EP1604200A2 - Verfahren und apparatur zur bestimmung des feststoffgehaltes in suspensionen - Google Patents

Verfahren und apparatur zur bestimmung des feststoffgehaltes in suspensionen

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EP1604200A2
EP1604200A2 EP04719468A EP04719468A EP1604200A2 EP 1604200 A2 EP1604200 A2 EP 1604200A2 EP 04719468 A EP04719468 A EP 04719468A EP 04719468 A EP04719468 A EP 04719468A EP 1604200 A2 EP1604200 A2 EP 1604200A2
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EP
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suspension
density
sound
solid composition
speed
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Withdrawn
Application number
EP04719468A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Nordhoff
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Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Degussa GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Degussa GmbH filed Critical Degussa GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention also relates to a device for determining the suspension density p s in flowing suspensions according to the method according to one of Claims 1 to 10, which is characterized in that the device has at least two measuring probes and an apparatus which comprises the suspension or parts thereof freed from the solid composition, and at least one measuring probe is arranged in such a way that it determines the characteristic measured variable of the suspension and the second measuring probe is arranged in such a way that it determines the measured variable of the liquid, that is to say the suspension freed from the solid composition.
  • the suspension preferably has a flow rate that ensures the most homogeneous possible suspension of the particles of the solid composition within the flow. In this way, a higher measuring accuracy is achieved.
  • the minimum necessary flow velocity, which is necessary to achieve a homogeneous suspension of the solid composition can be determined in a simple manner by means of simple experiments.
  • the characteristic parameters used differ for the suspension and the liquid component of the suspension.
  • the density of the solid composition preferably differs from the density of the liquid by at least 5%, preferably by at least 20%, particularly preferably by at least 50% and very particularly preferably by at least 100%. The greater the difference in density, the greater the accuracy of the specific solids content.
  • the density of the solid composition is greater than that of the liquid, but can also be smaller, such as. B. in the case of water.
  • a dead zone in which the second measuring probe measures only the characteristic measured variable of the liquid can also be achieved in a suspension line by using internals. If the dead zone z. B. achieved by partial sedimentation or flotation of the particles relative to the liquid, it is ensured that the liquid is still sufficiently mixed and reflects the state of the liquid in the suspension (in terms of temperature and composition) at all times.
  • the measurement of the characteristic measurement variables of the suspension and the liquid is carried out in such a way that the temperature difference between suspension and liquid is less than 1 K, preferably Heiner is 0.5 Kelvin. There is particularly preferably no temperature difference in the temperature of the fluids.
  • This can e.g. B. can be achieved in that the separation of the solid composition takes place adiabatically or that in the case of a branching, the measurement takes place at approximately the same location of the respective arms of the branching.
  • the temperature of the fluids can also, if this should be necessary from the other process control, z. B. brought to the same temperature within the above limits by using heat exchangers directly in front of the measuring probes.
  • the characteristic measured variable of the suspension and the characteristic measured variable of the liquid are determined in parallel.
  • This embodiment of the method according to the invention is particularly useful when it is not absolutely necessary to separate the solid composition from the suspension, but the solids content should nevertheless be determined.
  • the solids content is again calculated according to formula I or ⁇ .
  • the entire suspension stream is not separated from the solid composition, but rather only a partial stream.
  • the partial streams can be the same size or have a different size.
  • the partial stream in which the solids composition is to be separated is preferably of a smaller size, it being necessary to ensure when separating the streams that the suspensions in the partial streams have the same composition despite the division.
  • the measured quantity of the suspension is determined in the first partial stream.
  • the density is measured as the characteristic measurement variable.
  • the density of the solid composition present in the suspension is required in this process, which z. B. can be determined gravimetrically.
  • the density of the solid composition should remain substantially constant, and in certain cases it may be acceptable if the density of the solid composition is less than ⁇ 2%, preferably less than ⁇ 0.5% and particularly preferably less than ⁇ 0.01 % of their mean fluctuates.
  • the density of the solid composition is multiple, i. H. is determined at regular or irregular intervals.
  • This can e.g. B. gravimetrically in a manner known to those skilled in the art (z. B. displacement method).
  • the solid composition is separated from the suspension. This can be done by means that are already available for performing the method according to the invention, or in the laboratory with the usual methods, such as. B. Filter Verfschreiben with suction filters and subsequent drying in a drying cabinet.
  • the regular intervals can be chosen arbitrarily.
  • An at least daily determination has proven useful since it is checked at least once a day whether the density DF used in formula I still corresponds to the true value.
  • the accuracy of the method according to the invention can be increased by determining the density DF much more frequently. Is the inventive method part of an overall process in which differently composed suspensions file, such as. B. in discontinuous processes, it goes without saying that the density DF must be redetermined each time the suspension composition changes.
  • the method according to the invention is preferably suitable for determining the solids content (suspension density) in suspension crystallization methods, in the treatment of waste water streams which have solids, or in solution / melt crystallization processes.
  • the method is particularly preferably suitable for determining the suspension density of suspensions which have a solids composition which either have only one solid or, in the case of a plurality of solids, only have a constant percentage composition.
  • the method according to the invention is very particularly preferably suitable for determining the suspension density in suspensions which have only one type of solid, that is to say only one compound, as a solid in the solid composition.
  • the method according to the invention for determining the suspension density p "in preferably flowing suspensions is preferably carried out in a device which is characterized in that the device has at least two measuring probes and an apparatus which frees the suspension or parts thereof from the solid composition, and at least one The measuring probe is arranged in such a way that it determines the characteristic measured variable of the suspension and the second measuring probe is arranged in such a way that it determines the measured variable of the liquid, that is to say the suspension freed from the solid composition.
  • the apparatus can have any suitable apparatus as an apparatus for separating the solid composition from the entire suspension stream.
  • the device can have such equipment as z. B. are described in general textbooks, such as. B. in. "Vauck / Müller, Basic Operations of Chemical Process Engineering, 10th Edition, German Publishing House for Basic Materials Industry (1994), Stuttgart”: Chapter 4 "Separating Disperse Systems”. So this separation by sedimentation, so in the gravity field, z. B. with a thickener or HydroHassierer as apparatus, in the centrifuge field, z. B. with a hydrocyclone as apparatus, or by filtration in the gravity / pressure field, for. B.
  • the device has a means for branching the suspension flow, the measuring probe for measuring the characteristic measured variable of the flowing suspension being arranged in one of the partial flows and a device for at least temporarily separating the solid composition from the other in the other partial flow Suspension and the measuring probe for measuring the characteristic quantity of the liquid is arranged.
  • the means can be designed such that the two partial flows are the same size or different.
  • the means is particularly preferably designed such that the partial stream which is characteristic of the measurement Measured variable of the liquid to be used is smaller than the other partial flow, because in this way z. B. the dimensions of the equipment used to separate the solid composition can be made small.
  • Means for such a branch are e.g. B. branching, T- or Y-piece, bypass.
  • the apparatus mentioned above in particular thickeners, hydroclassifiers, HydrozyHon, surface filters, pressure filters, centrifuges, screen centrifuges or sonic screens, are again suitable as devices for separating the solid composition from the partial stream.
  • the computer unit for calculating the solids content has a software that the Calculation from which incoming or stored data (measured variables) is carried out.
  • the computer unit also preferably has storage devices in which the data, in particular the data for the specific speed of sound for the suspension with the maximum solids content and the maximum solids content itself or density of the solids composition, can be stored. It may be advantageous if the device also has a means of display, such as. B. a display or a monitor or for recording, such as. B. has a recorder or a printer
  • the device has measurement probes which are probes for determining the speed of sound as a characteristic measurement variable or measurement probes which are probes for determining the density as a characteristic measurement variable.
  • Ultrasound probes are preferably provided as probes for determining the speed of sound.
  • all the usual devices such as B. bending vibrators, Coriolis force sensors, on-line resonance frequency density meters or density probes, which determine the density by means of the speed of sound, are used.
  • At least one of the density probes used is preferably one that determines the density by measuring the speed of sound, preferably ultrasound.
  • density probes z. B. tube probes or immersion probes.
  • Such density probes are available, for example, from Sensotech, Magdeburg. To avoid the influence of the gas bubbles, it has proven to be advantageous if all density probes of the device according to the invention determine the density by measuring the speed of sound.
  • the invention also relates to a method for determining a suspension density p s s in a flowing S-suspension containing acrylic acid or methacrylic acid crystals, a device according to the invention being used.
