DE1804060A1 - Process for increasing the throughput in liquid-liquid extraction - Google Patents

Process for increasing the throughput in liquid-liquid extraction

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DE1804060A1
DE1804060A1 DE19681804060 DE1804060A DE1804060A1 DE 1804060 A1 DE1804060 A1 DE 1804060A1 DE 19681804060 DE19681804060 DE 19681804060 DE 1804060 A DE1804060 A DE 1804060A DE 1804060 A1 DE1804060 A1 DE 1804060A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/06Separation of liquids from each other by electricity

Description

METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/Main, 15.10.1968METALLGESELLSCHAFT Frankfurt / Main, October 15, 1968

Aktiengesellschaft DrWer/EVAktiengesellschaft DrWer / EV

Patent - Abteilung 18 04060Patent Department 18 04 060

fProv. f Prov. Nr. 5588No. 5588 ))

Verfahren zur Erhöhung des Durchsatzes bei der Flüssig-Flüssig-ExtraktionProcess for increasing the throughput in liquid-liquid extraction

Bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion mit Mischer und Abscheider wird die im Mischer erzeugte Dispersion im Abscheider wieder getrennt. In einem System, das aus mehreren hintereinander geschalteten Extraktionsstufen besteht, wird der Durchsatz durch die Trenngeschwindigkeit der Dispersion in den Abscheidern bestimmt. Niedrige Trenngeschwindigkeit erfordert große Abscheider und damit viel Lösungsmittel für die Füllung des Extraktors.In the liquid-liquid extraction with mixer and separator is the dispersion produced in the mixer is separated again in the separator. In a system that consists of several extraction stages connected in series exists, the throughput is determined by the separation speed of the dispersion in the separators. Low cutting speed requires large separators and thus a lot of solvent for filling the extractor.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Erhöhung der Trenngeschwindigkeit der Dispersion in den Abscheidern einer Flüssig-Flüssig-Extraktion durch Einwirkung eines elektrischen Feldes.The present invention is directed to increasing the speed of separation the dispersion in the separators of a liquid-liquid extraction by the action of an electric field.

Es ist bekannt, die Trennung von Dispersionen zweier flüssiger Phasen im elektrischen Feld bei der Rohölentsalzung und der Raffination von Ölen mit wässerigen Säuren oder Laugen anzuwenden. Das dabei zu trennende Phasengemisch enthält das Wasser oder die wässrige Lösung als dispergierte Phase. Sie soll nicht mehr als 10 bis 15% der organischen, öligen Kontinuitätsphase ausmachen. Sonst können sich bei der angewandten hohen Spannung von über 1000 Volt selbst bei turbulenter Strömung im Abscheider Brücken der gut leitenden wässrigen Phase zwischen, den Elektroden bilden, in denen Stromflüsse mit Stromstärken weit überThe separation of dispersions of two liquid phases is known to be used in the electric field in crude oil desalination and the refining of oils with aqueous acids or alkalis. The one to be separated Phase mixture contains the water or the aqueous solution as a dispersed phase. It should not contain more than 10 to 15% of the organic, make an oily continuity phase. Otherwise, at the applied high voltage of over 1000 volts, even with a turbulent flow in the separator bridges of the highly conductive aqueous phase between the Form electrodes in which currents flow with currents far above

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20 Amp. /m Elektrodenfläche auftreten können. Der Stromfluß zwischen den in die Dispersion getauchten Elektroden liegt normal bei etwa 2 bis 20/mA je m Elektrodenfläche.20 Amp. / M electrode area can occur. The current flow between the electrodes immersed in the dispersion is normally around 2 to 20 / mA per m of electrode area.

Es sind auch Verfahren zur Extraktion flüssiger Gemische organischer Stoffe mit selektiven polaren Lösungsmitteln bekannt, in denen sowohl die Phasenmischung als auch die Phasentrennung unter Einwirkung elektrischer Felder erfolgen kann. Als polare Lösungsmittel sind dabei solche Flüssigkeiten zu verstehen, deren Dielektrizitätskonstante mindestens doppelt so groß ist wie diejenige der zu extrahierenden Flüssigkeit. There are also methods of extracting liquid mixtures of more organic Substances with selective polar solvents known, in which both the phase mixture and the phase separation under the action of electrical Fields can be made. In this context, polar solvents are to be understood as meaning liquids whose dielectric constant is at least is twice that of the liquid to be extracted.

