken Krümmungswirkung.
Schließlich hat die große Gesamtoberfläche, die durch diese kleinen Tröpfchen geschaffen wird, eine sehr starke Wirkung auf die Diffusionsgeschwindigkeit. Wenn man den Tropfenradius um die Hälfte verringert, so verdoppelt man die Gesamtoberfläche.
Als oberflächenaktive Mittel können anionische,
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kationische, nichtionische, amphotere und andere ober- des Gemisches zu einem gewissen Ausmaß mit der flächenaktive Mittel, wie beispielsweise Polyvinyl- Lösungsmittelphase mischbar sein. Während sich die alkohol oder dessen Ester und Aldehyde sowie fluor- Tröpfchen in der Lösungsmittelphase befinden, findet carbonoberflächenaktive Mittel angewendet werden. die selektive Permeation statt.
Bevorzugt setzt man beim erfindungsgemäßen Ver- 5 Als Lösungsmittelphase setzt man vorzugsweise eine fahren kationische oder anionische oberflächenaktive organische Phase ein. Die mit dem oberflächenaktiven Mittel ein, da diese ionisierbar sind und die Anwesen- Mittel überzogenen Tröpfchen, die dann mit dem Beheit einer Ladung bei erfindungsgemäßen Verfahren standteil, der weniger gut permeiert, angereichert sind, vorteilhaft ist. Beispielsweise verwendet man Natrium-, steigen allmählich aus der Lösungsmittelphase heraus Kalium-, oder Ammoniumseifen oder aliphatische io und vereinigen sich zu einer gesonderten Phase. Diese Sulfonate, die sich durch die allgemeine Formel kann als fertiges Produkt abgezogen werden, wenn die R · SO2 · O —, Na + wiedergeben lassen, worin R Permeationsgeschwindigkeit des einen Gemischbeeinen geradkettigen oder verzweigtkettigen Paraffin- Standteils wesentlich größer ist als die des anderen. Rest oder einen cycloaliphatischen Rest bedeutet. Als Wenn jedoch nur ein geringer Unterschied der PerBeispiele seien Natriumtetradekansulfonat oder SuIfo- 15 meationsgeschwindigkeit der beiden Bestandteile vornate von alkyliertem Naphthalin, alkyliertes Benzol handen ist, kann man die Phase aus vereinigten Tröpfoder Aralkyl-Aromaten genannt, ebenso Detergentien chen wieder zurückführen. Wenn die mit oberflächenvom Typ der Alkylbenzolsulfonate, bei denen eine der aktivem Mittel umgebenen Tröpfchen sich vereinigen, Alkylgruppen eine solche mit einer Kettenlänge von reißt die aus dem oberflächenaktiven Mittel bestehende C10 bis C14 ist. Andere oberflächenaktive Mittel sind ao Umhüllungsschicht, und der weniger permeable Be-Estersulfonate, wie beispielsweise Sulfoester und SuIfo- standteil tritt aus.
acyl-Verbindungen, Amidsulfonate, wie beispielsweise Die Erfindung kann beispielsweise zur Trennung
Sulfoamid- und Sulfoacylamid-Verbindungen und eines Gemischs aus Olefinen und Paraffinen dienen. Sulfoamid-Sulfonate. Weiterhin können auch Sulfo- Dabei gibt man zunächst das oberflächenaktive Mittel nate, die Äther-, Amino-, Keto- oder Sulfon-Gruppen as zu der zu trennenden Mischung hinzu und emulgiert enthalten, eingesetzt werden. dann das Gemisch. Darauf vermischt man die Lösung
Als anionische oberflächenaktive Mittel können er- des oberflächenaktiven Mittels und das Kohlenwasserfindungsgemäß auch aliphatische Sulfate der allge- Stoffgemisch 1 bis 5 Minuten lang mit einer Geschwinmeinen Formel R(OSO3 — Na +)n verwendet werden, digkeit von 300 UpM oder mehr. Die entstehenden worin R einen oder mehrere hydrophobe Reste und « 30 Tröpfchen haben Durchmesser von etwa 1 χ 10~7 bis wenigstens 1 bedeutet. Zu dieser Gruppe gehören ge- 1 χ 1O-2 cm. Dann leitet man die Emulsion in eine radkettige, sekundäre, tertiäre und verzweigtkettige Permeationszone, in der die mit dem oberflächenaliphatische Alkoholsulfate, wie z. B. Natriumdodecyl- aktiven Mittel überzogenen Tröpfchen vorsichtig mit sulfat, aliphatische Sulfat-Kondensationsprodukte, mit Lösungsmittel gewaschen werden. Die Lösungsmittel-Schwefelsäure umgesetzte aliphatische Glyzeride, Sau- 35 phase, in der der stärker permeable Bestandteil des Geren und Ester sowie sulf onierte öle. misches angereichert ist, wird dann aus der Permea-
Zu der Gruppe der erfindungsgemäß verwendbaren tionszone herausgeleitet. Als wirksame Lösungsmittel kationischen, oberflächenaktiven Mittel gehören Amin- verwendet man vorteilhaft Kerosin oder ein hochsicsalze, wie Octadecylamin und Dodecylamin sowie dendes Paraffinöl. Wenn man mehrere Permeationsquaternäre Ammoniumverbindungen, bevorzugt se- 40 stufen einsetzt, kann man meist eine bessere Treanung kundäre oder tertiäre Aminsalze und quaternäre erreichen.