  • the S suspension in the presently preferred case contains acrylic acid or methacrylic acid crystals, although other substances listed above may also be present as main components of the S suspension.
  • the S suspension preferably contains at least 5, preferably at least 7 and particularly preferably at least 10% by weight, based in each case on the S suspension, of this main component, preferably acrylic or methacrylic acid crystals, acrylic acid crystals being particularly preferred.
  • the S suspension contains acrylic acid or methacrylic acid crystals, preferably acrylic acid crystals, in a range from 0.5 to 60, preferably from 5 to 40, particularly preferably from 7 to 35, very particularly preferably from 9 to 25 and in particular from 10 to 20% by weight, based in each case on the S suspension.
  • the invention further relates to a process for the production of acrylic acid or methacrylic acid, preferably acrylic acid, comprising as process steps, wherein
  • a product gas stream comprising acrylic acid or methacrylic acid is first obtained in an at least one or two-stage, preferably two-stage process, which stream is mixed with a liquid in a so-called quenching device Is brought into contact.
  • liquids are, on the one hand, preferably water or aqueous liquids or, on the other hand, organic compounds, preferably boiling above 100 ° C., which are preferably present as optionally bearing substituents.
  • water or aqueous liquids are preferred and water is particularly preferred.
  • the S-suspension preferably contains acrylic acid or methacrylic acid crystals as the main component
  • the S-liquids that are obtained in the present process often referred to as "mother liquors”.
  • the characteristic value F can be found on the one hand in reference works known to the person skilled in the art, for example Römpp, Lexikon der Chemie, or Ulhnann's Encyclopedia of industrial chemistry, or can be determined by suitable measurement methods, preferably gravimetrically, the determination being made is particularly preferred by suitable absolute measurement methods Disclosure formulas I and II correspond to formula III.
  • the workup is controlled by means of the suspension density.
  • the crystallization in a crystal generator can be regulated by regulating the energy withdrawal by knowing the suspension density.
  • the pumpability and flowability of the crystal suspension can be advantageously controlled via the type of crystallization and via concentration ratios in the crystal suspension.
  • the crystallization is followed by a washing step as a further workup step.
  • the workup can have at least once the combination of crystallization and a washing step which does not necessarily follow immediately.
  • This washing step can also be combined with a solid-liquid separation. It is also possible that the workup has several combinations of crystallization and the subsequent washing step which are connected in series.
  • the washing step in particular when combined with solid-liquid separation, can take place in a washing column, as disclosed, inter alia, in DE 100 36 881 AI and in WO 03/078378 AI, the content of these two references being part of this disclosure.
  • a variable can be obtained with which a number of process parameters which are important in the washing step, in particular when it is carried out in a washing column, can be advantageously controlled.
  • the density or the speed of sound or a combination thereof are determined as characteristic measurement variables S and L in the method according to the invention. If a combination of the characteristic 5 measured variables is determined, it is advantageous to use at least two measuring probes. However, the use of several measuring probes to determine the same measured variable can also contribute to increasing the accuracy of the suspension density measurement.
  • Suitable superabsorbent polymers are generally all those known to the person skilled in the art and at least partially based on acrylic acid. In this connection, reference is made to "Modern Superabsorbent Polymer Technology", FL Buchholz, AT Graham, Wiley-VCH, 1998. Preferred as superabsorbent polymers - based in each case on the superabsorbent polymer - are at least 50% by weight, preferably at least
  • Diaper 25 'and non-woven Association 442.1-99, preferably at least 15 gg of at least lO g / g, and 20 g / g have an absorption according to ERT 10.3-99 of at least 15 g / g and preferred. It is also preferred that superabsorbent polymers have a particle size in accordance with ERT 420.1-99 in the range from 50 to 1,000, preferably 100 to 900 and particularly preferably 200 to 600 ⁇ . Due to the advantageous regulation of
  • Another aspect of the present invention is the use of acrylic acid or methacrylic acid, which can be obtained by a process according to the invention described here, in or for the production of moldings, fibers, films, foams, hygiene articles, auxiliaries for insulation, packaging, pharmaceuticals, cosmetics, foods , 10 animal feed, leather and paper production as well as water treatment.
  • incontinence products feminine hygiene articles such as sanitary napkins and tampons, and diapers are preferred as hygiene articles, with baby diapers being particularly preferred.
  • z. B. can be used in processes in which crystals are generated, these crystals are separated from the suspension and the separated crystals are further treated in a way that it is necessary to determine the crystal content online and promptly. Should the amount, d. H. the mass flow of crystals can also be determined,
  • a mass flow meter must also be provided.
  • a solution 4 is moved into a crystallization device 1. In it, it first reaches a crystal generator 2 as a feed.
  • the suspension 5 obtained is fed from the crystallizer into a solid-liquid separating device 3, the characteristic measurement variable (density) of the suspension being determined with a first measuring probe (density probe) 8.
  • the KristaUisat 6 is discharged from the solid / liquid separator 3 and fed to a further treatment.
  • the liquid (filtrate) 7, which has likewise been discharged, is likewise fed to further processing, returned or discarded, the characteristic measurement variable (density) of the filtrate 7 being determined with a second measuring probe (density probe) 9.
  • the data determined by the measuring probes are transmitted via data lines 10 and 110 to an evaluation unit, such as, for. B. a computer 12 (computer) supplied
  • FIG. 13 A further embodiment of the device according to the invention is shown in FIG a suspension 13 is divided by a Y-piece 14 into two sub-streams 15 and 16 which are identical in their composition, the sub-stream 15 being provided with a solid-liquid separating device 17.
  • the densities of the liquid and the suspension can be determined with the measuring probes 18 and 19 at the same level.
  • the separated solid composition 20 can be returned locally to the partial flow 15 after the measurement.
  • the partial streams can again be brought together to form the total stream 21, as a result of which it is identical to the stream 13.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the device according to the invention, in which a dead zone 23 generated by internals 22 is provided, so that the method according to the invention for determining the solids content in suspensions can also be carried out within a line carrying a suspension 24.
  • the measuring probes 25 and 26 are each arranged at the same height inside and outside the dead zone in order to determine the characteristic measured variable (density) of the liquid or the suspension.
  • Example 1 Determination of the solid content in a suspension
  • An Ex 50 ultrasonic immersion probe from Sensotech is used, which is immersed in a tempered and stirred double-jacket vessel with a NaCl suspension. The temperature during the entire measurement period is 20.3 ° C. To determine the speed of sound of the saturated solution, the stirrer is briefly switched off and waited until the speed of sound signal no longer changes. At this point, all crystals are sedimented and the sensor measures in a clear, solid-free solution. To determine the speed of sound of the suspension, the measurement is carried out with the stirrer switched on, and the sensor measures in a homogeneously mixed suspension.
  • the maximum suspension density is determined by creating an appropriate suspension also specified and the corresponding speed of sound measured and noted.
  • the suspension density can then be determined in a simple manner from the measured values in accordance with formula I listed again below.
  • the method of the present invention is excellently suitable for determining the suspension density, that is to say the solids content of the suspension in mass%.
  • the suspension density that is to say the solids content of the suspension in mass%.
  • a relative deviation in the suspension density 1.513% and a real deviation of only 0.15% were observed.
  • this is a significant improvement in the determination of the suspension density.
  • Example 2 Determination of the Solids Content in Acrylic Acid Suspensions As in Example 1, the maximum suspension density of, for example, 30% by weight or 45% by weight is specified by creating a corresponding suspension and the corresponding speed of sound is measured and noted.
  • M stands for the agitator motor for the scraper knife
  • TI for the temperature measurement
  • SI for the ultrasonic measuring probe
  • a mixture of a 90% by weight acrylic acid / water is made from a high-purity acrylic acid with a purity of> 99.95% by weight and demineralized water - Mixture made.
  • a further lowering of the melting point is not possible due to the influence of secondary components expect that the solids content can also be determined using the phase diagram according to Chubarov, Journal of Applied Chemistry of the USSR, Vol. 51 (1978), pages 1796 to 1789, according to the lever law. The following equilibrium temperatures then result for the different solids contents.
  • FIG. 5 The apparatus used for the preferred embodiment is shown in FIG. 5, where M stands for the stirrer motor for the scraper knife, TI for the temperature measurement and SI for the ultrasonic measurement probe.
  • a scratch cooler is also used here for crystal production.
  • an apparatus for complete separation of the crystals is installed in the pump circuit (filter). Until the thermodynamic equilibrium is reached, the crystal suspension is moved in a bypass around the crystal separation.