Aus der französischen Patentschrift 1490 034 ist ein Verfahren zur Erhöhung des Durchsatzes bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion von Gemischen organischer Verbindungen mit organischen Lösungsmitteln nach dem Mischer/Abscheider-Prinzip bekannt. Darin wird die Phasentrennung in den Abscheidern in einem elektrischen Feld von 1-60 Volt/ cm, vorzugsweise 10-30 Volt / cm vorgenommen, das durch Anlegung einer Gleich- oder Wechselstromspannung von 10 bis 500 Volt, vorzugsweise 110 bis 220 Volt an Elektroden im Abscheider erzeugt wird. Im Abscheider sind mehrere horizontale Elektroden, von denen einzelne geerdet sein können, übereinander angeordnet. Eine Elektrode kann genügen, wenn das Abscheidergehäuse als Gegenelektrode geerdet wird. Die Spannung an den Elektroden wird periodisch für kurze, etwa gleiche Zeitabstände von 0,1 see. bis 2 see. abwechselnd ein-und ausgeschaltet. Das zu zerlegende Phasengemisch soll zu 20 bis 70 Vol. %, zweckmäßig zu etwa 50 Vol. % aus polarer Phase bestehen und wird vor Eintritt in den Abscheider so intensiv gemischt, daß die polare Phase in der unpolaren dispergiert vorliegt. Das hierfür geeignete Verhältnis beider Phasen kann gegebenenfalls dadurch eingestellt werden, daß ein Teil der ausFrom the French patent 1490 034 a method for increasing the throughput in the liquid-liquid extraction of mixtures of organic compounds with organic solvents known to the mixer / separator principle. The phase separation in the separators is carried out in an electric field of 1-60 volts / cm, preferably 10-30 volts / cm made by applying a Direct or alternating current voltage of 10 to 500 volts, preferably 110 to 220 volts, is generated at electrodes in the separator. In the separator several horizontal electrodes, some of which can be earthed, are arranged one above the other. One electrode can be sufficient if the separator housing is grounded as a counter electrode. The voltage on the electrodes is periodic for short, approximately equal time intervals of 0.1 see. until 2 see. alternately on and off. The one to be dismantled Phase mixture should consist of 20 to 70% by volume, expediently about 50% by volume, of polar phase and is made up before entering the separator mixed so intensely that the polar phase is dispersed in the non-polar phase. The appropriate ratio of the two phases for this can be adjusted if necessary, that a part of the

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dem Abscheider entnommenen unpolaren Phase im Kreislauf in den dem Abscheider voraufgehenden Mischer zurückgeführt wird.the non-polar phase removed from the separator in the circuit in the is returned to the mixer upstream of the separator.

Es hat sich nun gezeigt, daß in Fällen, in denen die polare Phase eine relativ hohe Leitfähigkeit hat oder das Phasengemisch einen hohen Anteil an stark polarer Phase enthält, leicht eine Phaseninversion eintritt, nach der die schwach polare Phase als Dispersionsphase in der stark polaren Kontinuitätsphase vorliegt. Bei Phasengemischen, in denen die stärker polare Komponente die Kontinuitätsphase bildet, tritt zwischen der spannungsführenden Elektrode und Erde ein hoher Stromfluß auf, der eine weitere Emulgierung der Phasen ineinander bewirkt, also der Phasentrennung entgegenwirkt. Auch wenn mit einem schwachen elektrischen Feld von nur 1 Volt/cm gearbeitet wird, kann eine Inversion nicht sicher vermieden werden. In dem bekannten Verfahren soll die Ausbildung der Inversion dadurch vermieden werden, daß die an die Elektroden angelegte Spannung in kurzen etwa gleichen Zeitabständen abwechselnd aus- und eingeschaltet wird. Diese Maßnahme kann jedoch, wie sich in vielen Fällen gezeigt hat, das Eintreten der Inversion nur verzögern aber nicht verhindern.It has now been shown that in cases where the polar phase is a has a relatively high conductivity or the phase mixture has a high proportion contains a strongly polar phase, a phase inversion easily occurs, after which the weakly polar phase as a dispersion phase in the strongly polar continuity phase is present. In the case of phase mixtures in which the more polar component forms the continuity phase, an intervening occurs the live electrode and earth have a high current flow, which causes a further emulsification of the phases in one another, i.e. counteracts the phase separation. Even if with a weak electric Field of only 1 volt / cm is worked, an inversion cannot be safely avoided. In the known method, the Formation of the inversion can be avoided that the voltage applied to the electrodes in short approximately equal time intervals is switched on and off alternately. However, as has been shown in many cases, this measure can only cause inversion to occur delay but not prevent.