Ammoniumsalze, wie Trimethyldodecylammonium- Erfindungsgemäß kann man auch anorganische Ge-
chlorid. mische trennen, beispielsweise Salze aus Seewasser
Als nichtionische oberflächenaktive Mittel können entfernen. Dies ist von großer Bedeutung für die Hererfindungsgemäß beispielsweise die aliphatischen Ester 45 stellung von Trinkwasser aus Salzwasser. In erster von Glykol, Sorbitol und Mannitol oder Alkoholamide Linie ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch für verwendet werden. die Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen be-
Zu den typischen oberflächenaktiven Mitteln, die stimmt.
man beim erfindungsmäßigen Verfahren verwenden Der Einsatz von ionischen oberflächenaktiven Mitkann, gehört Nonylphenoxypolyäthylenoxyäthanol, 50 teln ist besonders dann zweckmäßig, wenn in dem zu bekannt unter dem Warenzeichen »Igepal«. Die Ver- trennenden Gemisch polare Moleküle vorhanden sind, bindung hat die Formel wie bei der Trennung von Aromaten und Paraffinen.
Nichtionische oberflächenaktive Mittel sind für die
RCeH4O(CH8CH2O)nCH2CH2OH Trennung von Isoparaffinen von Naphthenen oder
55 von η-Paraffinen von Naphthenen, beispielsweise für
worin R für C8H17, C9H19 oder C10H21 steht und η die Trennung von η-Hexan von Cyclohexan, geeignet, zwischen 1,5 und 100 liegt. Ein weiteres Mittel aus der Man kann auch erfindungsgemäß die Auftrennung Gruppe der grenzflächenaktiven Substanzen ist schließ- von azeotropen Gemischen, wie beispielsweise Hexan lieh Saponin. und Cyclohexan, Benzol und Cyclohexan, Isopentan
Erfindungsgemäß bildet man eine Schicht des ge- 60 und Methylbuten, erreichen.
eigneten oberflächenaktiven Mittels und leitet das zu Weitere Beispiele für Trennungen gemäß der Erfin-
trennende Gemisch durch diese Schicht. Danach wer- dung sind: Abtrennen des Benzols aus wasserdampfden die mit dem oberflächenaktiven Mittel über- gecracktem Naphtha, Trennung von Erdölfraktionen zogenen Tröpfchen durch eine Lösungsmittelphase zur Rückgewinnung der Aromaten; Kohlenwasserhindurchgeführt. Der Bestandteil des Gemisches, der 65 stoff isomeren oder zur Verbesserung der Octanzahl leichter durch das oberflächenaktive Mittel hindurch- von Motorbenzinen, Trennung von Gemischen von eng geht, muß mit der Flüssigkeit in der Lösungsmittel- nebeneinander siedenden Substanzen wie Wasser und phase mischbar sein. Vorzugsweise sollten alle Teile oxydierte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Aiko-
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hole, Ketone, Äther, Aldehyde und Säuren, ferner die fahren auftreten, variieren zwischen 4 und 407 Litern/ Trennung von η-Paraffinen und Isoparaffinen, bei- Stunde je 100 qm Oberfläche.
