DE1769752A1

DE1769752A1 - Kristallisationsverfahren und -Apparatur

Info

Publication number: DE1769752A1
Application number: DE19681769752
Authority: DE
Inventors: Macaire Jean Claude; Regis Lafay
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1967-07-11
Filing date: 1968-07-09
Publication date: 1971-09-16
Also published as: FR1567872A; ES373867A1; US3593536A; ES355993A1; BE717922A; GB1172959A; NL6809489A

Description

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Verfahrensweg zur Bildung und Abscheidung von Kristallen aus einer Lösung, sowie die zur Verwirklichung des Verfahrens erforderliche Apparatur.

Das Verfahren besteht in der Abkühlung einer aus zwei oder mehreren Bestandteilen bestehenden Lösung durch eine sich damit mischende Flüssigkeit, die im Gegenstrom' zu der Lösung und im gleichen Sinne wie die gebildeten Kristalle läuft.

Die bisherigen Verfahren lösten das Kristallisations-

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problem auf sehr verschiedene Weise:

- In einer ersten Verfahrensserie wurde die Lösung abgekühlt und kristallisiert durch indirekten Wärmetausch mit der Kühlflüssigkeit; diese kreiste in einer Kühlschlange, die in der auszukristallisierenden Lösung eingetaucht war. In diesem Fall war die thermodynamische Leistung durch Verluste nur mittelmässig.

- In einer anderen Verfahrensserie wurde die Kühlflüssigkeit, meist ein Flüssiggas, unmittelbar in die Lösung eingeführt, aus der kristallisiert werden sollte. Die Verdampfung dieser Flüssigkeit im Innern des Reaktors lieferte die erforderliche Kälte für die Kristallisation. Lösung, teilverdampfte Kühlflüssigkeit und Kristalle bewegten sich im allgemeinen im gleichen Sinne.

In beiden Fällen wurde der Kristallisator durch einen einfachen, geschlossenen Raum dargestellt, der zuweilen einen primitiven Mischer enthielt. Man erwartete grundsätzlich den Eintritt des Mischvorganges von dem Sieden der Kühlflüssigkeit.

Wenn der thermodynamische Wirkungsgrad besser war als im ersten Fall, so zeigte doch dieses Verfahren zahlreiche Nachteile. Neben den grundsätzlichen Schwierigkeiten in der Handhabung des Gases erforderte das Verfahren erheblichen Kostenaufwand für die Kompression. Meistens mussten mehrere Hilfsflüssigkeiten in Anspruch genommen werden, nach einem Kühlverfahren, das als "Kaskadenverfahren" bezeichnet wird, wobei erst die letzte dieser Flüssigkeiten für die Kristallisierung verwendet wurde.

Ferner ist die Verdampfung ein abrupter Vorgang, sodass es schwierig war, eine geschmeidige Regelung der Kristallisationsgeschwindigkeit zu erreichen.

Bas Verfahren gemäss vorliegender Erfindung soll diese Nachteile ausgleichen. Es bietet ausserdem besondere Vorteile, die im Laufe der genauen Beschreibung des Ver-

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fahrens besprochen werden sollen.

Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Herbeiführung eines direkten Wärmeaustausches zwischen der Lösung, aus welcher die Kristalle ausfallen sollen, und der mit der ersteren einmischbaren Kühlflüssigkeit; und zwar dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lösungen und die Kristalle durch eine Mischzone hindurchlaufen, in welcher ein enger Kontakt der drei Phasen 2 zu 2 stattfindet, wodurch ein guter Wärmeaustausch und Materialumlauf erzeugt wird; es folgt darauf eine Zone teilweiser Trennung, wo verhaltnismässige Ruhe herrscht und wo die Kühlflüssigkeit und die Kristalle von der zweiten Flüssigphase getrennt werden, wobei der Durchgang von einer Zone zur anderen sich mehrfach wiederholt. f

Es zeigt sich sofort, dass durch das Gegenstromverfahren im Zusammenhang mit der wiederholten engen Durchmischung der drei Phasen der thermodynamische Wirkungsgrad des Verfahrens ausgezeichnet ist.