Es wurde nun gefunden, daß für die Trennung eines Phasengemisches nicht aEein die Stärke des elektrischen Feldes maßgebend ist, sondern daß es in erster Linie auf die Menge der dem Phasengemisch mitgeteilten elektrischen Energie ankommt, die als Watt, das Produkt aus Spannung und Stromstärke, V. A., gemessen wird. Die dem Phasengemisch mitzuteilende elektrische Energie soll je m Abscheiderfläche 0, 5 bis 500 V. A., insbesondere 1 -100 V. A. betragen. Der für das jeweilige Phasengemisch günstige Wert läßt sich in einem einfachen Vorversuchleicht ermitteln. Die Höhe der Spannung richtet sich nach der Leitfähigkeit des zu trennenden Phasengemisches und dem Abstand zwischen spannungsführender Elektrode und der geerdeten Gegenelektrode. Bei großer Leit-It has now been found that for the separation of a phase mixture It is not the strength of the electric field that is decisive, but that it primarily depends on the amount of the phase mixture communicated electrical energy arrives, which is measured as watt, the product of voltage and current, V.A. The one to be communicated to the phase mixture electrical energy should be 0.5 to 500 per m of separator area V.A., in particular 1 -100 V.A. The value that is favorable for the respective phase mixture can easily be found in a simple preliminary test determine. The level of voltage depends on the conductivity of the to be separated phase mixture and the distance between live Electrode and the grounded counter electrode. With large lead

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fähigkeit des Phasengemisches muß die Spannung niedriger sein als bei kleiner Leitfähigkeit.ability of the phase mixture, the voltage must be lower than with low conductivity.

Es wurde ferner gefunden, daß auch schon vor der Bildung einer Inversion Störungen in der Abscheidung eintreten, wenn zu viel Energie angewendet wird. Die Leistung des Abscheiders wird dann geringer, so daß die Durchsatzmenge des Abscheiders herabgesetzt werden muß, um eine saubere Phasentrennung zu erreichen und ein Durchbrechen von Fremdphase in den Abläufen der reinen Phasen zu verhindern. Wird dagegen die Energiemenge verkleinert, so kann die Durchsatzmenge wieder erhöht werden.It was also found that even before the formation of an inversion Disturbances in the separation occur if too much energy is used. The performance of the separator is then lower, so that the throughput of the separator has to be reduced in order to achieve a clean phase separation and a breakthrough to prevent foreign phase in the processes of the pure phases. If, on the other hand, the amount of energy is reduced, the throughput can be increased again.

Bei Beachtung dieser Zusammenhänge ist es nicht mehr notwendig den . Stromfluß zu pulsen, also kurzzeitig ein- und auszuschalten.If these relationships are observed, it is no longer necessary to use the . To pulse current flow, i.e. to switch it on and off for a short time.

Die günstige Energiemenge ist nur wenig von der Elektrodengröße abhängig, solange die Fläche der Elektroden 25% - 95% des Abscheiderquerschnittes beträgt. Es ist zweckmäßig, die Elektroden nicht zuklein zu wählen, da sonst die Energieverteilung über den Querschnitt des Abscheiders ungleichmäßig wird. Große Elektroden begünstigen die Inversionsbildung, wenn die Energie über den optimalen Wert steigt, während Elektroden mittlerer Größe auch bei leichter Überbelastung noch normal arbeiten. Vorteilhaft ist eine Elektrodenfläche, die 35 % - 60 % des Abscheiderquerschnittes beträgt. Die Elektroden werden zweckmäßig horizontal und damit parallel zu den sich ausbildenden Phasengrenzflächen eingebaut und können aus Lochblechen, mit Drahtgeflecht bespannten Rahmen oder dgl. bestehen. Es können mehrere Elektroden übereinander angeordnet werden, von denen eine oder mehrere geerdet werden können. Es genügt aber auch eine einzige Elektrode, der das geerdete Abscheidergehäuse als Gegenelektrode dient, wobei aber auch eine geerdete Elektrode zusätzlich verwendet werden kann.The favorable amount of energy is only slightly dependent on the electrode size, as long as the area of the electrodes is 25% - 95% of the cross section of the separator. It is advisable not to make the electrodes too small to be selected, otherwise the energy distribution over the cross section of the separator will be uneven. Large electrodes favor the formation of inversions, if the energy rises above the optimal value, while electrodes of medium size are still normal even with a slight overload work. An electrode area that is 35% - 60% of the cross section of the separator is advantageous amounts to. The electrodes are expediently horizontal and thus parallel to the phase boundary surfaces that are being formed built-in and can consist of perforated sheets, frames covered with wire mesh or the like. There can be several electrodes on top of each other one or more of which can be earthed. However, a single electrode, which is the grounded separator housing, is also sufficient serves as a counter electrode, but a grounded electrode can also be used.

