DE2231911A1

DE2231911A1 - METHOD FOR ACHIEVING A REACTION BETWEEN A LIQUID AND A GAS

Info

Publication number: DE2231911A1
Application number: DE19722231911
Authority: DE
Inventors: Bronislav Stefan Dipl Javorsky; Hugo Torbjoern Dipl In Winberg
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1971-07-21
Filing date: 1972-06-29
Publication date: 1973-02-01
Also published as: CA962038A; ATA571772A; GB1368217A; FR2146420B1; FI52281C; CS160060B2; NL7208344A; AU4366572A; NO133482B; RO62783A; ES404885A1; BE786397A; CH576806A5; DD98029A5; PL85073B1; FR2146420A1; AT338216B; IT986845B; FI52281B; NO133482C

Description

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Λ 1295Λ 1295

29. Juni 1972June 29, 1972

Alfa-Laval ΛΒ, S-14700 Tumba / SchwedenAlfa-Laval ΛΒ, S-14700 Tumba / Sweden

Verfahren zum Zustandebringen einer Umsetzung zwischen einer Flüssigkeit und einem GasA method of bringing about a reaction between a liquid and a gas

¹ Insbesondere in der chemischen Industrie gibt es eine ileihe von Verfahren, in denen Gase mit Flüssigkeiten reagieren. Diese Ileaictionen können verschiedener Art sein, beispielsweise der Art, daß sie zur Bildung von chemischen Verbindungen führen, oder derart, daß sie eine Absorption oder eine Adsorption betreffen. ¹ In the chemical industry in particular, there are a number of processes in which gases react with liquids. These ill effects can be of various kinds, for example of the kind that they lead to the formation of chemical compounds or of the kind that they relate to absorption or adsorption.

SAD ORIQJNALSAD ORIQJNAL

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Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein neues Verfahren zum Zustandebringen von Reaktionen dieser Art zwischen Flüssigkeiten und Gasen. Dieses Verfahren is^:: insbesondere anwendbar auf Verfahren, in denen die Flüssigkeitsmenge verhältnismäßig klein ist, während die Gasmenge sehr groß ist. Verfahren dieser Art werden beispielsweise im Zusammenhang mit der Entschwefelung von Rohöl, der Herstellung von Hypochlorit und der Hers teilung von Schwefelsäure und Oleuu angewendet.The present invention now relates to a new method of bringing about reactions of this type between liquids and gases. This procedure ^is: particularly applicable to processes in which the amount of liquid is relatively small, while the amount of gas is very large. Processes of this type are used, for example, in connection with the desulphurisation of crude oil, the production of hypochlorite and the distribution of sulfuric acid and oleuu.

Das erf indungsgernäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die für die Umsetzung vorgesehene Flüssigkeit mittels eines anderen Gases als dem, mit dem die Flüssigkeit umgesetzt werden soll, in einen Schaum überführt, gegebenenfalls eine Substanz zur Herabsetzung der Oberflächenspannung zusetzt, den so gebildeten Schaum in einen Kanal bzw. in eine llinne einführt, den Schaum in dem Kanal durch ein perforiertes £lernent in der Weise stützt, daß er die Durchflußoberfläche des Kanals bedeckt, und das für die Umsetzung mit der Flüssigkeit vorgesehene Gas durch den Kanal in den Schaum einströmen läßt. Durch die vorliegende Erfindung kann die größtmögliche Kontaktoberfläche zwischen der Flüssigkeit und dem Gas, mit dem sie reagieren soll, erzielt werden. Dadurch ist eine sehr schnelle iLeaktion zwischen der Flüssigkeit und dem Gas möglich unc' es werden ϊ'-e-The method according to the invention is characterized in that the liquid intended for the reaction by means of a different gas than that with which the liquid is reacted is to be converted into a foam, optionally adding a substance to reduce the surface tension, the introduces foam formed in this way into a channel or into a liner, the foam in the channel through a perforated lernent in the Way that it covers the flow surface of the channel, and the gas intended for the reaction with the liquid can flow through the channel into the foam. The present invention enables the largest possible contact surface between the liquid and the gas with which it is to react. This is a very fast iLeaction between the liquid and the gas possible unc 'there are ϊ'-e-

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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din;rungen geschaffen, die gewährleisten, daß das gesamte eingeführte Gas mit der Flüssigkeit reagiert.din; ments created to ensure that all imported Gas reacts with the liquid.