Das Verfahren bietet weiter den Vorteil, in der Anwendung sehr viel geschmeidiger zu sein, als die Gasverdampfungsverfahren, bei denen, wie gezeigt wurde, die Reaktion eine besonders heftige ist.

Eine Apparatur, welche dem Gegenstand der Erfindung ent- ^ spricht, kann schematisch zum Beispiel durch die Figuren 1 bis 5 dargestellt werden, die als Anlage zu dieser Anmeldung beigefügt sind:

Figur 1 ist eine allgemeine Ansicht des Geräts;

Figur 2 ist eine Schnittzeichnung eines Teiles oder einer Stufe dieses Geräts mit den Elementen, aus denen es besteht ;

Figur 2A ist eine Unteransicht dieser Elemente;

Figuren 3 und 4- zeigen jeweils den Boden und die Oberseite des Geräts;

Figur 5 ist eine Schnittzeichnung ein?s Teiles i*·.- Gerate in einem weiter unten beschriebenen Sonderfall*

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Der Kristallisator ist eine im allgemeinen vertikal anceordnete Kolonne von am besten zylindrischer Form, deren Achse mit der Vertikalen einen Wirü:el von 0 bis 20° bildet; der Kopf der Kolonne ist vorzugsweise bauchig auszuführen; die Charge bzw. die zu kristallisierende Flüssigkeit wird in die untere Hälfte der Kolonne über die Zuleitung (1) eingeführt. Die genaue Anordnung dieser Zuleitung hängt von der Zusammensetzung und der Temperatur der Charge ab.

In den oberen Teil wird durch die Zuleitung (2) die einmischbare Kühlflüssigkeit eingeführt. Die erschöpfte Mutterlauge oder Lösung wird gleichfalls durch den Kolonnenkopf ausgebracht (Leitung 4).

Am Boden der Kolonne wird (durch Leitung 3) eine Schlempe aus suspendierten Kristallen in der Mutterlauge, sowie ein Teil der Kühlflüssigkeit abgezogen, die in dieser Leitung mitgeführt worden sein kann. Der grössere Teil der Kühlflüssigkeit wird durch die Leitung (10) abgezogen. Die etwa durch Leitung (3) mitgeführte Kühlflüssigkeit wird schliesslich dekantiert und die Kristalle aus der Mutterlauge durch irgendwelche mechanische Verfahren getrennt; die letztere wird am Boden des Kristallisators durch die Leitung (5)» die im allgemeinen auf der Höhe der Kristallableitung (3) angeordnet ist, wieder in den Kreislauf eingeführt.

Man kann natürlich auch die Gesamtmenge der Kühlflüssigkeit gleichzeitig mit den Kristallen durch die Leitung (3) abführen. In diesem Fall wird die Leitung (10) überflüssig.

Durch die Kolonne hindurch geht eine im allgemeinen vertikale Rotationsachse (8), an welcher abwechselnd die Platten (7) und die Rührwerke (9) befestigt sind (Figuren 1, 2 und 2A). Diese Platten oder Böden sind

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gegen die Horizontale leicht geneigt und bilden einen Kegel, dessen Spitze gegen den Kolonnenkopf in den Figuren! und 2.gerichtet ist.

Diese Böden tragen Löcher (11), die in der Nähe des Bodenmittelpunkts angeordnet sind; diese Löcher befinden sich im Innern eines gedachten Kreises, der mit den Böden konzentrisch ist und dessen Radius halb so lang ist wie der Radius der Böden selbst. In Figur 2A ist in einer Ebene eine Anzahl von vier Rührarmen in einer Ebene gezeigt. Es versteht sich, dass diese Anzahl nicht unveränderlich ist, ebenso nicht die Anzahl der Locher in einem Boden.

Der Antrieb der Achse wird durch den Motor (M) in Figur 1 bewirkt. Die enge Mischung der beiden Flüssigkeiten (Lösung und Kühlmittel) tritt in der Zone zwischen je zwei Böden in der Nähe der Rührarme ein. Beim Ausgang aus der Zone wird die schwere Phase (Kühlmittel) mit den Kristallen durch die Schwerkraft entlang der Kolonne abwärts geführt, bis sie einen der Böden treffen; durch die Neigung dieser Böden werden die Kristalle mit der schweren Phase gegen die Peripherie zurückgedrängt und gehen durch den ringförmigen Raum (16) zwischen dem Aussenrand der Böden und der Zylinderwand der Kolonne weiter abwärts..