spielsweise von n-Pentan und Isopentan. Dafür setzt Wenn man den stärker permeablen Bestandteil des man vorteilhaft ein nichtionisches oberflächenaktives Gemisches zu gewinnen wünscht, zieht man diesen mit Mittel wie beispielsweise Igepal ein, da die beiden zu 5 dem Lösungsmittel durch Leitung 9 ab. Lösungsmittel
trennenden Bestandteile nicht polar sind. und gelöste Substanz können beispielsweise durch
Im allgemeinen ist die Permeation der stärker unge- Destillation voneinander getrennt werden,
sättigten Verbindung besser. Bei einem gegebenen Gemäß F i g. 2 wird das Gemisch aus n-Heptan und Molekulargewicht ist die Permeation der Moleküle mit Toluol durch Leitung 102 in die Emulgierzone 101 einkleinerer Gestalt größer. io geleitet. Durch Leitung 103 wird Saponin in die Emul-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann man in gierzone 101 eingeführt. Je Mol des zu trennenden
einem großen Temperaturbereich arbeiten. Die unterste Gemisches werden etwa 0,01 bis 0,1 g an oberflächen-
Temperätur sollte naturgemäß höher liegen als die aktivem Mittel zugegeben. In der Zone 101 wird durch
Gefriertemperatur der wäßrigen Lösung des ober- Mischen des oberflächenaktiven Mittels und des Koh-
flächenaktiven Mittels oder des zu trennenden Ge- 15 lenwasserstoffgemisches eine Emulsion gebildet; es
misches. werden Rührgeschwindigkeiten von 300 UpM oder
Wenn nichtionische oberflächenaktive Mittel einge- mehr eingesetzt. Die gebildeten Tröpfchen, die einen setzt werden, sollte die Höchsttemperatur niedriger maximalen Durchmesser von annähernd 0,01 cm liegen als die Ausfälltemperatur des oberflächenaktiven haben, werden durch die Leitung 104 in die Lösungs-Mittels. Natürlich muß die Temperatur auch nied- 20 mittelzone 105 geführt. In dieser Zone wird das Geriger liegen als der Siedepunkt des Kohlenwasserstoff- misch mit Lösungsmittel gewaschen. Das Lösungsgemischs oder des Lösungsmittels. mittel wird durch die Leitung 106 eingeführt. Die Emul-
Bevorzugt arbeitet man bei Normaldruck. Der sion und das Lösungsmittel werden langsam ver-
Druck muß so hoch sein, daß alle beim Trennver- mischt; dazu können Rührgeschwindigkeiten von 10
fahren benutzten Komponenten, d. h. das oberflächen- 35 bis 100 UpM verwendet werden. Als Lösungsmittel
aktive Mittel, das Lösungsmittel und die Kohlen- wird Kerosin verwendet. Die Waschzeit beträgt etwa
Wasserstoffgemische, in flüssiger Phase vorliegen. 1 bis 5 Minuten. Es wird bei einer Temperatur von 21
Es können je Liter Wasser 10~4 bis 10"1 Mole, vor- bis 27°C und Atmosphärendruck gearbeitet. Durch zugsweise 10~2 bis 1O-1 Mole, an oberflächenaktivem Leitung 107 strömt das Lösungsmittel zusammen mit Mittel zugegeben werden. Das erfindungsgemäße Ver- 30 dem Toluol in die Trennzone 108, die in diesem Falle fahren läßt sich ebenfalls zum Trennen von Gas- eine Fraktioniereinrichtung darstellt. Das Lösungsgemischen einsetzen. mittel wird gewünschtenfalls durch Leitung 106 in die
In den Zeichnungen sind Fließbilder von Ausfüh- Lösungsmittelzone 105 zurückgeführt. Das Produkt
rungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehe- wird durch Leitung 109 entfernt,
matisch veranschaulicht. 35 Die Emulsion aus oberflächenaktivem Mittel und
Gemäß F i g. 1 soll ein Gemisch aus zwei Bestand' der weniger permeablen Komponente, die noch einen teilen mit ähnlichem Siedepunkt, n-Heptan und Toluol Anteil der stärker permeablen Verbindung enthält, in seine Bestandteile zerlegt werden. Das flüssige Ge- wird aus der Lösungsmittelzone 105 durch Leitung 110 misch wird langsam durch Leitung 1 in die Trennzone 2 abgezogen und in eine Entemulgierzone 111 geleitet, eingeführt und in der wäßrigen Phase dispergiert. Am 40 Diese kann aus einem elektrostatischen Abscheider beBoden der Zone befindet sich eine wäßrige Phase 3 mit stehen. Die weniger permeable Verbindung wird durch Dodecylnatriumsulfat als oberflächenaktivem Mittel. Leitung 112 abgezogen, und die wäßrige Lösung des Die emulgierten Tröpfchen durchwandern die Zone 3 oberflächenaktiven Mittels wird durch Leitung 113 in mit dem oberflächenaktiven Mittel und gelangen in die Emulgierzone 101 zurückgeführt. Das Kohlendas Lösungsmittel 4, das im vorhegenden Fall Kero- 45 wasserstoff gemisch wird mit einer Geschwindigkeit sin ist. von 100 bis 1000 ecm je Minute in die Emulgierzone
Die Toluol-Phase geht schneller als die n-Paraffin- 101 eingespeist. Die Permeationsgeschwindigkeiten
Phase in das Kerosin über. Die Tröpfchen, die ober- variieren zwischen 407 und 4074 Liter je Stunde und
flächenaktives Mittel enthalten, steigen innerhalb des je 100 qm Oberfläche.