Die Erfindung ist insbesondere dann anwendbar, wenn eine große Gasmenge mit einer kleinen Flüssigkeitsmenge umgesetzt werden soll und das Gas nur einen Teil einer Gasmischung darstellt. Wenn in einem derartigen Falle das bisher bekannte Verfahren angewendet wird, bei dem die Flüssigkeit in sehr kle.i.nen Tröpfchen in einer Kammer fein verteilt wird, durch die die Gasmischung strömt, kann nur eine verhältnismäßig geringe Ga.smenge mit der Mengeneinheit der Flüssigkeit zur Reaktion gebracht werden. Wenn nämlich die Flüssigkeitstropfchen nicht mit dem Teil der Gasmischung, der nicht mit der Flüssigkeit reagiert, aus der Kammer herausgetragen werden sollen, muß die in die Kammer pro Zeiteinheit eingeführte Menge der Gasmischung, d.h. die Gasströmungsgeschwindigkeit, verhältnismäßig klein sein. Die Folge davon ist, beispielsweise bei der Herstellung von konzentrierter Schwefelsaure, bei der eine Mischung von SO..., SOo und N„ durch eine Kammer strömen gelassen wird, in der Wasser in fein verteilter Form versprüht wird, daß die BIe3-'stellung in verschiedenen Stufen durchgeführt werden muß oder mit anderen Worten, daß die Flüssigkeit mehrere Male fein verteilt werden muß, bevor eine ausreichend große Menge an S0~- Gas mit ihr reagiert hat.The invention is particularly applicable when a large amount of gas is reacted with a small amount of liquid and the gas is only part of a gas mixture. If in such a case the previously known method is used, in which the liquid is finely distributed in very small droplets in a chamber through which the Gas mixture flows, only a relatively small amount of gas can be reacted with the unit of quantity of the liquid. If namely the liquid droplets do not with that part of the gas mixture that does not react with the liquid, to be carried out of the chamber, must the amount of gas mixture introduced into the chamber per unit of time, i.e. the gas flow rate, is proportionate be small. The consequence of this is, for example in the production of concentrated sulfuric acid, in the case of a mixture from SO ..., SOo and N "is allowed to flow through a chamber, in which water is sprayed in finely divided form, so that the BIe3 position must be carried out in different stages or in other words that the liquid must be finely divided several times before a sufficiently large amount of S0 ~ - Gas reacted with her.

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Durch Umwandlung der Flüssigkeit in einen Schaum nach dem erfindungsgcnäßen Verfahren* anstatt in eine Dispersion von kleinen Tröpfchen ist es möglich, eine größere Gasmenge als früher in unmittelbaren Kontakt mit der Flüssigkeit zu bringen, ohne daß die Gefahr besteht, daß Flüssigkeitsteilchen mit dem Gas herausgetragen werden..Da die Flüssigkeit in einer kontinuierlichen Phase in dem Schaum vorliegt, kann sie in der Reaktionskammer selbst dann zurückgehalten werden, wenn die Teile der Gasmischung, die mit der Flüssigkeit nicht reagieren, mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit durch die Reaktionskammer strömen.By converting the liquid into a foam by the process according to the invention instead of into a dispersion of small droplets it is possible to have a larger amount of gas than before in direct contact with the liquid without the risk of liquid particles being carried out with the gas..Da the liquid is in a continuous phase in the foam, it can be retained in the reaction chamber even when the parts of the gas mixture that do not react with the liquid at a relatively high rate flow through the reaction chamber.