Die wenn auch geringe Zentrifugalkraft trägt dazu bei, die schwere Kühlflüssigkeit mit den Kristallen gegen die Kolonnenwandung zu drängen. Die Rotationsgeschwindigkeit des Rührwerks ist dabei recht gering, etwa 20 bis 50 U/Min., ohne dass diese Werte begrenzend gedacht sind. Diese Geschwindigkeit ist jedoch ausreichend, um einen engen Kontakt zwischen den Flüssigkeiten herbeizuführen, während sie nicht so stark ist, um eine auch nur teilweise stabile Emulsion zu schaffen, die einer späteren Trennung der beiden Flüssigkeiten, d.h. einer

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neuen Mischung und dadurch einer Wiederholung des Vorgangs im Wege stehen könnte.

Alle Ansammlungen von Kristallen auf den Böden "bzw. jede Verstopfung der Ringkammern ist dadurch unmöglich gemacht, dass die Böden gegen die Horizontale geneigt sind und ausserdem durch die Achse (8) in Rotation versetzt werden.

Durch Volumenverdrängung steigt die leichte Phase (Lösung) auf; sie begegnet der Unterfläche der Böden und gleitet an derselben entlang; nachdem sie bei der Aufwärtsbewegung die Mittellöcher (11) durchlaufen hat, wird die leichte Phase wiederum mit einem neuen Teil der schweren Phase gemischt, die ihr wiederum neue Kältemengen zuführt, die sich in der Entstehung neuer Kristalle bzw. in dem Wachsen bereits bestehender auswirkten.

Die Neigung der Böden gegen die Horizontale kann gering sein, etwa in der Grössenordnung 5 - 10°; d.h. der Halbwinkel in der Kegelmitte wird dann zwischen 85 und 80° betragen. Dieser Halbwinkel kann Werte zwischen 45 und 85° annehmen, möglichst zwischen 70 und 85°> was das Aufsteigen der leichten Phase und das Absinken der schweren Phasen entlang der jeweiligen Bodenflächen erleichtert.

Es versteht sich, dass sowohl im Kristallisator als auch in den Flüssigkeits-Flüssigkeitsableitern eine der Phasen kontinuierlich ist (hier im Falle der Lösung), während die anderen in der ersteren verteilt sind (im Falle der Kühlflüssigkeit und der Kristalle).

Wenn man daher von einer Phasentrennung spricht, etwa von derjenigen des Schwerkühlmittels und der Kristalle in einer Zone des Kristallisators, so handelt es sich um eine relative Ansammlung der schweren Phasen, ohne dass sich deshalb das Kühlmittel in dieser Zone in eine konti-

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nuierliche Phase- verwandelt. ·

Diese besondere- Form der Kolonnenboden hat den Zweck, durch Schaffung dieser Teiltrennung eine Kristallisation auf den festen oder beweglichen Flächen des Geräts zu verhindern, welch letztere immer unerwünscht ist, die aber durch mögliche Ansammlung von Kühlmittel auf irgendeinem Teil des Geräts eintreten könnte; ebenso wird eine Rückmischung CWiederaufsteigen des Kühlmittels oder Absinken der Lösung) vermieden, die immer für die Wirksamkeit des Verfahrens schädlich ist.

Durch das Verfahren dieser Erfindung laufen die beiden Flüssigkeiten in sehr gleichförmiger Weise im Gegenstrom

gegeneinander, wobei das Kühlmittel im gleichen Sinne f

umläuft wie die Kristalle. Man erreicht damit über die ganze Länge des Kristallisators eine Abstufung der Temperaturen und der Konzentration. Im Gegensatz zu den konventionellen Verfahren bemerkt man ein sehr regelmässiges Wachstum der Kristalle, und das Enderzeugnis, das am untersten Kolonnenboden austritt, ist dann besonders gleichförmig: die kleinsten Kristalle bewegen sich sehr viel weniger schnell als die grossen wegen der vielen sich ihnen entgegenstellenden Hindernissen; daher haben die kleinen Kristalle sehr viel mehr Zeit zu ihrer Entwicklung. Auf diese Weise erhält man Kristalle mit

wenig geändertem Durchmesser; etwa für ein gegebenes m

Erzeugnis zwischen 0,6 und 0,8 mm.