  • the apparatus is equipped with two measuring probes for measuring the speed of sound. A probe is installed directly in the feed line of the solid-liquid separation. The second probe is in the filtrate line (crystal-free). By measuring the two speeds of sound, the solids content of the supplied suspension can be determined using the relationship according to equation (I).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, deren Verwendung und das Verfahren zur Bestimmung des Feststoffgehaltes in Suspensionen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mittels Ultraschallsonden charakteristische Messgrößen, wie Schallgeschwindigkeit oder Dichte, sowohl der Suspension als auch der Mutterlauge der Suspension möglichst zeitgleich ermittelt werden und aus diesen Messwerten unter Zuhilfenahme der bekannten Dichte des Feststoffs in der Suspension oder einer vorher ermittelten Schallgeschwindigkeit für eine Suspension mit einem bestimmten maximalen Feststoffgehalt bestimmt wird Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Sonden eingesetzt werden können, die nahezu unanfällig gegenüber Verkrustungen oder Anbackungen sind und die auf das Vorhandensein von Gasblasen relativ unempfindlich reagieren. Zudem erfordern die Sonden quasi keine Querschnittsverengungen in den strömungsführenden Leitungen, wodurch Verstopfungen vermieden werden können.

Description

Verfahren und Apparatur zur Bestimmung des Feststoffgehaltes in Suspensionen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Apparatur zur Bestimmung des Feststoffgehaltes in Suspensionen sowie deren Verwendung.
Zur Kontrolle und Steuerung von Prozessen, bei denen Suspensionen entstehen oder verarbeitet werden müssen, wie z. B. in der Lebensmittelindustrie oder in der chemischen Industrie, ist die Bestimmung des Fesfstoffgehaltes (die so genannte Suspensionsdichte) eine wichtige Größe. Ein Beispiel aus der chemischen Industrie, bei dem Suspensionen eine entscheidende Rolle spielen, ist z. B. die Schmelzkristallisation, wie sie z. B. bei der Λciyl- bzw. Methacrylsäureproduktion zur Reinigung des Produkts durchgeführt wird.
Λus DE 100 36 881 ist bekannt, dass die Menge der in einen Kristallisationsprozess (z. B. in einer Waschkolonne) einströmenden Kristallphase ein wichtiger Parameter bei der Regelung eines solchen Kristallisationsprozesses ist. Dazu wird der Massenstrom [kg/h] und der Feststoffgehalt [kg Feststofß'kg Suspension] der einströmenden Suspension möglichst online/online bestimmt. Es wird vorgeschlagen, die Kristallmenge über einen Massen- bzw. Volumenstrommesser, kombiniert mit einem Dichtemesser zu erfassen. Die gemessene Dichte einer Suspension ist eine zusammengesetzte Dichte aus der Flüssigkeitsdichte (Dichte der Mutterlauge) und der Dichte des Feststoffs. Nachteilig an solchen Verfahren ist jedoch, dass insbesondere zur Messung der Dichte durchströmte Einrichtungen mit Meinen freien Querschnitten eingesetzt werden (z. B. Biegeschwinger, Coriolis raftsensor, On-line Resonanzfrequenzdichtemesser), die bei Suspensionen sehr verstopfungsanSllig sind. Zudem muss eine Kalibrierkurve vorher aufgenommen werden, um von der gemessenen Dichte zur Suspensionsdichte (Feststoffgehalt in der Suspension in Massen-%) zu gelangen. Darüber hinaus reagieren diese Messverfahren sehr empfindlich auf in Strömen der chemischen Industrie häufig vorkommende Gasanteilen in Form von Gasbläschen, da die Gasphase aufgrund ihrer sehr viel geringeren Dichte das Messergebnis signifikant verfälschen kann.
Aus DE 19741 667 ist bekannt, dass sich bei Auftreten von Keimen die Schallgeschwindigkeit, unabhängig von der Temperatur allein durch das Vorhandensein der Kristallkeime in der Flüssigphase verändert, sodass die an diesem Punkt vorherrschende Temperatur in Differenz zur Sättigungstemperatur als Kennwert für den metastabilen Bereich verwendet werden kann. Die Bestimmung des Feststoffgehaltes bzw. der Suspensionsdichte ist nicht offenbart.
Aus DE 40 23 977 ist bekannt, dass zur Messung der Konzentration von Suspensionen die Schallgeschwindigkeit genutzt werden kann. Dabei müssen für die Korrelation zwischen Ultraschallgeschwindigkeit und Konzentration Vergleichsmessungen durchgeführt werden. Da die Dichte der Lösung zudem stark temperaturabhängig ist, muss die Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von der Konzentration sowohl bei unterschiedlichen Feststoffgehalten, als auch bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden, um von einem Messwert direkt auf die Konzentration der Suspension schließen zu können. Dies ist sehr aufwendig (siehe insbesondere Fig. 1 und 2 aus DE 4023 977).
Es war deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher der Feststoffgehalt auf einfache Weise und unter Vermeidung von hohem Aufwand zur Kalibrierung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung zeitnah ermittelt werden kann, wobei nach Möglichkeit die Probleme bezüglich Verstopfung oder Gasblasenbildung ebenfells vermieden werden sollten.
Die Aufgabe wird erfϊndungsgemäß entsprechend den Angaben der Patentansprüche gelöst.
So wurde überraschenderweise gefunden, dass es durch die Verwendung von zwei Dichtesonden, wobei eine der Dichtesonden die Dichte der zu untersuchenden Suspension und eine Dichtesonde die Dichte des Lösungsanteils der Suspension bestimmt, und bei Kenntnis der Dichte des Feststoffanteils, durch in Beziehung setzen der gemessenen Dichten die Bestimmung des Feststoffgehaltes einer Suspension auf einfache Weise möghch ist. Wird zumindest für die Sonde, die die Dichte der Suspension bestimmt, eine Sonde eingesetzt, die die Dichte auf Basis von Messungen der Schallgeschwindigkeit bestimmt, so können Verstopfungen weitestgehend verhindert werden. Arbeiten beide Dichtesonden auf Basis der Messung von Schallgeschwindigkeit, so lässt sich bei geeigneter Anordnung der Dichtesonden auch die durch möglicherweise vorhandene Gasblasen bedingte Messungenauigkeit vermeiden.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Bestimmung der Suspensionsdichte ps in strömenden Suspensionen, bei denen die Feststofizusammensetzung der in der Suspension vorhandenen Feststoffe im wesentlich konstant bleibt, durch zeitgleiche Bestimmung einer charakteristischen Messgröße der Suspension sowie der gleichen charakteristischen Messgröße der von der Feststofizusammensetzung befreiten Suspension mittels zweier Messsonden, wobei diese so angeordnet sind, dass die eine Messsonde (8), vgl. Figur 1, die charakteristische Messgröße der Suspension und die zweite Messsonde (9) die charakteristische Messgröße der von der Feststofizusammensetzung befreiten Flüssigkeit bestimmt, und ins Verhältnissetzen dieser charakteristischen Messgrößen, wobei als charakteristische Messgrößen die Schallgeschwindigkeit und/oder die Dichte bestimmt wird und bei der Bestimmung der Schallgeschwindigkeit als charakteristischer Messgröße zusätzlich zumindest einmal die Schallgeschwindigkeit für einen zu bestimmenden, nicht zu überschreitenden maximalen Feststoffgehalt bestimmt wird und das in Verhältnissetzen dieser Größen gemäß der Formel I,
mit: v = Schallgeschwindigkeit in der Suspension Schallgeschwindigkeit in der feststofffreien Flüssigkeit Schallgeschwindigkeit bei maximalen Feststoffanteil φma = maximaler Feststofi nteil erfolgt und bei der Bestimmung der Dichte als charakteristischer Messgröße die Dichte der Feststoffzusammensetzung zumindest einmal bestimmt wird und das in Verhältnis setzen dieser Größen gemäß der Formel π ρa = (DS - DL) / (DF - DL) in Prozent (II) mit DF = Dichte der Feststoflfcusammensetzung in kgm3, DL = Dichte der Flüssigkeit in kg/m3 und DS = Dichte der Suspension in kg/m3 erfolgt. Ebenfells Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Suspensionsdichte ps in strömenden Suspensionen gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung zumindest zwei Messsonden sowie eine Apparatur aufweist, die die Suspension oder Teile davon von der Feststofizusammensetzung befreit, und zumindest eine Messsonde so angeordnet ist, dass sie die charakteristische Messgröße der Suspension bestimmt und die zweite Messsonde so angeordnet ist, dass sie die Messgröße der Flüssigkeit, also der von der Feststofizusammensetzung befreiten Suspension bestimmt.