Falls gewünscht, kann der verwendete Schaum nach einer bestimmten Verweilzeit aus dem Kanal, d.h. der Reaktionskammer, entfernt werden. Vorzugsweise läßt man jedoch den Schaum wähl·*end der Umsetzung zwischen dem Gas und der Flüssigkeit zusammenfallen, wobei der verbrauchte Schaum dann aus dem Kanal in Form einer Flüssigkeit entnommen und ein Gas daraus freigesetzt wird. In einem bestimmten Abstand von der Stelle, an der das mit der Flüssigkeit reagierende Gas in den Schaum eingeführt wird, wird neuer Schaum in den Kanal eingeführt. Dadurch wird vermieden, daß der Schaum zu schnell zerstört wird. Der Kanal wird vorzugsweise nach und nach mit neuem Schaum gefüllt, wenn der vorher eingeführte Schaum verbrauchtIf desired, the foam used can after a certain dwell time from the channel, i.e. the reaction chamber, removed. Preferably, however, the foam is left to select the reaction between the gas and the liquid collapse, with the used foam then removed from the channel in the form of a liquid and a gas from it is released. At a certain distance from the point where the gas reacting with the liquid enters the foam is introduced, new foam is introduced into the canal. This prevents the foam from being destroyed too quickly will. The channel is preferably gradually filled with new foam as the previously introduced foam is used up

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MM J OMMM J OM

ist, und zwar in der Ueise, daß sich der Schaum entgegengesetzt zur Richtung des Gases, das mit der Flüssigkeit reagiert, bewegt. Der neue Schaum wird vorzugsweise intermittierend eingeführt. is, in the Ueise that the foam is opposite moves towards the direction of the gas that reacts with the liquid. The new foam is preferably introduced intermittently.

Uenn die durch den Kanal strömende Gasmiscliung mehr als ein Gas enthält, das mit dem Flüssigkeitsschaum in dem Kanal re-If the gas mixture flowing through the channel is more than one Contains gas that reacts with the liquid foam in the channel

agieren kann und wenn ein spezieller Vertreter dieser Gase für diese Umsetzung eine kürzere Zeit erfordert als die anderen, kann die EinStrömungsgeschwindigkeit des Gases in den Schaum und/oder die Dicke der Schaumschicht in der Weise · gesteuert werden, daß nur das jeweilige Gas mit der Flüssigkeit reagiert, während die anderen Gase den Schaum passieren, ohne mit der Flüssigkeit zu reagieren. Die Dicke der Schaumschicht kann ebenfalls in bezug auf mögliche Variationen des Gehaltes an dem mit der Schaumflüssigkeit umzusetzenden Gases in der Gasmischung gesteuert werden.can act and if a special representative of these gases requires a shorter time for this implementation than the others, the inflow velocity of the gas into the foam and / or the thickness of the foam layer can be controlled in such a way that only the respective gas contains the liquid reacts while the other gases pass through the foam without reacting with the liquid. The thickness of the foam layer can also with regard to possible variations in the content of the gas to be reacted with the foam liquid can be controlled in the gas mixture.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.The following examples are intended to explain the invention in more detail without, however, restricting it thereto.

example 1

üei der Entfernung von Schwefel aus Rohöl leitet man gewöhnlichThe removal of sulfur from crude oil is usually conducted