Man sieht daher, dass der Kristallisator gleichzeitig als Granulationsbestimmer für die Kristalle dient.

Diese beiden Vorteile sind von grosser Bedeutung. Es ergibt sich:

- ein regelmässiges Wachstum der Kristalle, das durch y eine kleine Menge von adsorbierter bzw. eingeschlossener Mutterlauge gekennzeichnet ist;

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- eine grosse Gleichförmigkeit der Kristallgrösse, was das Auswaschen am Ende des Verfahrens ungemein erleichtert; insbesondere wird die Bildung von Vorzugswegen der Waschflüssigkeit durch die Kristallmasse verhindert.

Die Figuren 1, 2 und 2A, auf die Bezug genommen wird, gelten für eine Anordnung, bei v/elcher die leichtere Kristallisationsflüssigkeit in die untere Hälfte der Kolonne und die schwere Kühlflüssigkeit am Kopf der Kolonne eingeführt vier den.

Ein Beispiel für die Anwendung eines solchen Verfahrens ist die Kristallisation von Paraxylen aus einem aromatischen Medium mit Go, das die drei Isomeren des Xylene (ortho-meta-para) sowie Äthylbenzol, enthält. !lan kann als Kühlflüssigkeit eine Salzlösung nehmen, etwa eine wässrige Lösung von Kalziumchlorid mit entsprechenden Zuschlägen. Die Paraxylenkristalle fliessen mit der Kühlflüssigkeit nach dem Unterboden des Kristallisators. Im Falle einer Anordnung, bei der die sich bildenden Kristalle leichter sind als die Mutterlauge, ist es ohne weiteres möglich, die Rollen zu tauschen, d.h. am Kolonnenkopf die Kristallisationslösung und am Kolonnenboden die leichtere Kühlflüssigkeit einzuführen.

Die sich bildenden Kristalle werden dann nach dem Kolonnenkopf zu fliessen und werden dort als Schlempe ausgebracht. Bei dieser neuen Anordnung zeigen die konischen Zwischenböden mit der Spitze nach unten (Figur 5).

Als Beispiel kann man die Wasseraufbereitung durch Kristallisation mittels eines leichteren, mit dem Wasser nicht mischbaren Kühlmittels anführen. Das Wasser fliesst sodann durch die Mittellöcher (11), während die Kühlflüssigkeit und die Kristalle (Eiskristalle) in einer Aufwärtsbewegimp durch die Ringkammern (16) geführt werden«

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Das Kristallisabions- und Trennverfahren lässt sich dem-, naeh auf homogene.Mischungen"von mindestens zwei Komponenten sehr* verschiedener Arten anwenden. Man wählt die Kühlflüssigkeit.' so, dass sie leichter ist als die Lösung, wenn die sich bildenden Kristalle leichter sind als die Lösung; "beziehungsweise schwerer, wenn die Kristalle selbst schwerer, sind als die Lösimg, aus der sie stammen. -."'.'.

Solange die verwendete Apparatur den Grundsätzen der Erfindung entspricht, ist die Art der Materialien, die sum Bau.des Kristallisabors verwendet werden, nicht von erstrangiger Bedeutung.

Es vmrde oben die Anwendung des'Verfahrens"-nach der Erfindung bei der.Wasseraufbereitung erwähnt; in der Praxis ist das-Anwendungsgebiet jedoch ungemein weit, da. in jedem Fall, au beachten ist, dass es sich um die E'risfca.llb 1,1 dung etwa, zur Reinigung von. Substanzen, zur Konzentration von 'Lösungen (.Fruchtsäfte, Milch, usw.) handeln kann,

Das Verfahren und die Apparatur können vor allem dazu verwendet werden.,- um eins chemische Reaktion sw-ischen ζ uei DMuiJiäLgkei con. herbeiauf uhren, 'wenn let&bere sich durch Bildung einea iiiodsrschlags bemerkbar machb» "