Die einfache Lösung der Aufgabe erfolgt durch den Einsatz zweier Messsonden, insbesondere Ultraschall- oder Dichtesonden unmittelbar vor einem Fest-Flüssig-Trennschritt in der Suspension und in der Flüssigkeit (Mutterlauge) unmittelbar nach dem Fest-Flüssig- Trennschritt. Durch die Verwendung von zumindest einer Dichtesonde zur Bestimmung der Dichte der Suspension, die die Dichte durch Bestimmung der Schallgeschwindigkeit bestimmt, kann eine bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik häufig zu beobachtende Verstopfung weitestgehend verhindert werden, da diese Sonden quasi keine Querschnittsverengungen in den strδmungsführenden Leitungen erfordern.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass durch die spezielle Anordnung der Messsonden der Temperatureinfluss auf die jeweilige Messung (Dichte oder Schallgeschwindigkeit) minimiert wird, da beide Messungen bei quasi identischer Temperatur durchgeführt werden können. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass, wenn die Dichte des Feststoffänteils bekannt ist, auf eine Kalibrierung vollständig verzichtet werden kann.
Beispielsweise - aber nicht ausschließlich - kann das erfϊndungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung in Prozessen zur Herstellung von Acrylsäure bzw. Methacrylsäure, in denen Suspensionsströme kristalliner Acrylsäure bzw. Methacrylsäure auftreten, wie es u. a. aus WO 02/055469, DE 102 11 686, WO 99/14181, DE 197 54014, DE 198 32 962, DE 198 38 845, DE 199 26 082, DE 100 03 497, WO 01/77056, WO99/06348, WO 02/09839, DE 101 22 788 bekannt ist, vorteilhaft angewendet werden. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren in allen Arten von Kristallisations- und Fällungsprozessen, in denen Suspensionen erzeugt werden, als Mess-, Steuer - und/oder Regelgröße Anwendung finden. Dazu gehören z. B. Massengüter, wie beispielsweise Zucker, Kochsalz und Kaliumchlorid, aber auch Pharmazwischen- und Hauptprodukte, wie z. B. Acetylsalicylsäure, Ascorbinsäure, Zitronensäure oder Insulin. Alle Arten von möglichen kristallisierbaren bzw. iällbaren Stoffsystemen sind insbesondere durch die für einen Messeffekt mit geringer Fehlerabweichung erforderliche Dichtedifferenz zwischen Mutterlauge und Feststoff von > 5 % limitiert. Es wird darauf hingewiesen, dass der Inhalt hier genannter Schutzrechte in vollem Umfang der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung zuzurechnen ist.
So kann man erfindungsgemäß die Bestimmung der Suspensionsdichte in einer Suspension, die kristalline Acrylsäure bzw. Methacrylsäure enthält, vorteilhaft durchführen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Suspensionsdichte Acryl- oder Methacrylsäure enthaltender Suspensionsströme.
Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Anlage zur Herstellung von Acrylsäure oder Methacrylsäure, die zur Bestimmung der Suspensionsdichte mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfesst.
Ebenfalls ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Prozessüberwachung und Steuerung von Suspensionsströmen in Anlagen zur Herstellung von Acryl- oder Methacrylsäure, insbesondere in solchen Teilanlagen, in denen man in an sich bekannter Weise Acryl- oder Methacrylsäure durch so genannte Schmelzkristallisation reinigt.
Bezüglich der Messung der Suspensionsdichte durch Ultraschallmessungen basiert die Erfindung auf den Erkenntnissen von McClemenis, D. J. & Povey, M. J. W. (1992) Ultrasonic Λnalysis of Edible Fats and Oils Ultrasonics 30 383-388, wie sie z. B. auch unter http://www.food.leeds.ac.uk MP/Batseye2.htm Erwähnung findet. Auf beide Veröffent- lichungen wird ausdrücklich verwiesen, und deren Inhalt soll ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Offenbarung sein. Die Erfindung macht sich dabei zu nutze, dass Schall verschiedene Stoffe mit unterschiedlicher Geschwindigkeit durchquert. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsarten beschränkt sein soll.
Das erfϊndungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Suspensionsdichte ρs zeichnet sich auch dadurch aus, dass in strömenden Suspensionen, bei denen die Feststofifzusammensetzung der in der Suspension vorhandenen Feststoffe im Wesentlichen konstant bleibt, durch zeitgleiche Bestimmung einer charakteristischen Messgröße der Suspension sowie der gleichen charakteristischen Messgröße der von der Feststoffzusammensetzung befreiten Suspension mittels zweier Messsonden, wobei diese so angeordnet sind, dass die eine Messsonde (8), vgl. Figur 1, die charakteristische Messgröße der Suspension und die zweite Messsonde (9) die charakteristische Messgröße der von der Feststofrzusammensetzung befreiten Flüssigkeit bestimmt, und ins Verhältnissetzen dieser charakteristischen Messgrößen, wobei als charakteristische Messgrößen die Schallgeschwindigkeit und/oder die Dichte bestimmt wird und bei der Bestimmung der Schallgeschwindigkeit als charakteristischer Messgröße zusätzUch zumindest einmal die Schallgeschwindigkeit für einen zu bestimmenden, nicht zu überschreitenden maximalen Feststoffgehalt bestimmt wird und das in Verhältnissetzen dieser Größen gemäß der Formel I,
mit: v = Schallgeschwindigkeit in der Suspension v Fist = Schallgeschwindigkeit in der feststofffieien Flüssigkeit v max = Schallgeschwindigkeit bei maximalen Feststoffanteil φmax = maximaler Feststoffanteil erfolgt und bei der Bestimmung der Dichte als charakteristischer Messgröße die Dichte der Feststofizusammensetzung zumindest einmal bestimmt wird und das in Verhältnis setzen dieser Größen gemäß der Formel π ρs = (DS - DL) / (DF - DL) in Prozent (Bf) mit DF = Dichte der Feststofizusammensetzung in kg/m3, DL = Dichte der Flüssigkeit in kg/m3 und
DS = Dichte der Suspension in kg/m3 erfolgt.
Unter zeitgleich soll im Sinne der vorhegenden Erfindung eine Zeitdifferenz der Messungen von 0 bis 1 Sekunden, vorzugsweise von 0 bis 0,5 Sekunden und vorzugsweise von 0 bis wenigen Millisekunden oder tatsächlich von 0 Sekunden verstanden werden.
Die Suspension weist vorzugsweise eine Strömungsgeschwindigkeit auf, die eine möglichst homogene Suspendierung der Partikel der Feststofizusammensetzung innerhalb der Strömung sicherstellt. Auf diese Weise wird eine höhere Messgenauigkeit erreicht. Die minimal notwendige Strömungsgeschwindigkeit, die notwendig ist, um eine homogene Suspendierung der Feststofizusammensetzung zu erreichen, lässt sich auf einfache Weise mittels einfacher Experimente ermitteln.