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Die Einbauhöhe der Elektroden wird so gewählt werden, daß möglichst keine spannungsführende Elektrode während des Betriebes in die zusammenhängende stärker polare Flüssigkeit eintaucht. Zweckmäßig wird die oberste Elektrode in einer Höhe angeordnet, die 50%- 90%, vorzugsweise 60% - 85% der Höhe zwischen dem Boden des Abscheiders und dem Ablauf der oberen leichten Phase entspricht.The installation height of the electrodes will be chosen so that as possible no live electrode is immersed in the cohesive, more polar liquid during operation. Appropriate the top electrode is placed at a height that is 50% - 90%, preferably 60% - 85% of the height between the bottom of the separator and the outlet of the upper light phase.

Werden mehrere Elektroden, z.B. drei verwendet, so wird man zweckmäßig die mittlere erden und an die beiden anderen Elektroden verschieden hohe Spannungen anlegen. Dabei erhält die Elektrode, die sich in der weniger polaren Phase befindet, eine höhere Spannung, die in der stärker polaren Phase die niedrigere Spannung. Steigt der Spiegel der sich abtrennenden unteren Phase, die meist die stärker polare ist, bis zur unteren Elektrode an, so wird diese geerdet und die mittlere wird an die niedrige Spannung geschaltet. Schließlich kann auch noch die mittlere Elektrode geerdet oder abgeschaltet werden, so daß dann nur noch die oberste Elektrode an Spannung liegt.If several electrodes, e.g. three, are used, one becomes expedient ground the middle one and apply different voltages to the other two electrodes. The electrode located in the the less polar phase, the higher the voltage, and the lower the voltage in the more polar phase. The mirror rises separating lower phase, which is usually the more polar, up to the lower electrode, this is grounded and the middle one is connected the low voltage switched. Finally, the middle electrode can also be earthed or switched off, so that then only the top electrode is energized.

Die elektrostatische Abscheidung kann mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben werden. Im allgemeinen wird man Wechselstrom vorziehen, um elektrolytische Korrosionen, die bei Verwendung von Gleichstrom möglich sind, zu vermeiden.The electrostatic deposition can be done with alternating or direct current operate. In general, alternating current will be preferred in order to avoid electrolytic corrosion caused by the use of direct current are possible to avoid.

Zur Einstellung der günstigen Energiemenge wird die Spannung nach Maßgabe der korrespondierenden Stromstärke, die zwischen einigen Milliampere und mehreren Ampere liegt, variiert. Dabei wird die Stromstärke gemessen, während die Spannung durch Abgreifen an einemTransformator oder mittels eines elektronischen Spannungsreglers verändert wird. Da sich die Schichthöhen der sich trennenden Phasen und/oder die Leitfähigkeit des Phasengemisches während des Betriebes des Abschei-To adjust the favorable amount of energy, the voltage is after Depending on the corresponding current strength, which is between a few milliamps and several amps, varies. Thereby the amperage measured while the voltage is changed by tapping on a transformer or by means of an electronic voltage regulator will. Since the layer heights of the separating phases and / or the Conductivity of the phase mixture during operation of the separator

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ders ändern können, weil sich z.B. das Verhältnis von stark polarer zu wenig polarer Flüssigkeit infolge Durchsatzänderungen verschiebt, kann es vorteilhaft sein, die Spannungsregelung in bekannter Weise automatisch vorzunehmen, wobei ein auf den günstigen Energiewert eingestellter Regler die Spannung in Abhängigkeit von der jeweiligen Stromstärke verändert.can change because, for example, the ratio of strongly polar too little polar liquid shifts due to changes in throughput, it can be advantageous to adjust the voltage in a known manner automatically, with a regulator set to the favorable energy value, the voltage depending on the respective Amperage changed.

Bei gegebener Spannung kann die günstige Energiemenge auch durch Zwischenschalten eines Kondensators oder besonders bei der Verwendung von Gleichstrom, auch eines Widerstandes eingestellt werden. Beim Arbeiten mit Wechselstrom kann die günstige Energiemenge auch dadurch eingestellt werden, daß die Elektroden mit einer elektrischen Isolierung überzogen werden. Hierzu eignen sich z.B. keramische Massen oder Kunststoffüberzüge z.B. aus Polytetrafluoraethylen. Je stärker die Isolierschicht ist, desto niedriger wird die durchgehende Energiemenge. Zusätzlich kann die Spannung noch durch einen abgreifbaren Transformator reguliert werden.With a given voltage, the favorable amount of energy can also go through Interposition of a capacitor or, especially when using direct current, a resistor can also be set. When working with alternating current, the favorable amount of energy can also be set in that the electrodes are connected to an electrical Insulation to be coated. Ceramic compounds or plastic coatings, e.g. made of polytetrafluoroethylene, are suitable for this. The stronger the insulating layer, the lower the amount of energy passed through it. In addition, the voltage can be regulated by a transformer that can be tapped off.

