DE539831C

DE539831C - Process for the separation of liquid mixtures into their components

Info

Publication number: DE539831C
Application number: DEN30611D
Authority: DE
Inventors: Willem Johannes Dominicus V Dr
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1929-06-03
Filing date: 1929-07-07
Publication date: 1931-12-02
Also published as: NL29340C

Description

Verfahren zur Zerlegung von Flüssigkeitsgemischen in ihre Bestandteile Es ist bekannt, die Zerlegung eines Flüssigkeitsgemisches in seine Bestandteile oder Bestandteilgruppen durch Rektifikation durchzuführen. Dabei macht man von der Tatsache Gebrauch, daß der Dampf eines Flüssigkeitsgemisches eine Zusammensetzung hat, die im allgemeinen von der Zusammensetzung derjenigen Flüssigkeit abweicht, m der er sich im Gleichgewicht befindet. Durch geeignete Anwendung des Gegenstromverfahrens zwischen Dampf-und Flüssigkeitsphase kann man bei diesen bekannten Verfahren theoretisch die einzelnen reinen Bestandteile oder Bestandteilgruppen des zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisches erhalten: in der Praxis gelingt es, das theoretisch mögliche Resultat annähernd zu erreichen. Erhitzung und Abkühlung spielen bei diesem bekannten Verfahren eine große Rolle.Process for breaking down liquid mixtures into their constituent parts It is known that a liquid mixture is broken down into its components or to perform constituent groups by rectification. One makes of the Fact use that the vapor of a liquid mixture has a composition which generally differs from the composition of the liquid m that he is in equilibrium. By appropriate use of the countercurrent process between vapor and liquid phases can theoretically be made in these known processes the individual pure constituents or constituent groups of the liquid mixture to be broken down received: in practice it is possible to approximate the theoretically possible result to reach. Heating and cooling play a role in this known process major role.

Man hat deshalb aus wärmewirtschaftlichen Gründen auch schon vorgeschlagen, einem Flüssigkeitsgemisch mittels einer Rilfsflüssigkeit einen oder mehrere Bestandteile durch Extraktion zu entziehen. So ist es z. B. in der Petroleumtechnik üblich. gewisse Petroleumfraktionen einer Behandlung mit flüssigem SO, zu unterwerfen, wobei sirh dann eine Gruppe von aromatischen Bestandteilen in SO löst und mit dieser Flüssigkeit entfernt werden kann. Diese und ähnliche gegebenenfalls nach dem Gegenstromprinzip arbeitende Verfahren sind insofern nicht rationell, als keine vollständige Trennung zwischen den verschiedenen Komponenten erreicht wird, d. h. sie führen nicht zu einer wirklichen Zerlegung des Flüssigkeitsgemisches. It has therefore already been proposed, for reasons of thermal economy, that one or more components of a liquid mixture by means of an auxiliary liquid to be withdrawn by extraction. So it is z. B. common in petroleum technology. certain To subject petroleum fractions to a treatment with liquid SO, whereby sirh then a group of aromatic constituents dissolves in SO and with that liquid can be removed. These and similar, if necessary, according to the countercurrent principle working processes are not efficient in that there is no complete separation between the various components is achieved, d. H. they don't lead to a real breakdown of the liquid mixture.

Es wurde nun gefunden, daß eine Zerlegung von Flüssigkeitsgemischen durch Extraktion recht gut möglich ist, wenn man nicht von einer, sondern zu gleicher Zeit von zwei Extraktionsflüssigkeiten ausgeht. Diese Extraktionsflüssig, rkeiten werden so gewählt, daß sie gegenseitig schlecht, wenn möglich überhaupt nicht, löslich sind, während das Verhältnis. in dem die verschiedenen Bestandteile oder Bestandteilgruppen des zu trennenden Flüssigkeitsgemisches sich über die zwei Extraktionsflüssigkeiten verteilen, vorzugsweise so verschieden wie möglich ist. zweiter ist es nötig, die zwei Extraktionsflüssigkeiten im Gegenstrom aneinander entlang oder durcheinander zu führen, wobei man von der Schwerkraft Gebrauch machen kann, und dies um so besser, je größer der Unterschied der spezifischen Gewichte der beiden Extraktionsflüssigkeiten ist. It has now been found that a decomposition of liquid mixtures by extraction is quite possible if one is not from one, but to the same Time assumes two extraction liquids. These extraction liquids are chosen so that they are mutually poorly, if possible not at all, soluble are while the relationship. in which the various constituents or constituent groups of the liquid mixture to be separated flows through the two extraction liquids distribute, preferably as different as possible. second it is necessary that two extraction liquids in countercurrent along each other or messing around, using gravity, and The greater the difference in the specific gravity of the two, the better Extraction liquids is.