Es ist vorteilhaft, dass die verwendeten charakteristischen Messgrößen sich für die Suspension und den flüssigen Bestandteil der Suspension unterscheiden. Zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Messung der Dichte ist es z. B. notwendig, dass zwischen Dichte der Flüssigkeit und der Dichte der Feststofizusammensetzung eine Dichtedifferenz vorliegt, da bei gleicher Dichte von Flüssigkeit und Feststofizusammensetzung Zähler und Nenner der Formel II Null ergeben. Vorzugsweise unterscheidet sich die Dichte der Feststoffzusammensetzung von der Dichte der Flüssigkeit um zumindest 5 %, bevorzugt um zumindest 20 %, besonders bevorzugt um zumindest 50 % und ganz besonders bevorzugt um zumindest 100 %. Je größer der Dichteunterschied ist, desto größer wird die Genauigkeit des bestimmten Feststoffgehaltes. Üblicherweise ist die Dichte der Feststofizusammensetzung größer als die der Flüssigkeit, kann aber auch kleiner sein, wie z. B. im Fall von Wasser. Im Falle der Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Bestimmung der Schallgeschwindigkeit mit der der Schall die Suspension durchläuft, ist es vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit in der reinen Flüssigkeit und die Geschwindigkeit in der Suspension mit dem bestimmten maximalen Feststoffgehalt um zumindest 5 %, vorzugsweise 50 % und besonders bevorzugt um zumindest 100 % voneinander abweichen. Obwohl die Messung der Messgröße der Flüssigkeit und der Messgröße der Suspension zeitgleich erfolgt, ist es nicht zwingend notwendig, dass die Messung am gleichen Ort der Suspension bzw. des Suspensionsstroms vorgenommen wird. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Bestimmung der Messgröße von Suspension und Flüssigkeit einfecher durchzufiihren, wenn die Messung an unterschiedlichen Orten durchgeführt wird. So können die Messgrößenbestimmungen beispielsweise an aufeinander folgenden Stellen des Suspensionsstroms, also z. B. vor und nach einer Feststoffabtrennung erfolgen oder auch in zwei Teilströmen, die aus der zu untersuchenden Suspension durch Verzweigung (Bypass) ersteilt werden. Des Weiteren kann auch in einer Suspensionsleitung durch Verwendung von Einbauten eine Totzone erreicht werden, in der die zweite Messsonde nur die charakteristische Messgröße der Flüssigkeit misst. Wird die Totzone z. B. durch teilweise Sedimentation oder Flotation der Partikel relativ zur Flüssigkeit erreicht, so ist sichergestellt, dass die Flüssigkeit noch hinreichend durchmischt ist und jederzeit den Zustand der Flüssigkeit in der Suspension (in Bezug auf Temperatur und Zusammensetzung) widerspiegelt. Zur Vermeidung von Messungenauigkeiten, die auf verschiedene Temperaturen der zu untersuchenden Fluide an den Messstandorten zurückzuführen wären, ist es vorteilhaft, wenn die Messung der charakteristischen Messgrößen der Suspension und der Flüssigkeit so durchgeführt wird, dass die Temperaturdifferenz von Suspension und Flüssigkeit kleiner 1 K, vorzugsweise Heiner 0,5 Kelvin beträgt Besonders bevorzugt liegt keine Temperaturdifferenz der Temperatur der Fluide vor. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die Abtrennung der Feststofizusammensetzung adiabat erfolgt oder dass bei einer Verzweigung die Messung an etwa der selben Stelle der jeweiligen Arme der Verzweigung erfolgen. Die Temperatur der Fluide kann aber auch, wenn dies von der sonstigen Prozessführung her notwendig sein sollte, z. B. durch den Einsatz von Wärmetauschern direkt vor den Messsonden auf eine in den oben genannten Grenzen gleiche Temperatur gebracht werden.
Wie vorstehend bereits angesprochen, kann die charakteristische Messgröße der Suspension direkt gemessen werden und die Messung der Messgröße der Flüssigkeit nach einer Abtrennung der Feststofizusammensetzung aus der Suspension erfolgen. Eine solche Verfahrensfiihrung bietet sich insbesondere dann an, wenn die Suspension auf Grund der weiteren Verarbeitung sowieso von der Feststoffzusammensetzung befreit werden soll. Die Messsonde vor dem Fest-Flüssig-Trennschritt ermittelt die zusammengesetzte Messgröße aus der Messgröße der Flüssigkeit und der Messgröße der sich in der Flüssigkeit befindlichen Feststofizusammensetzung, also die Messgröße der Suspension. Die Messgröße des Filtrats, also der Flüssigkeit, wird durch die Messsonde nach dem Fest-Flüssig-Trennschritt abgezogen bestimmt. Um nun zum Feststoffgehalt zu gelangen, werden die bestimmten Messgrößen in die Formel I bzw. II eingesetzt und ins Verhältnis gesetzt.
In einer anderen Verfahrensvariante wird die charakteristische Messgröße der Suspension und die charakteristische Messgröße der Flüssigkeit parallel bestimmt. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet sich insbesondere dann an, wenn eine Abtrennung der Feststofizusammensetzung aus der Suspension nicht unbedingt gewünscht ist, trotzdem aber der Feststoffgehalt bestimmt werden soll. Die Berechnung des Feststoffgehaltes erfolgt wiederum gemäß der Formel I oder π. Bei dieser Ausführungsvariante wird aber nicht der gesamte Suspensionsstrom von der Feststofizusammensetzung getrennt sondern nur ein Teilstrom. Die Teilströme können dabei gleich groß sein oder eine unterschiedhche Größe aufweisen. Vorzugsweise weist der Teilstrom, bei dem die Feststoffzusammensetzung abgetrennt werden soll, eine kleinere Größe auf, wobei bei der Auftrennung der Ströme darauf geachtet werden muss, dass die Suspensionen in den Teilströmen trotz der Teilung die gleiche Zusammensetzung aufweisen. Die Messgröße der Suspension wird in dem ersten Teilstrom bestimmt. Die Messgröße der Flüssigkeit wird anhand des anderen Teilstroms bestimmt, wobei aus diesem zur Bestimmung der Messgröße der Flüssigkeit der Feststoffanteil entfernt wird. Dies kann, je nach Dichte von Flüssigkeit und Feststoff auf unterschiedliche Weise erfolgen, z. B. durch Eindicker, Hydroklassierer, Hydrozyklon, Flächenfilter, Druckfϊlter, Zentrifuge, Siebzentrifuge und/oder Schallsiebe oder durch die Verwendung von Stauscheiben, Absetzbehältern oder ähnliches. Nach der Messung der Messgröße können die aufgetrennten Teilströme sowie der abgetrennte Feststoff wieder vereinigt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der gemessene Feststoffknteil auch mit dem tatsächlich vorliegenden wieder übereinstimmt.
In einer weiteren Λusführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch in einem Suspensionsstrom durch Verwendung von Einbauten eine Totzone erzeugt werden, in der die zweite Messsonde nur die Messgröße der Flüssigkeit isst. Wird die Totzone z. B. durch eine Stauströmung, Sedimentation oder Flotation der Partikel relativ zur Flüssigkeit erreicht, so ist sichergestellt, dass die Flüssigkeit noch hinreichend durchmischt ist und jederzeit den Zustand der Flüssigkeit in der Suspension (in Bezug auf Temperatur und Zusammensetzung) widerspiegelt. Diese Ausfuhrungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens ist allerdings nur dann anwendbar, wenn die Dichte der Feststoffzusammensetzung sich so deutlich von der Dichte der Flüssigkeit unterscheidet, dass die Feststoffzusammensetzung sich sehr schnell durch Sedimentation oder ähnliche Effekte absetzt. Vorzugsweise weist bei dieser Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahren die Feststofizusammensetzung eine Dichte auf, die mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 25 % besonders bevorzugt mindestens 100 % größer ist als die Dichte der Flüssigkeit
Wie bereits beschrieben, kann als charakteristische Messgröße die Dichte selbst oder die Schallgeschwindigkeit, mit der der Schall die Suspension oder die Flüssigkeit durchdringt, bestimmt werden. Wird das Verfahren so durchgeführt, dass als charakteristische Messgröße die Schallgeschwindigkeit bestimmt wird, so wird diese vorzugsweise mit Ultraschallsonden gemessen. Als Ultraschallsonden, mit welcher die Schallgeschwindigkeit bestimmt werden kann, können z. B. Rohr sonden oder Tauchsonden eingesetzt werden. Solche Rohr- und Tauchsonden sind beispielsweise von der Fa. Sensotech, Magdeburg erhältlich.
Bei der Verfahrensvariante, bei der die Suspensionsdichte durch Bestimmung der Schallgeschwindigkeit erfolgt, muss als Referenz die Schallgeschwindigkeit für eine Suspension ermittelt werden, die eine maximale Feststofizusammensetzung aufweist. Vorzugsweise weist die als Referenz genutzte Suspension einen Feststoffgehalt von 1 bis 60 Massen-%, vorzugsweise 10 bis 50 Massen-% und besonders bevorzugt von 25 bis 40 Massen-% auf. Die Feststofizusammensetzung weist vorzugsweise nur eine Verbindung als Feststoff auf oder bei mehreren Feststoffen zumindest einen mit einem Anteil von vorzugsweise 95 bis 99,5 Massen-%. Ist mehr als eine Verbindung in der Feststofizusammensetzung vorhanden, so ist es vorteilhaft, wenn in regelmäßigen Abständen die Schallgeschwindigkeit für einen zu bestimmenden, nicht zu überschreitenden maximalen Feststoffgehalt bestimmt wird. Auf diese Weise können auch leichte Schwankungen in der Zusammensetzung ausgeglichen werden. Das Herstellen von entsprechenden Referenzsuspensionen kann auf eine dem Fachmann bekannte Weise erfolgen, z. B. durch Herstellung einer gesättigten Lösung aus einem Feststoff und der zusätzlichen Zugabe einer abgewogenen Menge des Feststoffs (vgl. auch Ausführungsbeispiel 2).