Lösungsmittels nach oben, bis sie sich im Bereich 5 mit- 50
einander vereinigen. Dabei wird das in den Tröpfchen Beispiel 1
enthaltene η-Paraffin frei und wird in der Zone 6 kon- Eine wäßrige Mischung von C7-n-Paraffin und zentriert. Dies wird über Kopf durch Leitung 7 abge- Toluol im Volumenverhältnis 1:1 wurde durch Leizogen. Man gewinnt hierbei η-Paraffin mit 60- bis tung 1 in die Trennzone 2 eingeführt. Etwa 0,7 Liter 70%iger Reinheit. Will man ein hohes konzentriertes 55 der wäßrigen Lösung wurden in die Trennzone einge-Produkt erhalten, kann man es durch Leitung 8 in dem leitet. Die wäßrige Phase 3 in der Trennzone 2 enthielt gleichen Behälter zurückleiten. Auf diese Weise kann Natriumdodecylsulfat als oberflächenaktives Mittel, man η-Paraffine mit 90%iger oder höherer Reinheit ge- Dieses war in einer Menge von 0,5 Gewichtsprozent in winnen. Das Gemisch wird mit einer Geschwindigkeit der wäßrigen Phase anwesend. Das Gemisch wurde von 100 bis 1000 ccm/Min. in die Trennzone einge- 60 etwa 5 Sekunden lang durch die wäßrige Phase hinspeist. Oberflächenaktive Mittel enthaltende Wasser- durchperlen gelassen. Die entstandenen Tröpfchen tröpfchen, die im Bereich 5 gebildet worden sind, wurden anschließend in die Lösungsphase 4 geleitet, tropfen zurück in die wäßrige Phase 3. Das ober- die aus 2 Liter Kerosin bestand. Die Tröpfchen flächenaktive Mittel und Wasser bilden einen Grenz- strömten etwa 1 Minute lang durch die Kerosinphase film zwischen den Phasen 4 und 6 im Bereich 5. Das 65 und begannen sich in der Zone 6 zu vereinigen. Das Wasser kann 0,001 bis 0,5 Gewichtsprozent an ober- Produkt wurde am Kopf durch die Leitung 7 abgeflächenaktivem Mittel enthalten. Die Permeations- zogen. Die Analyse ergab, daß das Volumenverhältnis geschwindigkeiten, die beim erfindungsgemäßen Ver- von η-Paraffin zu Toluol jetzt 1,5: !betrug. Wenn man
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den Strom durch Leitung 8 zurückführt, konnte man in den Bereich 5 eingetragen wurde, agglomerierte zu
eine weitere Verbesserung erreichen; das Volumenver- Tröpfchen, die in die wäßrige Phase 3 zurückfielen, so
hältnis von n-Paraffin zu Toluol betrug danach 2,3 : 1. daß es nicht notwendig war, das oberflächenaktive
Bei diesem Beispiel wurde bei Atmosphärentemperatur Mittel zu ersetzen.
und Atmosphärendruck gearbeitet. 5 „...,.
