DE2437481A1 - Verfahren und vorrichtung zum dispergieren von zwei ineinander nicht mischbaren fluessigkeiten unterschiedlicher dichte - Google Patents

Description

Bayer Aktiengesel !schaft ^2A37481

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509 Leverkusen. Bayerwerk Mr/eb

1 AUB. 1974

Verfahren und Vorrichtung zum Dispergieren von zwei ineinander nicht mischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dispergieren von zwei ineinander nicht mischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte in einem Behälter. Der Behälter ist dabei in seinem Unterteil mit einem Ablauf und im Oberteil mit einem Zulauf ausgestattet.

Insbesondere bei Prozessen, bei denen der Reaktionsteil in Chargen, der Aufarbeitungsteil aber kontinuierlich betrieben wird, sind Pufferbehälter erforderlich. Flüssige, nicht mischbare Phasen müssen in solchen Behältern eine ständige Verteilung der Phasen ineinander erfahren, damit eine quasi-homogene Dispersion erhalten bleibt.

Es ist bekannt, solche quasi-homogenen Dispersionen mittels eines Rührwerkes zu erzielen, welches die Phasen ineinander verteilt. Dazu ist erfahrungsgemäß ein volumenbezogener Leistungsaufwand von etwa o,1 bis 1 kW/m⁵ notwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren mit geringerem energetischen und eine Vorrichtung mit geringerem konstruktiven Aufwand zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die sich im Behälter unten absetzende schwerere Phase am Behälterunterteil abgezogen und am Behälteroberteil in die leichtere Phase eingedüst wird.

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Dadurch wird erreicht, daß die schwerere Phase fortlaufend von oben nach unten die leichtere Phase durchwandern muß. , Die pro Zeiteinheit umgepumpte Menge soll dabei vorzugsweise der sich pro Zeiteinheit am Behälterunterteil ansammelnden Menge der schwereren Phase entsprechen.

Zur Durchführung des Verfahrens bedient man sich erfindungsgemäß einer Vorrichtung, deren Zulauf und Ablauf durch eine Leitung mit Förderpumpe verbunden sind und wobei am Zulauf eine Dispergiervorrichtung angeordnet ist.

Die Dispergiervorrichtung besteht alternativ aus mindestens einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Druckdralldüse oder aus mindestens einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Glattstrahldüse.

Beide Ausführungsformen dienen dazu, die schwerere Phase in der leichteren Phase homogen zu verteilen. Je nach Behälterquerschnitt sind eventuell mehrere Düsen vorzusehen, damit eine gleichmäßige Verteilung über den Behälterquerschnitt erfolgt.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß bei geringem aufzubringendem Energieaufwand und bei nahezu wartungsfreier und sicherer Arbeitsweise eine feindisperse Verteilung ohne Rührwerk erzielt wird. Dadurch entfallen besondere Abdichtprobleme, die bei Rührwerkswellen vorhanden sind. Die aufzubringende Leistung verringert sich mit dem Schlankheitsgrad des Behälters.

Beispiel

Aus einem Behälter wurde als schwere Phase eine wässrige Kochsalzlösung mit einer Dichte von £ = 11oo kg/m mit einer Pumpe kontinuierlich abgenommen und über eine Druckdralldüse am Behälteroberteil in eine aus Toluol bestehende leichtere Phase von ς = 86o kg/m eingesprüht. Zum Erreichen einer homogenen Dispersion wurde bei. einer

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Flüssigkeitshöhe von insgesamt 2,5 m eine Leistung von o,o3 kW/m benötigt.

In einer Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die Vorrichtung rein schematisch im Längsschnitt mit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneter Druckdralldüse und

Figur 2 die Vorrichtung mit unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneter Glattstrahldüse.

Im Behälter 1 befindet sich eine schwerere Phase 2 und eine leichtere Phase 3. Die schwerere Phase 2 wird am Behälterunterteil 4 durch den Ablauf 5 über eine Rohrleitung 6, in der eine Pumpe 7 angeordnet ist, abgezogen und am Behälteroberteil 8 durch den Zulauf 9 wieder eingeführt und mittels der Dispergiervorrichtung 1o, die aus einer Druckdralldüse 1o' besteht, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 11 fein verteilt. Die fein verteilten Teilchen 4 der schwereren Phase durchwandern dann die leichtere Phase 3, wodurch eine homogene Dispersion erzielt wird. Als Druckdralldüse eignet sich eine solche wie sie im Ullmann,"Chemischer Apparatebau und Verfahrenstechnik¹,¹ 1951, Verlag Urban & Schwarzenberg, München/Berlin, auf Seite 73o in Abb. 1113 dargestellt ist.

Die Vorrichtung gemäß Figur 2 stimmt mit derjenigen gemäß Figur 1 überein mit der Abweichung, daß der Zulauf 8 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 11 in den Behälter 1 wieder einmündet und mit einer Glattstrahldüse 1ο¹¹ als Dispergiervorrichtung 1o versehen ist. Eine solche Glattstrahldüse ist Ullmann, Seite 729 aus Abb. 1111 zu entnehmen.

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Claims (4)

2437Λ81 Patentansprüche;

1. Verfahren zum Dispergieren von zwei ineinander nicht mischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte in einem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß die sich im Behälter unten absetzende schwerere Phase am Behälterunterteil abgezogen und am Behälteroberteil in die leichtere Phase eingedüst wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bestehend aus einem Behälter mit Ablauf im Behälterunterteil und Zulauf im Behälteroberteil, dadurch gekennzeichnet, daß Zulauf (9) und Ablauf (5) durch eine Leitung (6) mit Förderpumpe (7) verbunden sind und daß am Zulauf (9) eine Dispergiervorrichtung (1o) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiervorrichtung (io) aus mindestens einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (11) angeordneten Druckdralldüse (1o^!) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergiervorrichtung (io) aus mindestens einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (11) angeordneten Glattstrahldüse (1o^fl) besteht.

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