Während es bisher schwierig war, flüssige Phasengemische mit einer sehr stark polaren Phase wie z.B. Wasser oder wäßrige Lösungen von Elektrolyten, elektrostatisch zu trennen, weil hierbei sehr hohe Stromstärken auftreten, die zur Inversion führen, können nun auch diese getrennt werden, wenn eine so niedrige Spannung an die Elektroden gelegt wird, daß die günstige Energiemenge nicht überschritten wird«,While it was previously difficult to mix liquid phase mixtures with a very strongly polar phase such as water or aqueous solutions of electrolytes, to be separated electrostatically, because in this case very high currents occur that lead to inversion, these can now also be separated if such a low voltage is applied to the electrodes that the favorable amount of energy is not exceeded «,

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Abbildung und die nachfolgenden Beispiele ;The illustration and the following serve to explain the invention Examples;

In der Abbildung ist ein mit 3 Elektroden versehener Abscheider, der kastenförmige oder zylindrische Form haben kann, in vertikalem Schnitt dargestellt.In the picture is a separator with 3 electrodes, the can be box-shaped or cylindrical in shape, in vertical section shown.

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Das Gehäuse 1 des Abscheiders ist ein stehender Zylinder. An seinem Mantel sind in mittlerer Höhe der Zulauf 2 für das zu trennende Phasengemisch, am oberen Rand der Ablauf 3 für die reine leichte Phase und am unteren Rand der Ablauf 4 für die reine schwere Phase als Anschlußstutzen angeordnet. Vor den Mündungen der Abläufe ist auf einer Sehne im kreisförmigen Abscheiderquerschnitt ein Trennblech 5 eingebaut, das oben und unten je einen Schlitz 6, 7 für den Durchfluß der beiden reinen Phasen zu den Abläufen freiläßt. Im Abscheider sind die horizontalen Elektroden 8, 9, 10 angeordnet und mit den durch Isolatoren 11, 12, 13 im Mantel 1 eingeführten Anschlüssen 14, 15, 16 verbunden. An den Elektroden 8 und 10 kann z.B. eine Wechselspannung angelegt werden, während die Elektrode 9 geerdet wird. In einer praktischen Ausführung des zylindrischen Abscheiders beträgt die Höhe 600 mm, der Durchmesser 2 000 mm, die Abscheidernutzfläche 2, 7qm. Die Oberkante des Trennbleches 5 befindet sich 570 mm über dem Abscheiderboden, der obere Schlitz 6 und der untere Schlitz sind je 30 mm breit. Die obere Elektrode 8 liegt 470 mm, die mittlere Elektrode 9 liegt 310 mm und' die untere Elektrode 10 liegt 150 mm über dem Gehäuseboden. Aus dem in den Abscheider eingeführten Phasengemisch 17 (in der Abbildung weit schraffiert) trennt sich die schwere Phase 18 (in der Abbildung eng schraffiert) nach unten ab und die leichtere. Phase 19 (in der Abbildung unschraffiert) nach oben. Durch den unteren Schlitz 7 des Trennbleches 5 fließt die schwere Phase zum Austrittsstutzen 4, durch den oberen Schlitz 6 die leichte Phase zum Stutzen Um die Wirkung der elektrischen Felder zwischen den Elektroden zu untersuchen, wird durch den Abscheider soviel Phasengemisch je Zeiteinheit gepumpt, bis in den ablaufenden reinen Phasen bis zu 2 Vd. % Fremdphase auftritt. Dann ist die Leistungsgrenze des Abscheiders erreicht. Die Belastung des Abscheiders wird als Kubikmeter Durchsatz schwerer Phase je Quadratmeter Abscheidernutzfläche und Stunde ausgedrückt, die zugeführte Energie als VA/qm. Durch Änderung der Spannung an denThe housing 1 of the separator is a standing cylinder. The inlet 2 for the to be separated are in the middle of its jacket Phase mixture, at the top of the process 3 for the pure light phase and at the bottom of the process 4 for the pure heavy phase arranged as a connecting piece. In front of the outlets of the drains, there is a dividing plate on a chord in the circular separator cross-section 5 installed, which leaves a slot 6, 7 each at the top and bottom for the flow of the two pure phases to the processes. In the separator the horizontal electrodes 8, 9, 10 are arranged and with the connections introduced through insulators 11, 12, 13 in the jacket 1 14, 15, 16 connected. For example, an alternating voltage can be applied to electrodes 8 and 10 while electrode 9 is grounded. In In a practical version of the cylindrical separator, the height is 600 mm, the diameter 2,000 mm, the useful area of the separator 2, 7sqm. The upper edge of the partition 5 is 570 mm above the separator base, the upper slot 6 and the lower slot are each 30 mm wide. The upper electrode 8 is 470 mm, the middle electrode 9 is 310 mm and the lower electrode 10 is 150 mm the case back. From the phase mixture introduced into the separator 17 (hatched in the figure), the heavy phase 18 (hatched in the figure) separates downwards and the lighter phase. Phase 19 (not hatched in the figure) upwards. Through the lower Slot 7 of the partition 5, the heavy phase flows to the outlet nozzle 4, through the upper slot 6 the light phase to the nozzle To study the effect of the electric fields between the electrodes, so much phase mixture is pumped through the separator per unit of time, up to 2 Vd in the running pure phases. % Foreign phase occurs. Then the performance limit of the separator has been reached. The load on the separator becomes heavier as cubic meters of throughput Phase expressed per square meter of usable separator area and hour, the supplied energy as VA / square meter. By changing the voltage on the