r 6 Beispiel 5
B e i s ρ i e 1 2 Em Gemisch aus Heptan und Toluol wurde in einer 0,75 Liter einer wäßrigen Lösung, die Octan und Menge von 250 g durch Leitung 102 der F i g. 2 in die Octen in einem Volumenverhältnis von 50:50 ent- Emulgierzone 101 eingeführt und hier mit 300 UpM hielt, wurde durch Leitung 1 in die wäßrige Phase 3 io gerührt. Dann wurden nach und nach durch Leitung eingesprüht. Die wäßrige Phase enthielt Saponin in 103 etwa 350 ecm einer 0,5% Saponin enthaltenden einer Menge von 0,5 Gewichtsprozent. Die einge- Lösung zugegeben. Es bildeten sich Tröpfchen mit speiste Lösung wurde etwa 5 Sekunden lang durch die 0,01 cm und geringerem Durchmesser, die mit oberwäßrige Phase hindurchgeleitet und gelangte dann in flächenaktivem Mittel überzogen waren. Die Tempedie Lösungsmittelphase, die aus 2 Liter hochsiedendem 15 ratur betrug 27° C, es wurde bei einem Druck von Paraffinöl bestand. Das Octen trat schneller in das einer Atmosphäre gearbeitet. Das Gemisch hatte urLösungsmittel über, da es stärker polar ist als das sprünglich ein Verhältnis von 50 Gewichtsprozent Octan. Die mit Octan angereicherten, emulgierten Heptan zu 50 Gewichtsprozent Toluol. Das emul-Tröpfchen vereinigen sich im Bereich 5. Das ent- gierte Gemisch wurde durch Leitung 104 in die Löstandene Produkt wurde durch Leitung 7 abgezogen. 20 sungsmittelzone 105 geleitet und hier vorsichtig mit Es enthielt Octan und Octen in einem Volumenver- 500 ecm hochsiedendem Paraffinöl mit einer Geschwinhältnis von 55:45 Volumprozent. Die Wasser und digkeit von 60 UpM etwa 5 bis 10 Minuten lang veroberflächenaktiven Mittel enthaltenden Tröpfchen, die mischt. Das Toluol wurde aus der Lösungsmittelzone bei der Vereinigung der Tröpfchen im Bereich 5 ent- 105 zusammen mit dem Lösungsmittel durch die standen, fielen durch die Lösungsmittelphase in die 25 Leitung 107 abgezogen und in die Fraktioniereinrichwäßrige Phase 3 zurück, so daß praktisch keine Er- tung 108 eingebracht. Hier wurde das Lösungsmittel gänzung an oberflächenaktivem Mittel erforderlich abgetrennt, das durch Leitung 106 zurückgeführt war. Es wurde bei Atmosphärentemperatur und wurde. Das Produkt, das 25,8 Gewichtsprozent Heptan Atmosphärendruck gearbeitet. und 74,2 Gewichtsprozent Toluol enthielt, wurde durch . . 30 Leitung 109 abgezogen. Die Emulsion wurde durch die Β e 1 s ρ 1 e 1 3 Leitung 110 aus der Lösungsmittelzone 105 in eine Ein Gemisch aus Octan und Isooctan (Trimethyl- elektrostatische Agglomerierzone 111 eingeleitet, wo pentan) mit einem Volumenverhältnis von 1:1 wurde die Emulsion gebrochen wurde,. Durch Leitung 113 in die wäßrige Phase 3 eingeleitet. Das in dieser Phase wurde das oberflächenaktive Mittel abgezogen und in vorhandene oberflächenaktive Mittel »Igepal CO-710« 35 die Emulgierzone 101 zurückgeführt. Das durch die lag in einer Konzentration von 0,5 Gewichtsprozent Leitung 112 abströmende Produkt enthielt 65,2 Gevor. Die mit einem Film aus Igepal/Wasser über- wichtsprozent Heptan und 34,7 Gewichtsprozent Tozogenen Kohlenwasserstofftröpfchen gelangten aus luol.