'Betrachtet man'die Pigur 1, dann oieht man, dass die ;Vu;;tsanp;aö byi.len- TUp dir Hub bor Lauge-und eile K'r'i e«> ·. LL-i'üileüipe durch Abawsigxoibungerr 'dargestfil'-i.t.r werden könneii., <U.ο-viint'ueh, an den beiden Enden dua- Erisä^ILL-» ^:".-\Xqvs ai>i-::^b*.'acht wsx-diiri» Jedo-.iii 'würde <ri3ü*i Lönu.:-.^ ein. aoyiieice : ia?;lko a.^; U ο ich bi-uig-;:.a_t un.d üv/ar Φ\η Verat-npTu'.-;,.-: 'luiH:h Krio^allo iii der iVkiJ.« Ltimr; i'Ur x:ie Sc^lei-^-e i-Uiii. aiiderursyics siaa -4oö Kx'iötallverlust^

der i'iutt er lauge«

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Han vermeidet diese Risiken auf folgende Weise (hierzu dienen vorzugsweise die Figuren 3 und 4, welche ,jeweils den Bodenbeil und den ICoprUeil des Kris tallisat«>i:r> :;ei~ gen und beispielsweise die Er is ballisabiori einer Flüssigkeit; betreffen, die leichter ist als das Kühlmittel). Es ist darauf hinsumrisen, dass der Kris tall isator bei entsprechendem, bereits besx>rochenen Abänderungen auch im umgolce arten Ginne arbeiten korni-

Am Kolonnenboden, (ritjur y) v;ird das ILUhI mittel ·■ ^'-v^utiev^; es bildeb sich vL*.h.or eine "yLschenflache (6), die aas schwc re Kühimittöl (12) einerseits, das durch die Le Ltung (10) abgezogen werden Irann, von der Kristal!.schlempe (13) andererseits brennt, in der die Kristalle in der Mutterlösimg suspendiert sind. Diy nach oben gehende Ableitung (3) ist gögsn ^f!J-0 Küloruinnwand geneigt (steht also auf dieser nicht; s ^nIn.¹ echt) , und z.-iüv ist diese Leitung auf dfiv HÖhsj der Ij'vi^ehenlLache angeordnet;; nan verkleidet dadurch, ΊΊ& öil'luur, aui3ü "i-Lfu-itallpaiiets, dan <l\n Ann ■ bx^i;igsöf fnung ( JA / '/^rstupieu konnte,

Auf diese Ari; kön?i.-r.i dia Kt'ir.talle nur an eine f^sfco './cuiduitg βiK>s3eij-, ufid ζ'.ΐΛΏ να diejenige, .'1Le vol. dom MiIb^v-IUL TeJ.L ά-,ϊ-ι V- LÖraiigen itauüUi (15) ^".nsciien Λ.^::ι KoLoJEiiiHuuiuntol und. iur seibl lohen Leibuu;-;; (3) ί;·'Λ)ϊ.\.~- ihi t; v/i cd j diij ^;i^i,[)o V/aridung i-at bewe^i Lcii, äa sie ja gi?i?aclQ von der :?V/1 sohonfläclus dargestellt wird,

i)i.o.;e ^!i^Uuiiw-;¹,^ Ablaiix'Voreiiiiifcuni; ieigt ion /< >rt:eil, day i sie; sich aü?;-iii::u;i":;eh -j üiregul. ierb, Dies {'/..; ht nut Γο L;>.;xLii ί '/,iiie ■/ MV οχ:;;·'

»» Ii-JiIi. AUi LiV;;_:;:->_:;.;?V:i -K¹UiIUC- 1 Ul UUf.^üen KoioiUi-.MJ to ^ 1 ο in« .Li'isrn aiiiiin ·; /vü ϊχ L.> »va'1.1 ^:;/i eutscon ·;, Oanii .;.::ni>.L £jii2U ϊ.⁴ :⁵ Sv/lui'^ivMi.^": ϊ.θ)ιβ ^!..:\·,^.!? K>s!l Dl¹UCiC ,l;-;r K.C I..·.". 13.1io; H^ χ.:. ■: .-xi-sL ui.Jv .'VlI- .u'i% t'-i·' "ix-·-" «--Gu i t;::;pc G r:v/oi ("or;'., s.icn, ii.'i=.t -.; u'.e t-cr-önö^r? iiefnv;· 7on Kria^ali^n eiit've'.: ehe aurcV; die L-VsX-OUiIg (5) ν «utiiU'ON ?iii ':.r';:n·'! ::n.r Wi^derh..;.·'·■?tcü.-lung <Ies friüieren Glolch^eWi^hb!:'. entsfeen.tr,