Der Unterschied der spezifischen Gewichte der Extraktionsflüssigkeiten ist aber kein wesentlicher Faktor, da es für die Ausübung des neuen Verfahrens nur erforderlich ist, daß die sich im Gegenstrom zueinander bewegenden Extraktionsflüssigkeiten befähigt sind, die in ihnen gelösten Stoffe des zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisches gegenseitig auszuwechseln. Hierzu braucht man aber keine direkte Berührung der Extraktionsflüssigkeiten; es genügt auch, wenn man die Extraktionsflüssigkeiten, ohne von der Schwerkraft Gebrauch zu machen, zu beiden Seiten einer Diffusionsmembran entlang führt, durch die hindurch die gelösten Stoffe durch Diffusion zur Auswechselung kommen können. The difference in the specific gravity of the extraction liquids but is not an essential factor as it is for the practice of the new procedure only it is necessary that the extraction liquids moving in countercurrent to one another are capable of removing the substances dissolved in them from the liquid mixture to be broken down to exchange each other. However, this does not require direct contact with the extraction liquids; it is also sufficient if one uses the extraction liquids without being affected by gravity To make use of it, leads along a diffusion membrane on both sides through which the dissolved substances can be exchanged by diffusion.

Dann kann man auch Flüssigkeiten mit gleichem spezifischen Gewicht als Extraktionsflüssigkeiten verwenden.Then you can also use liquids with the same specific weight use as extraction liquids.

Man kann das Verfahren nach der Erfindung kontinuierlich oder unterbrochen durchführen. Bei derkontinuierlichen Dul chführung des Verfahrens durchläuft das Flüssigkeitsgemisch hintereinander eine Anzahl von Vorrichtungen, in denen jedesmal einer der Bestandteile oder eine Gruppe der Bestandteile abgetrennt wird. Die zu trennende Mischung wird dazu in einer bestimmten Höhe in einen mit Flüssigkeit gefüllten, senkrechten Waschturm eingeführt. Die Füllung des Waschturmes besteht zu Beginn aus einer Mischung der zwei Extraktionsflüssigkeiten, die man herstellt, indem man von oben in den Turm die eine, spezifisch schwerere und von unten die andere, spezifisch leichtere Extralrtionsflüssigkeit einfiihrt. Läßt man nun das zu zerlegende Flüssigkeitsgemisch beispielsweise in der Mitte des Turmes zufließen, dann wird es an die beiden Extraktionsflüssigkeiten die in ihnen löslichen Bestandteile oder Bestandteilgruppen abgeben. Beim weiteren Aneinandervorbeiströmen oder Durcheinanderströmen der beiden Extraktionsflüssigkeiten wird nun n das zu zerlegende Gemisch in zwei Gruppen von Bestandteilen getrennt. Nachdem die schwerere Extraktionsflüssigkeit den Waschturm durchströmt hat, wird sie mit dem in ihr gelösten Bestandteil oder Bestandteilgemenge unten aus dem Turm abgezogen. The process according to the invention can be continuous or interrupted carry out. In the continuous implementation of the process, this happens Liquid mixture in a row a number of devices in which each time one of the constituents or a group of the constituents is separated. The too The separating mixture is poured into a liquid-filled, vertical washing tower introduced. The washing tower is filled at the beginning from a mixture of the two extraction liquids that are produced by from above into the tower one, specifically heavier, and from below the other, specifically introduces lighter extrusion fluid. If one now leaves the liquid mixture to be broken down for example in the middle of the tower, then it will flow to the two extraction liquids release the constituents or constituent groups that are soluble in them. With further The two extraction liquids flow past one another or through one another the mixture to be broken down is now separated into two groups of components. After the heavier extraction liquid has flowed through the washing tower, is it with the constituent or mixture of constituents dissolved in it from below from the tower deducted.

Ähnlich wird am oberen Ende des Waschturmes die spezifisch leichtere ExtI aktionsflüssigkeit mit dem in ihr gelösten Bestandteil oder Bestandteilgemenge des zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisches abgeführt.Similarly, the specifically lighter one becomes at the upper end of the washing tower ExtI action liquid with the constituent or mixture of constituents dissolved in it the liquid mixture to be separated is discharged.