der wäßrigen Phase3 in die Lösungsmittelphase4. Beispiel 6
Die Lösungsmittelphase bestand aus 2 Liter hoch- 40
siedendem Paraffinöl. Das Isooctan diffundierte selek- Durch Leitung 102 wurden 250 g eines Gemisches tiv durch die Schicht aus Igepal und Wasser in die aus gleichen Teilen Heptan und Toluol in die Emulgier-Lösungsmittelphase. Die vereinigten Tröpfchen bilde- zone 101 eingeführt und hier mit einer Geschwindigten die Phase 6. Das Produkt wurde am Köpf durch keit von 300 UpM gerührt. Durch Leitung 103 wurden Leitung 7 abgezogen. Es enthielt Octan und Isooctan 45 270 g einer 0,5 %igen Saponinlösung in die Zone 101 in einem Verhältnis von 53 : 47. Beim einmaligen Zu- eingeleitet. Es resultierten Tröpfchen mit 0,01 cm oder rückleiten des Produkts durch Leitung 8 wurde das geringerem Durchmesser. Die Temperatur betrug 27° C Volumenverhältnis in 55,7: 44,3 geändert. und der Druck lag bei 1 Atmosphäre. Das emulgierte . · \ λ Gemisch wurde durch Leitung 104 in die Lösungs-B e 1 s ρ 1 e 1 4 50 initteizoue 105 geführt und hier vorsichtig mit 500 ecm Rohnaphtha, welches Aromaten, Naphthene und hochsiedendem Paraffinöl 5 Minuten lang gewaschen, Paraffine mit Kohlenstoffzahlen zwischen 4 und 10 in wobei eine Rührgeschwindigkeit von 60 UpM einge-Konzentrationen von 22,35, 16,39, bzw. 61,26 Ge- setzt wurde. Das Toluol wurde mit dem Lösungsmittel wichtsprozent enthielt, wurde durch Leitung 1 in einer durch Leitung 107 aus der Lösungsmittelzone 105 her-Menge von 0,75 Liter in die wäßrige Phase 3 einge- 55 ausgeführt und in die Fraktioniereinrichtung 108 gesprüht, die 0,5 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol ent- leitet, wo das Lösungsmittel abgetrennt wurde, das hielt. Die Naphtha-Lösung durchströmte 5 Sekunden durch Leitung 106 zurückgeführt wurde. Das Produkt, lang die wäßrige Phase 3. Die entstandenen Tröpfchen das 26,3 Gewichtsprozent Heptan und 73,7 Gewichtstraten dann in die Lösungsmittelphase 4 aus 2 Liter prozent Toluol enthielt, wurde durch Leitung 109 abhochsiedendem Paraffinöl ein, wo die in den Tröpfchen 60 gezogen. Die Emulsion wurde durch Leitung 110 aus befindlichen Aromaten selektiv durch die Polyvinyl- der Lösungsmittelzone 105 abgezogen, in die Zone 111 alkohol-Wasser-Schicht in die Lösungsmittelphase mit dem elektrostatischen Abscheider eingeführt und diffundierten. Die Tröpfchen vereinigten sich dann in hier gebrochen. Das oberflächenaktive Mittel wurde der Zone 6 und wurden durch Leitung 7 abgezogen. durch Leitung 113 entfernt und in die Emulgierzone Das Produkt enthielt Aromaten, Naphthene und 65 101 zurückgeführt. Das durch Leitung 112 abgezogene Paraffine in Konzentrationen von 15,16, 15,36 bzw. Produkt enthielt 64,3% Heptan und 35,7% Toluol. 69,48 Gewichtsprozent. Die wäßrige Lösung des ober- Nach einmaliger Rückführung betrug die Zusammenflächenaktiven Mittels, die mit den Naphtha-Tröpfchen Setzung 84,2 % Heptan und 15,8 % Toluol.
9 10
B e i s D i e 1 7 kleiner, die mit oberflächenaktivem Mittel überzogen
waren. Die Temperatur betrug 27° C und der Druck
250 g eines Gemische aus gleichen Teilen Heptan 1 Atmosphäre. Das emulgierte Gemisch wurde durch und Toluol wurde durch Leitung 102 in die Emulgier- die Leitung 104 in die Lösungsmittelzone 105 geführt, zone 101 eingeführt und mit 300 UpM gerührt. Dann 5 wo es mit 500 ecm hochsiedendem Paraffinöl bei einer wurden 270 ecm einer 0,2 %igen Lösung von Igepal 880 Rühfgeschwindigkeit von 60 UpM 5 Minuten lang verdurch Leitung 103 in die Zone 101 eingeleitet. Es ent- mischt wurde. Isooctan wurde zusammen mit dem standen Tröpfchen mit einem Durchmesser von Lösungsmittel durch Leitung 7 aus der Lösungsmittel-0,01 cm und kleiner, die mit dem oberflächenaktiven zone 105 abgeleitet und in die Fraktioniereinrichtung Mittel überzogen waren. Die Temperatur lag bei 27° C, io 108 geführt, wo das Lösungsmittel abgeschieden wurde, es wurde bei Atmosphärendruck gearbeitet. Das emul- das durch die Leitung 106 zurückgeführt wurde. Das gierte Gemisch wurde durch Leitung 104 in die Lö- durch die Leitung 109 angezogene Produkt bestand aus sungsmittelzone 105 eingeleitet und hier mit 500 ecm 35,6 Gewichtsprozent Octan und 64,4 Gewichtsprohochsiedendem Paraffinöl bei einer Mischgeschwindig- zent Isooctan. Die Emulsion wurde durch Leitung 110 keit von 60 UpM etwa 5 Minuten lang gewaschen. Das 15 aus der Lösungsmittelzone 105 abgezogen und in der Toluol wurde mit dem Lösungsmittel durch Leitung Zone 110 elektrostatisch gebrochen. Das oberflächen- 107 aus der Lösungsmittelzone 105 abgeführt und in aktive Mittel wurde durch Leitung 113 abgezogen und die Fraktioniereinrichtung 108 geleitet, wo das Lö- in die Emulgierzone 101 zurückgeführt. Das Produkt sungsmittel abgetrennt wurde, das durch Leitung 6 zu- wurde durch Leitung 112 entnommen. Dieses Produkt rückgeführt wurde. Das Produkt, das 13,4 Gewichts- ao bestand aus 52,5 % Octan und 47,5 % Isooctan.