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Wasserstoffgas durch das Lohöl, wobei der Wasserstoff dann den Schwefel bindet und Schwefelwasserstoff bildet. Jiese Verbindung, die ebenfalls ein Gas ist wie Wasserstoff, verläßt das llohöl. Zur Gewinnung des Schwefeis in dein Schwefelwasserstoff kann letzterer dann mit Schwefelkohlenstoff in Kontakt gebracht werden, wobei de: Schwefel durch letzteren gebunden wird. Erfindungsgemäß wird eine die Oberflächenspannung herabsetzende Substanz dem Schvrefelkohienstoff zugesetzt, danach wird durch Versprühen des Schwefelkohlenstoffs zusammen mit Wasserstoffgas in fein verteilter Form gegen ein feines Maschennetz ein Schaum gebildet. Der' auf der anderen Seite des Netzes gebildete Schaum wird in einen vertikalen K^nal eingeführt, in dem ein perforiertes Element als Träger für den Schaum angeordnet ist, welches den Querschnitt des Kanals bedeckt. Von unten läßt man dann durch das perforierte Element Schwefelwasserstoff in die Schaumschicht einströmen, wobei der Schaum zusammenfällt und Wasserstoff gr.s freisetzt. Der konzentrierte Schwefelkohlenstoff wird auf geeignete Art und Weise, beispielsweise durch eine Sammelrille, die in der Kanal· wand angebracht ist, aus dem Kanal entfernt. Das freigesetzte Uasserstoffgas kann dann zum Durchleiten durch das .,ohö.l. verwendet werden.Hydrogen gas through the tan oil, with the hydrogen then binds the sulfur and forms hydrogen sulfide. Jiese Compound, which is also a gas like hydrogen, leaves the oil. To extract the sulfur in your hydrogen sulfide can the latter then with carbon disulfide in Be brought into contact, where de: sulfur through the latter is bound. According to the invention, one becomes the surface tension degrading substance added to the carbon dioxide, thereafter, by spraying the carbon disulfide together with hydrogen gas in finely divided form a foam is formed against a fine mesh network. The 'on the other side of the The foam formed by the network is introduced into a vertical channel, in which a perforated element serves as a support for the Foam is arranged, which covers the cross section of the channel. Hydrogen sulfide is then allowed to flow into the foam layer from below through the perforated element, with the foam collapses and releases hydrogen gr.s. Of the concentrated carbon disulfide is used in a suitable manner and Way, for example by a collecting groove which is made in the channel wall, removed from the channel. The released Urogengas can then be passed through the., Ohö.l. used will.

2 0 98 85/1306 _BAD 2 0 98 85/1306 _BAD

Example 2

Bei eier Herstellung von Hypochlorit läßt man Chlor mit einer Hatriunhydroxydlösung reagieren. Erfindungsgemäß wird aus der I-iatriumhydroxydlösting und Luft auf die gleiche Ueise wie in Beispiel 1 ein Schrum hergestellt. In.diesen Falle ist die Verwendung einer Substanz zur Herabsetzung der Oberflächenspannung nicht erforderlich. Der gebildete Schaum wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 in einen vertikalen Kanal eingeführt, in dein als Träger für den Schaum ein perforiertes Element angeordnet ist. Von unten läßt man dann Chlor gas durch das perforierte Hlement in den Schaum einströmen, wobei der Schaum zusammenfällt und Luft freisetzt. Das Chlorgas hat dann mit der ITatriumhydro:;>ydlösung reagiert und Hatriuinhypochlorit gebildet, das in Form einer wässrigen Lösung aus dem Kanal entfernt wird.When producing hypochlorite, chlorine is left with a Hatriunhydroxydlösung react. According to the invention, the Dissolving sodium hydroxide and air in the same manner as in Example 1 made a Schrum. In this case the Use of a substance to reduce surface tension not mandatory. The foam formed is in the same way as in Example 1 in a vertical channel introduced, in your as a carrier for the foam a perforated Element is arranged. Chlorine gas is then allowed to flow from below through the perforated Hlement into the foam, the Foam collapses and air is released. The chlorine gas then reacted with the sodium hydroxide solution and hatriuin hypochlorite formed, which is removed from the channel in the form of an aqueous solution.

Example 3

Bei der Herstellung von Schwefelsäure löst man SO„-Gas in Uc.sGcr.auf. Das SO„-Gas erhält man wie folgt: eine Schwefel enthaltende Substanz wird verbrannt, so daß SO₉-GaS erhalten wird. Dieses wird in einer speziellen Umwand lung sapp ar ε. tür zu S0»-Gas ojrydiert, wobei eine S0„-Gas enthaltende Gasmischung erhalten wird.In the production of sulfuric acid, SO “gas is dissolved in Uc.sGcr. The SO “gas is obtained as follows: a sulfur-containing substance is burned so that SO ₉ gas is obtained. This is converted into a special sapp ar ε. Ojrydiert for S0 »gas, a gas mixture containing S0» gas being obtained.