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Elektroden in Abhängigkeit vom Stromfluß kann die optimale Energieaufnahme in jedem Einzelfäll einfach ermittelt werden.Electrodes depending on the current flow can achieve the optimal energy consumption can be easily determined in each individual case.

Beispiel 1example 1

In den Abscheider wird ein Phasengemisch, das als schwere Phase N-Methylpyrrolidon mit 13 Gew. % Wasser und als leichte Phase ein Gemisch von gleichen Teilen Toluol und Benzin enthält, eingeführt. Das Volumenverhältnis der beiden Phasen beträgt 1 :1. An der oberen Elektrode ist eine Spannung von 320 Volt entsprechend einer Feldstärke von 20 Volt/cm, an der unteren eine Spannung von lOO Volt, entsprechend einer Feldstärke von 6, 2 Volt/cm, angelegt. Die mittlere Elektrode ist geerdet. Es können bis zu 97 in /h Phasengemisch, also 48,5 rn /h schwere Phase getrennt werden. Die Belastung des Abschei-A phase mixture containing N-methylpyrrolidone as the heavy phase with 13% by weight of water and the light phase is fed into the separator Mixture of equal parts toluene and gasoline containing, introduced. The volume ratio of the two phases is 1: 1. At the top Electrode is a voltage of 320 volts corresponding to a field strength of 20 volts / cm, at the lower one a voltage of 100 volts, correspondingly a field strength of 6.2 volts / cm, applied. The middle electrode is grounded. There can be up to 97 in / h phase mixture, so 48.5 m / h heavy phase can be separated. The burden of separating

r, 2r, 2

ders beträgt also 18 m°/m h an schwerer Phase. Ohne EinWirkUng βΐ-η Qthis is therefore 18 m ° / m h of the heavy phase. WITHOUT EFFECT βΐ-η Q

ner elektrischen Feldes beträgt die Belastbarkeit nur 7 m /m h an schwerer Phase. Folgende Stromstärken wurden bei den obengenannten Spannungen gemessen :With an electric field, the load capacity is only 7 m / m h difficult phase. The following currents were measured at the voltages mentioned above:

An der oberen Elektrode 28 m Amp. entsprechend einer Energieaufnahme von 9 VA im Gesamtquerschnitt, das sind 3, 3 VA/m .At the upper electrode 28 m Amp. Corresponding to an energy consumption of 9 VA in total cross-section, that is 3.3 VA / m.

An der unteren Elektrode 1,4 Amp. entsprechend einer Energieauf-At the lower electrode 1.4 Amp. Corresponding to an energy consumption

2 nähme von 140 VA im Gesamtquerschnitt oder 52 VA/m .2 would take 140 VA in total cross-section or 52 VA / m.

Beispiel 2Example 2

Unter sonst gleichen Bedingung wie in Beispiel 1 wurde im Phasengemisch der Anteil an schwerer Phase auf 60% erhöht. An den Elektroden wurden folgende elektrischen Werte gernessen:Otherwise the same conditions as in Example 1 were used in the phase mixture the proportion of heavy phase increased to 60%. The following electrical values were measured on the electrodes:

Oben 320 Volt 95 rn Amp. = 11 VA/m2 Above 320 volts 95 rn amp. = 11 VA / m 2

Unten 100 " 16 m" = 600 "Below 100 "16 m" = 600 "

Es trat Inversion ein, die bald den ganzen Abscheider füllte.Inversion occurred which soon filled the entire separator.