prozent Heptan und 86,6 Gewichtsprozent Toluol enthielt, wurde durch Leitung 109 abgezogen, während Beispiel 10
die Emulsion in die elektrostatische Sammelzone 111
geführt und darin gebrochen wurde. Das oberflächen- 250 g eines Gemisches aus 49,9 % Octan und 50,1 %
aktive Mittel wurde durch Leitung 113 abgezogen und 25 Octen wurden durch die Leitung 102 in die Emulgier-
in die Emulgierzone 101 zurückgeführt. Das Produkt zone 101 eingeführt. Durch Leitung 103 wurden
wurde schließlich durch Leitung 112 gewonnen. Es ent- 270 ecm einer 0,5 %igen Lösung von Natriumdodecyl-
hielt 70,5% Heptan und 29,5% Toluol. sulfat in die Zone 101 eingeleitet, wo das Kohlen-
. -ίο wasserstoffgemisch mit einer Geschwindigkeit von
Beispiel» 30 300 UpM gerührt wurde. Es resultierten Tröpfchen mit 250 g eines Gemische aus gleichen Teilen Heptan einem Durchmesser von 0,01 cm und kleiner, die mit und Toluol wurde durch Leitung 102 in die Emulgier- oberflächenaktivem Mittel überzogen waren. Die Temzone 101 eingeführt. Durch Leitung 103 wurden peratur betrug 27° C, der Druck 1 Atmosphäre. Das 300 ecm einer 0,5 %igen Saponin-Lösung in die Zone emulgierte Gemisch wurde durch Leitung 104 in die 101 eingeleitet, in welcher das Kohlenwasserstoffge- 35 Lösungsmittelzone 105 eingeführt und hier mit 840ccm misch mit einer Geschwindigkeit von 300 UpM ge- hochsiedendem Paraffinöl bei einer Geschwindigkeit rührt wurde. Es resultierten Tröpfchen mit einem von 60 UpM 5 Minuten lang gewaschen. Das Octen Durchmesser von 0,01 cm und kleiner, die mit ober- wurde zusammen mit dem Lösungsmittel durch Leiflächenaktivem Mittel überzogen waren. Die Tempe- tung 107 aus der Lösungsmittelzone 105 abgeleitet und ratur betrug 27° C, der Druck lag bei 1 Atmosphäre. 40 in die Fraktioniereinrichtung 108 geführt, wo das Das emulgierte Gemisch wurde durch Leitung 104 in Lösungsmittel abgeschieden wurde, das durch Leitung die Lösungsmittelzone 105 eingeführt und hier vor- 106 zurückgeführt wurde. Das durch Leitung 109 abgesichtig mit 500 ecm Kerosin 5 Minuten lang gewaschen, zogene Produkt bestand aus 41,1 Gewichtsprozent wobei eine Mischgeschwindigkeit von 60 UpM ange- Octan und 58,9 Gewichtsprozent Octen. Die Emulsion wendet wurde. Das Toluol wurde mit dem Lösungs- 45 wurde durch Leitung 110 aus der Lösungsmittelzone mittel durch Leitung 107 aus der Lösungsmittelzone 105 abgezogen, in die Zone 111 geleitet und darin ge- 105 abgeführt und in die Fraktioniereinrichtung 108 brochen. Das oberflächenaktive Mittel wurde durch geleitet, wo das Lösungsmittel abgeschieden wurde, Leitung 113 abgezogen und in die Emulgierzone zudas durch Leitung 106 zurückgeführt wurde. Das Pro- rückgeführt. Das durch Leitung 112 abgeführte Produkt, das 6,7 Gewichtsprozent Heptan und 93,3 Ge- 5° dukt enthielt 54,7 % Octan und 45,3 % Octen.
wichtsprozent Toluol enthielt, wurde durch Leitung . .