Sodann werden durch Destillation, Rektifikation, Ausfrieren oder in anderer bekannter physikalischer oder chemischer Art und Weise die Extraktionsflüssigkeiten von den in ihnen gelösten Komponenten des zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisches getrennt; die so regenerierten Extraktionsflüssigkeiten können wieder im Kreislauf verwendet werden. Nachdem der gewünschte reine Bestandteil oder das gewünschte Gemenge von Bestandteilen etbgetrennt worden ist, wird das noch nicht genügend zerlegte Gemisch - d. h. die ursprüngliche Mischung, befreit vom gewünschten Bestandteil oder Bestandteilgemenge - in ähnliche Waschtürme geführt, in denen es in gleicher Weise der Einwirkung der gleichen oder anderer Extraktionsflüssigkeiten ausgesetzt wird. Auf diese Weise gelingt es schließlich, eine vollständige Zerlegung des Flüssigkeitsgemisches herbeizuführen.Then by distillation, rectification, freezing or in in another known physical or chemical manner the extraction liquids separated from the dissolved in them components of the liquid mixture to be broken down; the extraction liquids regenerated in this way can be reused in the cycle will. After the desired pure component or the desired mixture of If the components have been separated, the mixture is not yet sufficiently decomposed - d. H. the original mixture, freed from the desired constituent or mixture of constituents - led to similar washing towers, in which there is the same effect of the is exposed to the same or different extraction liquids. In this way it finally succeeds in bringing about a complete breakdown of the liquid mixture.

Bei dem unterbrochenen Verfahren werden aus einer bestimmtep Menge des Flüssigkeitsgemisches hintereinander in der gleichen Vorrichtung die gewünschten reinen Bestandteile oder Bestandteilgemenge abgetrennt. Hierbei fällt die fortwährende Zufuhr des zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisches fort; es wird dafür die ganze Menge des zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisches in einen Behälter gebracht, gegebenenfalls gleichzeitig mit einer der Extraktionsflüssigkeiten. Die im Behälter anwesende Flüssigkeit wird dann in einen Waschturm gebracht, durch den gleichzeitig die beiden Extraktionsflüssigkeiten in der oben beschriebenen Art und Weise hindurdgeführt werden. Die Verbindung zwischen dem Behälter für das zu zerlegende Flüssigkeitsgemisch und dem Waschturm kann z. B. so hergestellt werden, daß man aus dem Behälter das zu zerlegende Flüssigkeitsgemisch an irgendeiner Stelle in den Waschturm hineinpumpt und, nachdem es hier durch die Einwirkung der Extraktionsflüssigkeiten verändert worden ist, an einer in der nächsten Nähe der Zuleitung liegenden Stelle wieder aus dem Waschturm abzieht und zum Behälter zurückführt. In the case of the interrupted procedure, a certain amount of of the liquid mixture one after the other in the same device the desired separated pure constituents or mixture of constituents. Here the continuous Supply of the liquid mixture to be broken down; it will do the whole lot for it of the liquid mixture to be broken down into a container, if necessary simultaneously with one of the extraction liquids. The liquid present in the container is then brought into a washing tower through which the two extraction liquids are simultaneously carried out be conducted in the manner described above. The connection between the container for the liquid mixture to be separated and the washing tower can, for. B. can be made so that the liquid mixture to be broken down is removed from the container pumped into the washing tower at some point and after it has passed through the Exposure to the extraction fluids has been changed, one in the next Remove the point located near the supply line again from the washing tower and to the container returns.

Man vergrößert hierdurch gleichsam an der Berührungsstelle den Inhalt des Waschturmes um den Inhalt des Behälters, so daß das Flüssigkeitsgemisch im ganzen mit den Extraktionsflüssigkeiten in Berührung kommt: die verschiedenen Bestandteile oder Bestandteilgruppen werden dann z. B. durch Regelung der Strömungsgeschwindigkeiten der Extraktionsflüssigkeiten je nach dem Grade der Löslichkeit der Bestandteile Xin den gewählten Extraktionsflüssigkeiten nacheinander dem zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisch entzogen, mit der betreffenden Extraktionsflüssigkeit abgezogen und weiter, wie bei der ununterbrochenen Arbeitsweise beschrieben, verarbeitet. Als Verbindungsstelle zwischen Turm und Behälter kann man die Decke, den Boden oder eine zwischen Decke und Boden gelegene Stelle des Waschturmes wählen. This increases the content at the point of contact, as it were of the washing tower to the contents of the container, so that the liquid mixture as a whole comes into contact with the extraction liquids: the various components or constituent groups are then e.g. B. by regulating the flow rates of the extraction liquids depending on the degree of solubility of the constituents Xin the selected extraction liquids in succession to the liquid mixture to be broken down withdrawn, withdrawn with the relevant extraction liquid and further, how in the uninterrupted way of working described, processed. as The connection point between the tower and the container can be the ceiling, the floor or choose a point of the washing tower between the ceiling and the floor.

Im ersten Fall werden die durch die Zerlegung erhaltenen Bestandteile oder Bestandteilgruppen nacheinander am Boden abgezogen, im zweiten Falle an der Decke. Im dritten Falle werden oben sowie unten am Waschturm gleichzeitig die Bestandteile oder Bestandteilgruppen des zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisches gelöst in der entsprechenden Extraktionsflüssigkeit und, von ihr in bekannter Art trennbar, abgezogen.In the first case, the components obtained by the decomposition or constituent groups withdrawn one after the other at the bottom, in the second case at the Ceiling. In the third case, the components are at the top and bottom of the washing tower at the same time or constituent groups of the liquid mixture to be broken down dissolved in the corresponding Extraction liquid and withdrawn, separable from it in a known manner.