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Daraufhin wurde die Spannung an der unteren Elektrode auf 20 Volt (= 1, 3 Volt/cm) gesenkt. Der Abscheider arbeitete nun bei einer Be-The voltage on the lower electrode was then reduced to 20 volts (= 1.3 volts / cm). The separator was now working at a

3 23 2

lastung von 22 m /m h wieder einwandfrei, wobei die Stromstärke an der oberen Elektrode auf 0, 08 Amp., an der unteren Elektrodeload of 22 m / m h again flawlessly, with the amperage on the upper electrode to 0.08 Amp., on the lower electrode

2 ο2 ο

auf 3, 2 A und die Energieaufnahme auf 9, 5 VA/m bzw. 24 VA/m zurückgingen.to 3.2 A and the energy consumption to 9.5 VA / m or 24 VA / m went back.

Beispiel 3Example 3

Die Zusammensetzung des Phasengemisches war dieselbe wie im Beispiel 1. Der Abscheider enthielt jedoch nur die oberste Elektrode, der das geerdete Abscheidergehäuse als Gegenelektrode gegenüberstand. The composition of the phase mixture was the same as in Example 1. However, the separator only contained the top electrode, which faced the earthed separator housing as a counter electrode.

Bei 320 Volt Spannung wurden eine Stromstärke von 0,013 Amp, gemessen. Die Energieaufnahme betrug 1, 5 VA fm.. Die Belastung des Abscheiders betrug 22 m /m h an schwerer Phase, Bei 60% schwe-A current of 0.013 amps was measured at a voltage of 320 volts. The energy consumption was 1.5 VA fm .. The load on the separator was 22 m / mh on the heavy phase, at 60% heavy

rer Phase stieg die Stromstärke auf 0, 08 Amp. =10 VA/m , die Belastung mußte auf 20 m^/m^h an schwerer Phase gesenkt werden. Durch Senken der Spannung auf 250 Volt fiel die Stromstärke aufIn the rer phase the amperage rose to 0.08 Amp. = 10 VA / m, the load had to be reduced to 20 m ^ / m ^ h of heavy phase. By lowering the voltage to 250 volts, the amperage was noticeable

0, 06 Amp., so daß die Energieaufnahme 5, 5 VA/m betrug. Die Ab-0.06 Amp., So that the energy consumption was 5.5 VA / m. The Ab-

3 93 9

Scheiderbelastung konnte dadurch wieder auf 22 m jmrh. erhöht werden. As a result, the divider load could again be increased to 22 m jmrh. increase.

Beispiel 4Example 4

Der Abscheider enthielt nur die obere Elektrode, das Einsatzprodukt hatte 50% schwere Phase. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:The separator only contained the top electrode, the feedstock had 50% heavy phase. The following results were achieved:

Voltvolt Amp,Amp, VA/m2 VA / m 2 Belastung m /m hLoad m / m h 320320 0, 0280.028 3,33.3 16,516.5 255255 0,0220.022 2,12.1 1818th

-10--10-

0098357156600983571566

Durch Senkung der Spannung und der Energieaufnahme konnte die Belastung des Abscheiders also um 1,5 m^/m^h erhöht werden. Nun wurde zwischen Stromquelle und Elektrode ein Kondensator von 0, 3 Mikrofarad geschaltet. Die Eingangs spannung von 320 Volt vor dem Kondensator sank auf 185 Volt zwischen Kondensator und Elektrode gegen Erde. Die Energieaufnahme betrug bei einer Stromstärke von 0, 024
18 m3/m2 h.
By reducing the voltage and the energy consumption, the load on the separator could be increased by 1.5 m ^ / m ^ h. Now a capacitor of 0.3 microfarads was connected between the power source and the electrode. The input voltage of 320 volts in front of the capacitor sank to 185 volts between the capacitor and the electrode to earth. The energy consumption was at a current strength of 0.024
18 m 3 / m 2 h.

2
ke von 0, 024 Amp. 1, 6 VA/m . Die Abscheiderbelastung lag bei .
2
ke of 0.024 Amp. 1.6 VA / m. The separator load was.

Dies Beispiel zeigt, daß nur die Energiemenge für die optimale Abscheidung ausschlaggebend ist, wobei es gleichgültig ist, ob die optimale Spannung durch einen Transformator oder einen Kondensator geregelt wird.This example shows that only the amount of energy required for optimal separation is decisive, regardless of whether the optimal voltage is achieved by a transformer or a capacitor is regulated.