109 abgezogen. Die Emulsion wurde durch Leitung 110 B e 1 s ρ 1 e 1 11
aus der Lösungsmittelzone 105 entfernt, in die elektro- 300 g wasserdampfgecracktes Naphtha wurde durch statische Agglomerierzone 111 geführt und darin ge- Leitung 102 in die Emulgierzone 101 eingeführt, wähbrochen. Das oberflächenaktive Mittel wurde durch 55 rend durch Leitung 103 etwa 400 ecm einer 0,5ge-Leitung 113 abgezogen und in die Emulgierzone 101 wichtsprozentigen Lösung von Saponin zugegeben zurückgeführt. Das Produkt wurde durch Leitung 112 wurden. Das Kohlenwasserstoffgemisch wurde wähentfernt. Es enthielt 63,7 % Heptan und 36,3 % Toluol. rend der Zugabe mit einer Geschwindigkeit von
R . -in 300 UpM gerührt. Es resultierten Tröpfchen mit einem
B e 1 s ρ 1 e 1 y 6o Durchmesser von 0,01 cm und kleiner, die mit ober-
310 g eines Gemisches aus 49,7 % Octan und 50,8 % flächenaktivem Mittel überzogen waren. Die Tempe-
Isooctan (Trimethylpentan) wurden durch Leitung 102 ratur betrug 27° C, der Druck 1 Atmosphäre. Die
in die Emulgierzone 101 eingeleitet. Durch Leitung 103 Naphthabeschickung enthielt 4,11g Isopentadien,
wurden etwa 350 ecm einer 0,5 Gewichtsprozent 4,29 g Methylcyclopentadien, 13,25 g Benzol, 16,88 g
Igepal 710 enthaltenden Mischung zugegeben, während 65 Toluol und zahlreiche hochsiedende Verbindungen,
das Kohlenwasserstoffgemisch mit einer Geschwindig- Das emulgierte Gemisch wurde durch Leitung 104 in
keit von 300 UpM gerührt wurde. Es resultierten die Lösungsmittelzone 105 eingeführt und hier mit
Tröpfchen mit einem Durchmesser von 0,01 cm und 500 ecm hochsiedendem Paraffinöl bei einer Geschwin-
digkeit von 60 UpM 5 Minuten lang gewaschen. Diolefine wurden zusammen mit dem Lösungsmittel durch Leitung 107 aus der Lösungsmittelzone 105 abgezogen und in die Fraktioniereinrichtung 108 eingeleitet, wo das Lösungsmittel abgetrennt wurde, das durch Leitung 106 zurückgeführt wurde. Das durch Leitung 109 abgezogene Produkt enthielt 3,65 g Isopentadien, 3,72 g Methylcyclopentadien, 7,00 g Benzol und 8,56 g
Toluol. Die Emulsion wurde durch Leitung 110 aus der Lösungsmittelzonc 105 abgezogen, in die Zone 111 eingeführt und darin elektrostatisch gebrochen. Das oberflächenaktive Mittel wurde durch Leitung 113 abgezogen und in die Emulgierzone 101 zurückgeführt. Das durch Leitung 112 gewonnene Produkt enthielt 1,46 g Isopentadien, 0,567 g Methylcyclopentadien, 6,25 g Benzol und 8,32 g Toluol.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Trennung von flüssigen Mischungen oder Lösungen mittels selektiver Permeation, bei der ein Bestandteil durch eine permeable Schicht wandert, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Mischungen oder Lösungen emulgiert werden und durch Zugabe von Wasser und einem oberflächenaktiven Stoff auf den emulgierten Teilchen die permeable Schicht gebildet wird, wobei der eine Mischungsbestandteil durch diese Schicht hindurch in ein Lösungsmittel hineinwandert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem einen Bestandteil des Ursprungsgemisches angereicherte Lösungsmittel einer Destillation unterworfen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Abtrennung des Lösungsmittels zurückbleibende Emulsion gebrochen wird und die entstehenden Phasen voneinander getrennt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als oberflächenaktives Mittel ein anionisches oder kationenaktives Mittel einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Emulgierung des Ausgangsgemisches eine wäßrige Phase benutzt, die 0,001 bis 5 Gewichtsprozent des oberflächenaktiven Mittels enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel ein Kohlenwasserstoffgemisch verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsgemisch ein solches einsetzt, das wenigstens einen Kohlenwasserstoff enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsgemisch eine wäßrige Salzlösung einsetzt.
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