209885/1306 _{BAD 0R1}eiN*U209885/1306 _BATHROOM 0R1 ON * U

Auf die oben beschriebene Weise wird ein Schaum aus Luft und Wasser gebildet, wobei letzterem eine die Oberflächenspannung herabsetzende Substanz, wie z.B. Ammoniumlauryläthersulfat zugesetzt worden ist. Der Schaum wird in einen vertikalen Kanal eingeführt, der von der S0„ enthaltenden Gasmischung durchströmt ist. In dem Kanal wird der Schaum auf ein perforiertes Trägerelement aufgebracht, so daß er die Durchströmungsfläche des Kanales bedeckt, und die Gasmischung wird durch den Schaum geschickt. Das SO„-Gas in der Gasmischung löst sich dann in dem Wasser unter Bildung von Schwefelsäure, während der restliche Teil der Gasmischung weiter durch den Schaum strömt und die Reaktionskammer in dem Kanal verläßt. Der Schaum fällt nach und nach zusammen, in dem Maße, wie sich die Schwefelsäure bildet, die Schwefelsäure läuft nach unten durch den Schaum und entlang der Wände des Kanals an eine Sammelstelle unterhalb des perforierten Elementes, während die in dem Schaum eingeschlossene Luft zusammen mit dem restlichen Teil der Gasmischung abströmt.In the manner described above, a foam is formed from air and water, the latter being the surface tension degrading substance such as ammonium lauryl ether sulfate has been added. The foam is introduced into a vertical channel through which the gas mixture containing SO 2 is flowed through. In the channel, the foam is applied to a perforated support element so that it covers the flow area of the channel is covered and the gas mixture is sent through the foam. The SO “gas in the gas mixture Then dissolves in the water to form sulfuric acid, while the remaining part of the gas mixture continues through the Foam flows and leaves the reaction chamber in the channel. The foam gradually collapses as the sulfuric acid forms, the sulfuric acid runs down through the foam and along the walls of the canal a collection point below the perforated element, while the air trapped in the foam together with the remaining part of the gas mixture flows off.

Bei der Herstellung von konzentrierter Schwefelsäure kann der Schaum gewünschtenfalls aus Schwefelsäure einer niedrigeren Konzentration hergestellt werden.In the production of concentrated sulfuric acid, the foam can, if desired, consist of sulfuric acid of a lower Concentration can be established.

Mach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch Oleum herge-In the process according to the invention, oleum can also be produced

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stellt werden. Der Schaum kann dann aus Uc.sser oder Schwefelsäure verschiedener Konzentration gebildet werden. Der Rest des Verfahrens verläuft wie in Beispiel 3.will be presented. The foam can then be made from Uc.sser or sulfuric acid different concentration. The rest of the procedure is as in Example 3.

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Claims

29. Juni 1972June 29, 1972

- ίο -- ίο -

Claims

Method for bringing about a translation between a Liquid and a gas, characterized in that the liquid by means of a gas other than that with which the liquid is to be converted into a Foam transferred, introduces the foam thus formed into a channel, the foam in the channel by means of a perforated Element in the way that it supports the throughflow The pool of the canal is covered, and the gas to be converted flows through the canal into the foam leaves.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas is allowed to flow in the V / ice through the channel that it first passes the perforated element before flowing into the foam.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized by that one gradually introduces new foam into the channel when parts of the previously introduced foam are used up.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized

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draws that one uses the foam in the form of a liquid and in the form of the gas released therefrom, which is used to produce the foam, is removed from the channel.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that one is at a certain distance from the point at which the gas to be reacted with the liquid in the foam introduced λ / ird, introduces new foam.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that one gradually introduces new foam into the channel, in which the previously introduced foam would be used up v? ird, in such a way that it moves in the opposite direction to the release of the gas which reacted with the liquid will.

7. The method according to any one of claims 1 b: Ls 6, characterized in that that one introduces new foam intermittently into the channel.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that one introduces hydrogen sulfide into a foam formed from carbon disulfide and a gas.

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9. The method according to claim 8, characterized in that the Makes foam from carbon disulfide and hydrogen gas.

10. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that a gas containing SO “can be converted into one made of water initiated foam formed.

11. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that you can convert an SO-containing gas into one made from sulfuric acid initiated foam formed.

12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the foam is produced by means of air.

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