Beispiel öExample ö

In der Anordnung gemäß Beispiel 3 mit nur einer Elektrode am Abscheider und einem Phasengemisch aus je 50% schwerer und leichter Phase wurde die obere Elektrode mit einer 2 mm dicken Schicht von Polytertrafluoräthylen überzogen. Bei 220 Volt Wechselspannung und einer Energieaufnahme von 30 VA/τα. wurde eine Abscheiderbelastung von 16 m /m h erreicht.In the arrangement according to Example 3 with only one electrode on the separator and a phase mixture of 50% heavy and 50% light phase, the upper electrode was coated with a 2 mm thick layer of polytertrafluoroethylene. At 220 volts alternating voltage and an energy consumption of 30 VA / τα. a separator load of 16 m / mh was reached.

BeispieleExamples

Aus einer wässrigen Lösung, die 8% Milchsäure enthielt, sollte diese mit Butanol extrahiert werden. Ohne elektrostatische Abscheidung konnte der Abscheider bei 60% schwerer Phase im Phasengemisch mitFrom an aqueous solution that contained 8% lactic acid, this should extracted with butanol. Without electrostatic separation, the separator could with 60% heavy phase in the phase mixture

ο ο
11 mo/m h schwerer Phase belastet werden.
ο ο
11 m o / mh heavy phase.

Mit einer Elektrode im Abscheider und einer Spannung von 25 Volt konnte die Durchsatzmenge bei einer Energieaufnahme von 360 VA/m auf 18 m^/m h erhöht werden.With an electrode in the separator and a voltage of 25 volts the throughput rate could be increased to 18 m ^ / m h with an energy consumption of 360 VA / m.

-11--11-

009835/1566009835/1566

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Verfahren zur Beschleunigung der Trennung der Phasengemische aus miteinander nicht oder nur wenig mischbaren organischen oder anorganischen Flüssigkeiten bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion nach den Mischer-Abscheiderprinzip durch Anlegen einer Spannung von 10 - 500 Volt Gleichstrom oder Wechselstrom an in einem Abscheider angeordnete horizontale Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mit einer Energiemenge von je 0, 5 - 500 VA/qm Abscheiderfläche, vorzugsweise von 1 -100 VA/qm, beaufschlagt werden.1. Process for accelerating the separation of the phase mixtures from organic compounds which are immiscible or only slightly miscible with one another or inorganic liquids in liquid-liquid extraction according to the mixer-separator principle by applying a voltage of 10 - 500 volts direct current or Alternating current to horizontal electrodes arranged in a separator, characterized in that the electrodes with an amount of energy of 0.5 - 500 VA / sqm separator surface, preferably 1 - 100 VA / sqm, applied. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiemenge bei Wechselstrom durch Veränderung der angelegten Spannung mittels eines Spannungsreglers eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of energy in alternating current by changing the applied Voltage is adjusted by means of a voltage regulator. 3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiemenge bei gegebener Wechselstromspannung durch Zwischenschaltung eines Widerstandes oder eines Kondensators eingestellt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the Amount of energy for a given AC voltage through the interposition of a resistor or a capacitor is set. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiemenge bei Wechselstrom durch Überziehen der Elektroden mit einer elektrischen Isolierung eingestellt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the amount of energy in alternating current by coating the electrodes is set with electrical insulation. 5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiemenge bei gegebener Gleichstromspannung durch einen Widerstand eingestellt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the amount of energy for a given DC voltage by a Resistance is adjusted. -12--12- 009835/1566009835/1566 6. Verfahren nach Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodendurchmesser 25 % - 90 % vorzugsweise 35 % - 60 %, des Abscheiderquerschnittes beträgt.6. Process according to Claims 1-5, characterized in that the electrode diameter is 25% - 90%, preferably 35% - 60%, of the cross section of the separator. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß mit mehreren Elektroden, an die verschieden hohe Spannungen angelegt sind, gearbeitet wird, wobei der Abscheider oder eine oder mehrere Elektroden geerdet sind.7. Process according to Claims 1-6, characterized in that with several electrodes to which different high voltages are applied, is worked, with the separator or a or multiple electrodes are grounded. 8. Verfahren nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß nur mit einer einzigen stromführenden Elektrode gearbeitet wird, , wobei das Abscheidergehäuse geerdet und/oder eine besondere Gegenejdctrode mit der Erde verbunden wird.8. The method according to claim 1-6, characterized in that only a single current-carrying electrode is used, whereby the separator housing is earthed and / or a special Gegenejdctrode is connected to earth. 9. Verfahren nach Anspruch 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß die oberste stromführende Elektrode in einer Höhe angeordnet wird, die 50%-90%, vorzugsweise 60% -85%, der Höhe beträgt, in der sich der Ablauf der leichten Phase über dem Boden des Abscheiders befindet.9. The method according to claim 1-8, characterized in that the top current-carrying electrode is arranged at a height which is 50% -90%, preferably 60% -85%, of the height at which the light phase drains above the bottom of the separator is located. 009835/1566009835/1566
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