In einer anderen Verfahrensvariante wird als charakteristische Messgröße die Dichte gemessen. Als Referenz für den Einsatz in der Formel II wird bei diesem Verfahren die Dichte der in der Suspension vorhandenen Feststofizusammensetzung benötigt, welche z. B. gravimetrisch bestimmt werden kann. Die Dichte der Feststofizusammensetzung sollte im wesentlichen konstant bleiben, wobei es in bestimmten Fälle akzeptabel sein kann, wenn die Dichte der Feststofizusammensetzung um weniger als ± 2 %, vorzugsweise um weniger als ± 0,5 % und besonders bevorzugt um weniger als ± 0,01 % ihres Mittelwertes schwankt.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Dichte der Feststofizusammensetzung mehrfach, d. h. in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen bestimmt wird. Dies kann z. B. gravimetrisch auf eine dem Fachmann bekannte Weise erfolgen (z. B. Verdrängungsmethode). Die Feststofizusammensetzung wird dabei von der Suspension abgetrennt. Dies kann durch Mittel, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits vorhanden sind, erfolgen oder aber im Labor mit den dort üblichen Verfahren, wie z. B. Filterverföhren mit Saugnutschen und anschließender Trocknung im Trockenschrank. Die regelmäßigen Abstände können beliebig gewählt sein. Eine mindestens tägliche Bestimmung hat sich als zweckmäßig bewährt, da so zumindest einmal täglich überprüft wird, ob die in Formel I eingesetzte Dichte DF noch dem wahren Wert entspricht. Durch eine deutlich häufigere Bestimmung der Dichte DF kann die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht werden. Ist das erfindungsgemäße Verfahren Teil eines Gesamtprozesses, bei denen verschieden zusammengesetzte Suspensionen anfeilen, wie z. B. bei diskontinuierlichen Verfahren, so versteht es sich von selbst, dass die Dichte DF bei jeder Änderung der Suspensionszusammensetzung neu bestimmt werden muss.
An Geräten zur Bestimmung der Dichte können alle dafür üblichen Geräte wie z. B. Biegeschwinger, Corioliskraftsonden, On-line Resonanzfrequenzdichtemesser oder Dichtesonden, die die Dichte mittels der Schallgeschwindigkeit bestimmen, eingesetzt werden. Vorzugsweise wird mit zumindest einer der eingesetzten Dichtesonden die Dichte durch Messung der Schallgeschwindigkeit bestimmt. Vorzugsweise wird die Dichte der Suspension mit einer solchen Dichtesonde bestimmt, weil auf diese Weise Verstopfungen durch sich ablagernde Feststoffe weitestgehend vermieden werden, da die Bestimmung der Dichte berührungslos und quasi ohne Querschnittsverengung erfolgt. Als Dichtesonden, welche die Dichte durch Messung der Schallgeschwindigkeit bestimmen, können z. B. Rohrsonden oder Tauchsonden eingesetzt werden. Solche Rohr- und Tauchsonden sind beispielsweise von der Fa. Sensotech, Magdeburg erhältlich. Bei Einsatz der Schallgeschwindigkeitssonden sollte in regelmäßigen Abständen eine Suspension bekannter Suspensionsdichte vermessen werden, wenn die Feststoffdichte tatsächlich schwanken sollte.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Bestimmung des Feststoffgehaltes (Suspensionsdichte) bei Verfahren der Suspensionskristallisation, bei der Behandlung von Abwasserströmen, die Feststoffe aufweisen, oder bei Lösungs-/Schmelzkristallisations- verfehren geeignet. Besonders bevorzugt ist das Verfahren zur Bestimmung der Suspensionsdichte von Suspensionen geeignet, die eine Feststofizusammensetzung aufweisen, die entweder nur einen Feststoff oder bei mehreren Feststoffen diese nur in einer gleich bleibenden prozentualen Zusammensetzung aufweisen. Ganz besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Suspensionsdichte bei Suspensionen geeignet, die nur eine Art von Feststoff, also nur eine Verbindung als Feststoff in der Feststofizusammensetzung vorliegen haben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Suspεnsionsdichte p„ in vorzugsweise strömenden Suspensionen wird vorzugsweise in einer Vorrichtung durchgeführt, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung zumindest zwei Messsonden sowie eine Apparatur aufweist, die die Suspension oder Teile davon von der Feststoffzusammensetzung befreit, und zumindest eine Messsonde so angeordnet ist, dass sie die charakteristische Messgröße der Suspension bestimmt und die zweite Messsonde so angeordnet ist, dass sie die Messgröße der Flüssigkeit, also der von der Feststofizusammensetzung befreiten Suspension bestimmt.
Die Anordnung der Fühler der Messsonden erfolgt vorzugsweise so, dass sich Gasblasen nicht direkt durch den Messbereich bewegen. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die Messsonde im unteren Teil des Querschnitts des zu messenden Fluids angeordnet ist, da die Gasblasen überwiegend im oberen Teil des Querschnitts des zu messenden Fluids zu finden sind. In Rohrleitungen sind die Gasblasen üblicherweise im oberen Drittel zu finden. Durch die Verwendung von Messsonden, die auf der Bestimmung der charakteiβstischen Messgröße durch Messung der Schallgeschwindigkeit basieren, ist der Einfluss vonaGasblasen außerdem nicht so groß wie bei anderen Verfahren, da ein Teil der Schallwelle um die Gasblasen "gebeugt" oder "reflektiert" werden, aber, wenn nicht zu viele Gasblasem vorhanden sind, die tatsächliche Messgröße des Mediums trotzdem bestimmt werden kann.
Die Vorrichtung kann als Apparatur zur Abtrennung der Feststoffzusamtnensetzung aus dem gesamten Suspensionsstrom jede geeignete Apparatur aufweisen. Insbesondere kann die Vorrichtung solche Apparaturen aufweisen, wie sie z. B. in allgemeinen Lehrbüchern beschrieben sind, wie z. B. in. "Vauck / Müller, Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, 10. Auflage, Deutscher Verlag für Grundstoffindultrie (1994), Leipzig Stuttgart": Kapitel 4 "Trennen disperser Systeme". So kann diee Abtrennung durch Sedimentation, also im Schwerefeld, z. B. mit einem Eindicker oderc HydroHassierer als Apparatur, im Zentrifiigalfeld, z. B. mit einem Hydrozyklon als Apparatur, oder durch Filtration im Schwere-/Druckfeld, z. B. mit Flächenfilter oder Druckfilter;.(wie z. B. in DE 100 36 881 in der Waschkolonne beschrieben), im Zentrifiigalfeld, z. B. mit&iner Siebzentrifuge, oder durch Schwingkräfte, z. B. mit Schallsieben erfolgen. Dort ibt insbesondere die Verwendung einer Waschkolonne zur Abtrennung von Kristalleii aus Suspensionen beschrieben. Bei dieser Ausführungsart der erfmdungsgemäßen Vorrichtimg, die insbesondere bei der Reinigung von Acrylsäure durch Schmelzkristallisation (Suspsnsionskristallisation) eingesetzt werden kann, ist die Messsonde zur Messung der charakteristi-tehen Messgröße der strömenden Suspension vor dieser Apparatur angeordnet und die andere Messsonde zur Messung der charakteristischen Messgröße der Flüssigkeit nach dieser Apparatur angeordnet.
In einer anderen Ausfiihrungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese ein Mittel zur Verzweigung des Suspensionsstroms auf, wobei in einem der TeilströmV die Messsonde zur Messung der charakteristischen Messgröße der strömenden Suspension .engeordnet ist und in dem anderen Teilstrom eine Vorrichtung zur zumindest temporätten Abtrennung der Feststoffzusammensetzung aus der Suspension und die Messsonde zur Messung der charakteristischen Messgröße der Flüssigkeit angeordnet ist. Das Mittel kann derart ausgeführt sein, dass die beiden Teilstrδme gleich groß oder unterschiedlich sind. Besonders bevorzugt ist das Mittel so ausgeführt, dass der Teilstrom, der zur Messung dur charakteristischen Messgröße der Flüssigkeit verwendet werden soll, kleiner als der andere Teilstrom ist, da auf diese Weise z. B. die Dimensionierung der verwendeten Apparaturen zur Abtrennung der Feststoffzusammensetzung klein dimensioniert ausgeführt sein kann. Mittel zu einer solchen Verzweigung sind z. B. Verzweigung, T- oder Y-Stück, Bypass.