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^*¹* JL ,L· *

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- Bilden sich hingegen weniger Kristalle,, dann zeigt die Zwischenfläche eine Tendenz zum Aufsteigen, wodurch die Öffnung (14-) teilweise geschlossen wird, was zu einer Verringerung des Kristallaustrags führt, wodurch wiederum das frühere Gleichgewicht wiederhergestellt ist. Damit die Öffnung {-14·) diese Aufgabe erfüllen kann, muss sie entsprechend hoch ausgeführt werden.

Der Austrag der Kristalle und der Kühlflüssigkeit wird ■ durch den Flüssigkeitsstromkreis erleichtert, der in die Leitung (5) ausmündet. Das Volumen dieser Kreislaufflüssigkeit ist im allgemeinen recht bedeutend, z.B. in der Grössenordnung des 2- bis 5-fQ-chen des Gewichts der Kristallmenge, die sich in der Kolonne in der Zeiteinheit bildet. Dieser Flüssigkeitsstrom umspült die in g der Nähe der Zwischenfläche befindlichen Kristalle und führt sie durch die Ableitung (3) weg.

Der grössere Teil der Kühlflüssigkeit wird durch die Leitung (10) abgezogen; jedoch kann diese Leitung, wie gezeigt wurde, wegfallen, ohne dass die Funktionsweise der übrigen Kolonnenteile wesentlich verändert wird.

V/as den Kolonnenkopf betrifft, so ist eine Formel, die für den Fall eines schweren Kühlmittels sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, in Figur 4- dargestellt.

Die Kühlflüssigkeit fällt als Regen durch einen horizontalen Rohrstutzen (17), der auf der Höhe einer Gasvorlage (18) angebracht ist (in der Hauptsache aus Luft und Lösungsdämpfen bestehend); dadurch vermeidet man die Bildung von Kristallen unmittelbar auf dem Eingangsstutzen des Kühlmittels, der natürlich kalter ist und damit eine Verstopfung der Sprühöffnungen.

Die Regulierung des oberen Kolonnenpegels, der erforderlich ist, um diese Gasvorlage in Funktion zu halten, kann auf jede konventionelle Art der Niveaufoststellung

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Und -Regulierung erfolgen, etwa durch Zwischenschaltung von Pumpen oder - "besser - durch Beeinflussung des Drucks dieser Gasvorlage etwa durch Einlassen oder Absaugen von Luft.

Der Zylinder (19), der im unteren Teil offen ist und der den Stutzen (17) und die letzten Rührarme (20) umfasst, trennt eine Zone der Flüssigkeitsmischung (21) von einer Ruhezone (22), in welche die Ableitung für die ausgelaugte Lösung (4-) eintaucht. Diese letztere Leitung durchquert die Zwischenfläche Flüssigkeit/Gas (23).

In der zentralen Mischzone bilden sich die ersten Kristalle (die auch entlang der ganzen Kolonne entstehen können); hingegen bemerkt man in der Ruhezone, die peripher von der ersteren liegt, eine Dekantierung der Kristalle. Es ist daher von besonderem Interesse, die ausgelaugten Lösungen abzupumpen, wenn sie diese letzte Zone erreicht haben. Man sieht, dass die Ausbauchung des Kolonnenkopfes das Volumen der Ruhezone (22) erhöht und die Ableitung der ausgelaugten Lösung erleichtert.

Es versteht sich, dass die Anordnungen für den Kolonnenkopf bzw. -Fuss Vorzugslösungen darstellen, und dass es ohne weiteres möglich ist, zahlreiche Varianten auszuführen.