Wenn eine Kombination von zwei Extraktionsflüssigkeiten noch nicht zu einer genügenden Zerlegung des Flüssigkeitsgemisches führt, kann man die noch nicht getrennten Gruppen von ähnlichen Bestandteilen in einer zweiten Vorrichtung der Einwirkung von anderen Extraktionsfiüssigkeitskombinationen unterwerfen. If a combination of two extraction liquids does not work leads to a sufficient decomposition of the liquid mixture, one can still do that not separate groups of similar components in a second device subject to the action of other extraction liquid combinations.

Man kann das neue Verfahren mit den Vorgängen vergleichen, die in einer Rektifikationskolonne vor sich gehen. Statt der dabei in bezug auf ihre Zusammensetzung von der Flüssigkei;sphase abweichenden Dampfphase tritt beim neuen Verfahren eine zweite Flüssigkeitspliase auf, die gleichfalls hinsichtlich der zu trennenden Bestandteile von der ersten Flüssigkeit abweicht. Wie bei der Rektifikation wird die Schärfe der Trennung beeinflußt durch die Größe der Berührungsfläche zwischen beiden Phasen, durch die Menge der in der Zeiteinheit hindurchgeführten Phasen, durch das gegenseitige Verhältnis dieser beiden, durch die Maßnahmen, die verhindern. daß schon getrennte Komponenten sich wieder miteinander vermischen. One can compare the new procedure with the processes that are carried out in a rectification column going on. Instead of doing so in terms of their composition A vapor phase, which differs from the liquid phase, occurs in the new process second liquid split, which also with regard to the components to be separated differs from the first liquid. As with rectification, the sharpness becomes the separation influenced by the size of the contact area between the two phases, by the amount of phases passed through in the unit of time, by the mutual Ratio of these two, through the measures that prevent it. that already separated Components mix together again.

Ein wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die Entfernung der Bestandteile nach dem Grad ihrer Löslichkeit statt, wie bei der Rektifikation, nach dem Grad ihrer Feuchtigkeit erfolgt, wodurch es möglich ist, durch Veränderungen in der Wahl der Extraktionsflüssigkeiten die Trennung in verschiedener Weise durchzuführen. A major advantage of the new method is that the removal of the constituents according to the degree of their solubility takes place, as in the Rectification, carried out according to the degree of their moisture, which makes it possible by changes in the choice of extraction liquids the separation into different Way to perform.

Schließlich ist noch möglich, daß als eine der Extraktionsflüssigkeiten auch ein Bestandteil oder eine Gruppe von Bestandteilen, die in dem zu zerlegenden Flüssigkeitsgemisch anwesend ist, verwendet werden kann. Auch ist es nicht immer nötig, die beiden Extraktionsflüssigkeiten über die ganze Turmlänge im Gegenstrom zueinander zu führen.Finally, it is also possible that as one of the extraction liquids also a constituent or a group of constituents included in the one to be decomposed Liquid mixture is present, can be used. Nor is it always necessary, the two extraction liquids over the entire length of the tower in countercurrent to lead to each other.

Nach dem neuen Verfahren lassen sich Flüssigkeitsgemische beliebiger Art in einzelne Bestandteile oder Bestandteilgruppen zerlegen. So kann man beìspielsweise Kohlenwasserstoffgemische, insbesondere schwerer Art, mit Benzin und flüssigem Schwefeldioxyd als Extraktionsflüssigkeit gemäß der Erfindung zerlegen. Ebenso gelingt die Zerlegung von Leuchtpetroleum, Gasöl, leichten Schmierölfraktionen mit beispielsweise Methylalkohol und Schwefelkohlenstoff als Extraktionsflüssigkeiten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, da das Verfahren ganz allgemein anwendbar ist. According to the new process, any liquid mixture can be used Break down type into individual components or component groups. So you can, for example Mixtures of hydrocarbons, especially heavy ones, with gasoline and liquid sulfur dioxide disassemble as extraction liquid according to the invention. The dismantling is also successful of kerosene, gas oil, light lubricating oil fractions with, for example, methyl alcohol and carbon disulfide as extraction liquids. However, the invention is not limited to these exemplary embodiments, since the method can be applied very generally is.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for the separation of liquid mixtures into their components by extraction, characterized in that the to be broken down Liquid mixture continuous or discontinuous with two in countercurrent mutually guided extraction liquids are brought into contact with each other are insoluble or only slightly soluble and are different, suitably strongly from one another different solvency for the individual components or component groups of the liquid mixture to be broken down.

2. The method according to claim I, characterized in that with extraction liquids is worked, which have different specific weights.