Als Vorrichtung zu Abtrennung der Feststofizusammensetzung aus dem Teilstrom eignen sich wiederum die oben genannten Apparaturen, insbesondere also Eindicker, Hydroklassierer, HydrozyHon, Flächenfilter, Druckfilter, Zentrifuge, Siebzentrifuge oder Schallsiebe.
In einer dritten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese als Vorrichtung zur Abtrennung der Feststofizusammensetzung Einbauten oder ähnliche zur Herstellung einer Totzone im Suspensionsstrom oder im Teilstrom geeignete Apparaturen auf. Die Vorrichtung weist die Messsonde zur Bestimmung der charakteristischen Messgröße der Flüssigkeit dann in der Totzone auf, während die Messsonde zur Bestimmung der charakteristischen Messgröße der Suspension außerhalb der Totzone im Suspensionsstrom angeordnet ist. Wird die Totzone z. B. durch Sedimentation oder Flotation der Partikel relativ zur Flüssigkeit erreicht, so ist sichergestellt, dass die Flüssigkeit noch hinreichend durchmischt ist und jederzeit den Zustand der Flüssigkeit in der Suspension (in Bezug auf Temperatur und Zusammensetzung) widerspiegelt.
Zur einfacheren Auswertung der Messungen der Messsonden kann es vorteilhaft sein, wenn eine Rechnereinheit vorgesehen ist, in der die von den Messsonden bestimmten Daten eingespeist werden und gemäß der Formel I oder π aus diesen Daten und der hinterlegten Schallgeschwindigkeit für die Suspension mit dem maximalen Feststoffgehalt sowie der maximale Feststoffgehalt selbst bzw. der hinterlegten Dichte für die Feststofizusammensetzung der Wert für den Feststoffgehalt der Suspension (Suspensionsdichte) berechnet wird. Die Rechnereinheit weist vorzugsweise Eingabegeräte auf, mit welchen insbesondere die regelmäßig bestimmte Schallgeschwindigkeit für die Suspension mit dem maximalen Feststoffgehalt sowie der maximale Feststoffgehalt selbst bzw. Dichte der Feststofizusammensetzung eingespeist werden kann. Auf eine ausführliche Beschreibung der Funktionen der Rechnereinheit wird verzichtet. Es versteht sich von selbst, dass die Rechnereinheit zur Berechnung des Feststoffgehaltes eine Software aufweist, die die Berechnung aus denen eingehenden bzw. hinterlegten Daten (Messgrößen) vornimmt. Die Rechnereinheit weist bevorzugt außerdem Speichergeräte auf, in denen die Daten, insbesondere die Daten für die bestimmte Schallgeschwindigkeit für die Suspension mit dem maximalen Feststoffgehalt sowie der maximale Feststoffgehalt selbst bzw. Dichte der Feststofizusammensetzung gespeichert werden kann. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung außerdem ein Mittel zur Anzeige, wie z. B. ein Display oder einen Monitor oder zur Aufzeichnung, wie z. B. einen Schreiber oder einen Drucker aufweist
Je nachdem welche Messgröße bestimmt werden soll, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Messsonden auf, die Sonden zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit als charakteristische Messgröße sind oder aber Messsonden, die Sonden zur Bestimmung der Dichte als charakteristische Messgröße sind. Als Sonden zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit sind vorzugsweise Ultraschallsonden vorhanden. Als Ultraschallsonden können z. B. Rohrsonden oder Tauchsonden vorhanden sein, die beispielsweise von der Fa. Sensotech, Magdeburg erhältlich sind.
An Geräten zur Bestimmung der Dichte können alle dafür üblichen Geräte wie z. B. Biegeschwinger, Corioliskraftsensoren, On-line Resonanzftequenzdichtemesser oder Dichtesonden, die die Dichte mittels der Schallgeschwindigkeit bestimmen, eingesetzt werden. Vorzugsweise ist zumindest einer der eingesetzten Dichtesonden einer, der die Dichte durch Messung der Schallgeschwindigkeit, vorzugsweise Ultraschall bestimmt. Als Dichtesonden können in den erfindungsgemäßen Vorrichtungen z. B. Rohrsonden oder Tauchsonden vorhanden sein. Solche Dichtesonden sind beispielsweise von der Fa. Sensotech, Magdeburg erhältlich. Zur Vermeidung des Einflusses der Gasblasen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn alle Dichtesonden der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Dichte durch Messung der Schallgeschwindigkeit bestimmen. Die Dichtesonden sind wie eine Art Stimmgabel aufgebaut, wobei in den Rohrsonden Sender und Empfanger einander gegenüber in den Flanschring implementiert sind. Neuere Sonden können gegebenenfalls sogar ohne Überstände auskommen, so dass keine Querschnittsverengung durch die Dichtesonde (Sender + Empfanger) erzeugt wird.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Suspensionsdichte pss in einer strömenden Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle beinhaltenden S-Suspension, wobei eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird. Die S-Suspension beinhaltet als kristallin vorliegende Hauptkomponente in dem vorliegend bevorzugten Fall Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle, wobei auch andere der vorstehend aufgeführten Stoffe als Hauptkomponenten der S-Suspension vorliegen können. Vorzugsweise beinhaltet die S- Suspension mindestens 5, vorzugsweise mindestens 7 und besonders bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf die S-Suspension, dieser Hauptkomponente, vorzugsweise Acryl- oder Methacrylsäurekristalle, wobei Acrylsäurekristalle besonders bevorzugt sind. In einer Ausführungsform des erfϊndungsgemäßen Verfahrens beinhaltet die S-Suspension Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle, vorzugsweise Acrylsäurekristalle, in einem Bereich von 0,5 bis 60, vorzugsweise von 5 bis 40, besonders bevorzugt von 7 bis 35, ganz besonders bevorzugt von 9 bis 25 und insbesondere von 10 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf die S- Suspension.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung einer Suspensionsdichte ist insofern vorteilhaft, da dieses Verfahren zum einen für die Acryl- oder Methacrylsäurekristalle möglichst schonend durchgeführt werden kann. Außerdem bedarf es keiner oder nur unwesentlicher baulicher Änderungen in der Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt, so dass Toträume, in denen es zum aufschmelzen und einer unerwünscht langen Verweildauer aufgeschmolzener Λcryl- oder Methacrylsäure kommen kann, möglichst vermieden werden. Durch diese längeren Verweilzeiten kann es zu unerwünschten Nebenreaktionen der Λcryl- oder Methacrylsäure kommen, bei denen Verunreinigungen entstehen können.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure oder Methacrylsäure, vorzugsweise Acrylsäure, beinhaltend als Verfehrensschritte, wobei
a) in einem Reaktionsbereich ein Acrylsäure oder Methacrylsäure beinhaltender Rohstrom erhalten wird; b) der Rohstrom einer eine Kristallisation als einen Λuferbeitungsschritt beinhaltende Aufarbeitung unter Erhalt einer als eine Feststofizusammensetzung Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle beinhaltende S-Suspension unterzogen wird; c) wobei die S-Suspension mindestens teilweise, vorzugsweise mindestens zu 0,1, bevorzugt mindestens zu 50 und besonders bevorzugt mindestens zu 99,9 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Feststofizusammensetzung in der S-Suspension, von der Feststofizusammensetzung unter Erhalt einer S-Flüssigkeit befreit wird; d) wobei eine Suspensionsdichte pss gemäß Formel EU
PsS = (S-L)/(F-L) (III)
bei einem gegebenen charakteristischen Wert F für die Feststofizusammensetzung in der strömenden S-Suspension durch Bestimmen aa) einer charakteristischen Messgröße der S-Suspension S, bb) einer charakteristischen Messgröße der S-Flüssigkeit L,
erhalten wird.