Hierunter werden Experimentalorgebnisse angeführt, die sich auf eine Mischung beziehen, welche in einem Kristallißator nach den Grundsätzen dieser Erfindung gereinigt'wird. Das Beispiel ist keinesfalls begrenzend gedacht.

In eine Leitung O) eines Kristallisators wie in Figur beschrieben, wird eine LÖBUiiß eingeführt, die nach Gewichtsprozenten enthält: Parax.ylen 20%, Orthoxylen 4,5%,

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Nebaxylen 58%, iithylbenzol 17,5%. Die Lösung wird, auf -10⁰G gebracht. Im Kolonnenkopf wird durch die Leitung (2) eine Salzlösung mit -7O⁰G zugeführt. Die Mutterlauge geht durch die Leibung (4) mit ~65°C aus, in folgender Zusammensetzung (in Gewichfcsproaent): Paraxylen 10%,. Orfchoxylen 5/&, Metaxylen 65%, iithylbenzol ■205».. . - ..'■■'■

Die seitlich am Kolonnenfusn durch die Leibung (5).a"bge~ führte'Kristallschlempe ist auf -15°C abgekühlt. Die von den fflüssigkeiben g.etrennten -Kristalle haben folgende Zusammensetzung (Gewichtsprozent):

Paraxylen 9555, OrthoMylen 0,4%, Metaxylen 5%, Äthyl-., benzol 1%

In vorliegender Offenbarung ist der Ausdruck -"XyIen" gleich·*- λ bedeutend mit "Xylol"

- ^-/Patentansprüche

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Claims

Pa ben banspi'üche

1. ) Kr i s t a 11 i s a t L ο η s ν e r f ahr e η m it S e 1 e k t i on eines der Bestandteils einer Flussigkeitsmischung au.τ» mindestens :-:-viei Κο:λ^ >a.on!;en, v/ob ei diese liLsohun^ durch dii'ckfcen Wärmeaus bausch mit einem flüssigen mischbaren Kühlmittel, das iia Gegenstrom zu der Kischung umläuft, ab^akahlt v/ird, indem das Kühlmittel mib ausreichend tief ei· Temperatur eingeführt v/ird, um die Kr.'i-^ballioabioii de::; j inen Bor; band, teile der Lorning :.-i -::.r.Yiöf;l"i-.-hen, ν;ουοχ da;; beizumischende Iv'üiljiiibtüi :;o 3ev.'ih"i.t v.ird, does e,-j leichter i::.t als die ilio-hun:;, >jat;n dio sich bildenden Kristalle Lselbst; leichboi.'' sind, al.π die Lösung, auü der nie entfjtöhon, boz Lehun^swe.Lse achv/erer als die MiGchung, uexui die Kri.-.->''.;aLlo yeyeriüber der Lösung schv/erer ü i.nd i (iad-r/ii ^:^:.;k.^r<iZ,: lohnet, lass die Kristallisation I.u -ilh-i-i j.i-'iv;;f:eGSr-.;ck.f;öri, uxiijL'enaenden Raun el^Ltt'iln-lii''.· d rc j.iviir* οΊβΡ v/erii{;;er vertikal angeojViJiio^ Lo- 'irr.1. ;:;/.;::;. rji.-a.u;. hat, r.wi'ichen denen süOhrei--."- iH^cl-.-.:,-ac-\ LJe^^tij in deren ,'jeder die Flii3aightiit-jauKii-j'.'iir, ·α<.1 -.iie i'ühiriilna irpre i. I; enp; ml beinandor 7ftt-;^Uj:G i-r-aui), ,,rviaan -^:;ich aus dem kx'istali ioiorbaren i.'>o';ij>u>. U.^:; Ll ■":.. i stalle oxiden, v/ahrend in ·> itioiii ν .a-ua LUa .;i!i*i.;:P;:!>; ./υαί^οΐ' b^weguea iiaiu.i i.n Jeder 'ibj;-ir ac-iojr., \;,;].-;h .!.■■.; t ■· ^ί.-ι'οτ.· von dem iiührwerlc diei=;.r :',.:u M[ -i\:V:.-~v -JUbIerau iiii^¹ , ein-) beii./ei:;e tj'.:lx.;xKil i. ii¹;·!;:; a ^v 1 ■ ν Lh i>^;: L a"; .j ta L" t .C indf.;';, wonacii ο ie ?,ϊ-ϊ.:\,-_* .'Λ.-.- -:^^;. .;..'.; i-.--u.ij r·; _;,;;al in e ine vorhergel e^ene i;^;i.i^;i·- -. i-:^; : ι,..",-.;^-"■.·";....-· ''/■ -v)>ι i);[■'■ i/, währen ι die liiseh-.Löü'i-'.r.^: au:: .;^'i;-t^% -i..-.·" r'ii¹:¹:·· uii.d i'Ii dch/.onen in eine "!"iacIi^,c, 1 e^eb; if^;Lhr- müi Hii.cn3one verbracht wird, und av/ar aui'"h ei.a<J oder aehret-e öffnungen zwischen dienen ΙΙύηχ·-- und i..i.nc!u;oiieii, worauf fliese liischunß ßüchmals siit eiiioi- noyen Kühl mitte Inenge vermischt wird, dA^e gegenüber der vorhergehenden Mischaone

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kälter ist, sodass sich wiederum Kristalle "bilden, welcher Durchgang von einer vorderen zu einer hinteren Zone mehrfach wiederholt wird, bis man an einem Ende des erwähnten Raums eine Kristallschlempe abzieht und die Kühlflüssigkeit am gleichen Ende entfernt, während am anderen Ende die flüssige Mischung aus wenigstens zwei Bestandteilen nach Auslaugung des. kristallisierbaren Bestandteils abgezogen wird.

2») Verfahren nach Anspruch 1, angewendet auf die Kristallisation von Paraxylen aus einer Mischung von Xylenen.

3.) Gerät zur Verwirklichung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem mehr oder weniger I vertikalen, langgestreckten Raum besteht, der mit Ein- und Ausführungsleitungen für die Flüssigkeiten versehen ist und der eine Achse besitzt, welche die Rührarme und Zwischenboden, die abwechselnd entlang der Achse fest mit dieser verbunden sind, in Drehbewegung versetzt, wobei die Zwischenboden konisch gestaltet sind und in der Nähe der Rotationsachse gelocht sind.

4«) Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mehr oder weniger vertikale Raum zylindrisch ist. M

5·) Gerät nach Anspruch 3, dadurdi gekennzeichnet, dass der Halbwinkel im Mittelpunkt des durch die Rohrboden gebildeten Kegels, zwischen 4-5 und 85° "beträgt, wobei alle Rohrboden die gleiche Richtung haben. "

6.) Gerät nach Anspruch 3» dadurch^:gekennzeichnet, dass der Halbwinkel im Mittelpunkt des durch die Rohrboden gebildeten Kegels zwischen 70 und 85° beträgt.

7«) Gerät nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass

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es eine Injektionsvorrichtung für das Kühlmittel umfasst, wenn dieses schwerer ist als die Kristallisationslösung, wobei die Injektion in Tröpfchenform in einem Gasvolumen erfolgt, das oberhalb des oberen Pegels der in dem Raum vorhandenen Flüssigkeit angeordnet ist.

8.) Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolonnenkopf ausgebaucht ist und folgende Teile hat:

a) eine Mittelzone, sogenannte Rührzone, die von einem Zylinder teilweise begrenzt ist, welcher mit den Kolonnenwänden konzentrisch ist und einen Injektionsstutzen umfasst, durch den das Kühlmittel in fein verteilter Form gespritzt wird, sowie den oberen Teil der Rotationsachse enthält;

b) eine periphere Beruhigungszone an die erstere anschliessend, von wo die Ableitung der ausgelaugten Lösung ausgeht.

9·) Gerät nach Anspruch 7₅ bei dem am Boden des Kristallisationsraums eine seitliche Leitung vorhanden ist, durch welche die Kristallschlempe abgezogen wird, welche Leitung auf der Wand nicht senkrecht steht und welche nach oben gerichtet ist, und zwar, an der Zwischenfläche, welche das schwere dekantierte Kühlmittel von der Kristallschlempe trennt.

10.) Gerät nach Ansprüchen 3 bis 9 zur Verwendung für die Trennung von Paraxylen aus einer Xylenmischung durch Kristallisatipn.

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