Als Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure oder Methacrylsäure, die in dem Reaktionsbereich stattfinden können, kommen grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Verfahren in Betracht. Hierbei sind insbesondere zwei Gruppen zu unterscheiden, nämlich Flüssigphasenreaktionen und Gasphasenrealdionen. Im Fall der, vorzugsweise katalysierten Flüssigphasenreaktion wird der Rohstrom meist direlrt aus dem flüssigen Reaktionsmedium erhalten. Hierzu wird auf den Inhalt von WO 03/059856 als Teil der vorliegenden Offenbarung verwiesen. Im Fall einer Gasphasenreaktion, vorzugsweise einer katalysierten Gasphasenoxidationsreaktion, besonders bevorzugt basierend auf Propylen oder Propan, wird in einem zumindest ein- oder zweistufigen, vorzugsweise zweistufigen Verfahren, zunächst ein Acrylsäure oder Methacrylsäure beinhaltender Produktgasstrom erhalten, der in einer so genannten Quencheinrichtung mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird. Bei diesen Flüssigkeiten handelt es sich bevorzugt einerseits um Wasser oder wässrige Flüssigkeiten oder andererseits um organische, vorzugsweise über 100 °C siedende, Verbindungen, die vorzugsweise als gegebenenfalls Substituenten tragende Λromaten vorliegen. Erfindungsgemäß sind Wasser oder wässrige Flüssigkeiten bevorzugt und Wasser besonders bevorzugt. Ein besonders bevorzugtes Verfahren der im Reaktionsbereich ablaufenden Herstellung von Acrylsäure ist in EP 1 319 648 AI offenbart, wobei auf den Inhalt dieser Referenz als Teil dieser Offenbarung Bezug genommen wird.
In der Aufbereitung kann der Rohstrom der Kristallisation unmittelbar oder mittelbar unterzogen werden. Für den Fall, dass der Rohstrom der Kristallisation im Zuge der Aufarbeitung unmittelbar unterzogen wird, ist es bevorzugt, dass der Rohstrom einen Acrylsäure- oder Methacrylsäuregehalt im Bereich von 30 bis 80, vorzugsweise von 35 bis 75 und besonders bevorzugt von 40 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Rohstrom, beinhaltet Für die andere Variante, in der der Rohstrom der Kristallisation mittelbar unterzogen wird, ist es bevorzugt, dass in der Aufarbeitung mindestens ein anderer Auferbeitungsschritt, wie Destillation, Extraktion oder Kristallisation, vorzugsweise Destillation, der Kristallisation vorgelagert ist. Wenn der Rohstrom mittelbar einer Kristallisation unterzogen wird, wird in der Regel nicht der Rohstrom als solches, sondern ein gegenüber dem Rohstrom an Verunreinigungen abgereicherter Kristallisationsfeedstrom der Kristallisation unterzogen. Derartige KristaUisationsfeedströme weisen vorzugsweise Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle mit einer hohen Reinheit auf, die vorzugsweise im Bereich von 80 bis 99, vorzugsweise von 90 bis 98,9 und besonders bevorzugt von 95 bis 98,8 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle, beinhalten. Auf diese Weise können durch die Aufarbeitung des Rohstroms sehr hohe Acrylsäure- oder Methacrylsäureeinheiten erhalten werden, die vorzugsweise bis über 99,9 Gew.-%, bezogen auf die Acrylsäure oder Methacrylsäure, betragen. Weitere Einzelheiten zur Aufarbeitung sind DE 10036 881 AI sowie WO 03/078378 AI zu entnehmen, auf dessen Inhalt ausdrücklich als Teil dieser Offenbarung Bezug genommen wird.
Neben der Tatsache, dass die S-Suspension vorzugsweise Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle als Hauptkomponente beinhalten, gilt für die S-Suspensionen gleichfalls das allgemein für die Suspensionen in der vorliegenden Offenbarung Ausgeführte, die S-Flüssigkeiten, die in dem vorliegenden Verfahren erhalten werden, werden oftmals auch als „Mutterlaugen" bezeichnet. Der charakteristische Wert F kann zum einen dem Fachmann dafür bekannten Nachschlagewerken, beispielsweise Römpp, Lexikon der Chemie, oder Ulhnann's Encyklopädie der technischen Chemie entnommen werden oder durch geeignete Messmethoden, vorzugsweise gravimetrisch, bestimmt werde, wobei die Bestimmung durch geeignete absolute Messmethoden besonders bevorzugt ist. Die in der vorliegenden Offenbarung aufgeführten Formeln I und II korrespondieren mit der Formel III.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung mittels der Suspensionsdichte die Aufarbeitung gesteuert wird. Beispielsweise kann in der Aufarbeitung die Kristallisation in einem Kristallerzeuger durch Regulierung des Energieentzugs über Kenntnis der Suspensionsdichte geregelt werden. Zudem lässt sich durch Bestimmung der Suspensionsdichte die Pump- und Fließfähigkeit der Kristallsuspension über Art der Kristallisation und über Konzentrationsverhältnisse in der Kristallsuspension vorteilhaft regeln.
Zudem ist es in dem Verfahren zur Herstellung bevorzugt, dass in der Aufarbeitung auf die Kristallisation ein Waschschritt als weiterer Aufarbeitungsschritt folgt. Danach kann die Aufarbeitung mindestens einmal die Kombination aus Kristallisation und einem nicht zwingend unmittelbar darauffolgenden Waschschritt aufweisen. Dieser Waschschritt kann gleichfalls mit einer Fest-Flüssig-Trennung kombiniert sein. Es ist gleichfalls möghch, dass die Aufarbeitung mehrere hintereinander geschaltete Kombinationen aus Kristallisation und darauf folgendem Waschschritt aufweist. Der Waschschritt, insbesondere, wenn mit Fest-Flüssig-Trennung kombiniert, kann in einer Waschkolonne erfolgen, wie unter anderem in DE 100 36 881 AI und in WO 03/078378 AI offenbart, wobei der Inhalt dieser beiden Referenzen als Teil dieser Offenbarung gilt. Durch die erfindungsgemäße Suspensionsdichtebestimmung kann eine Größe erhalten werden, mit der eine Reihe von in dem Waschschritt, insbesondere wenn er in einer Waschkolonne durchgeführt wird, wichtigen Prozessparametern vorteilhaft geregelt werden können. Hierzu gehört unter anderem die Regelung der Waschflüssigkeitsmenge, die Lage oder Konsistenz der Waschfront sowie die Konsistenz und die Eigenschaften des Kristallbetts. Durch diese Maßnahmen lassen sich in der Aufarbeitung hohe Reinheiten erzielen, die insbesondere im Fall der Methacrylsäure oder Acrylsäure, vorzugsweise der Acrylsäure, von besonderer Bedeutung sind, wenn Polymerisate aus diesen Monomeren im Bereich der Medizintechnik, Medizin und Hygieneartikel eingesetzt werden.
Außerdem ist es bevorzugt, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung zumindest die Verfahrensschritte c) und d) in einer hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgen.
Ferner ist es bevorzugt, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung als charakteristische Messgrößen S und L die Dichte oder die Schallgeschwindigkeit oder eine Kombination daraus bestimmt werden. Sollte eine Kombination der charakteristischen 5 Messgrößen bestimmt werden, so ist es vorteilhaft, mindestens zwei Messsonden einzusetzen. Zur Erhöhung der Genauigkeit der Suspensionsdichtemessung kann jedoch gleichfalls der Einsatz mehrerer Messsonden zur Bestimmung der gleichen Messgröße beitragen.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von superäbsorbierenden 10 Polymeren, beinhaltend als Verfahrensschritte:
i) Herstellen einer Acrylsäure nach einem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren; ii) Polymerisieren der Acrylsäure aus dem Verfahrensschritt i).
15 Als superabsorbierendβ Polymere kommen allgemein alle dem Fachmann bekannten und mindestens teilweise auf Acrylsäure basierenden in Betracht. In diesem Zusamenhang wird auf „Modern Superabsorbent Polymer Technology", FL Buchholz, AT Graham, Wiley-VCH, 1998, verwiesen. Bevorzugt als superabsorbierende Polymere sind - jeweils auf das superabsorbierende Polymer bezogen - auf mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens
20 80 Gew.-%, und besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, Acrylsäure basierende, schwachvernetzte (Vernetzerkonzentration im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das superabsorbierende Polymer), zumindest 50 Mol-% neutralisierte Polyacrylate. Weiterhin ist es bevorzugt, dass superabsorbierende Polymere eine Absorption unter Druck nach ERT („ERT" für EDANA recommended Test und „EDANA" für European
25 Diaper' and non-woven Association) 442.1-99 von mindestens lO g/g, vorzugsweise mindestens 15 g g, und eine Absorption nach ERT 10.3-99 von mindestens 15 g/g und bevorzugt 20 g/g aufweisen. Außerdem ist es bevorzugt, dass superabsorbierende Polymere eine Teilchengröße nach ERT 420.1-99 im Bereich von 50 bis 1 000, vorzugsweise 100 bis 900 und besonders bevorzugt 200 bis 600 μ aufweisen. Durch die vorteilhafte Regelung der
30 Aufarbeitung mittels der Suspensionsdichte kann die Qualität der superabsorbierenden Polymere, insbesondere bezüglich ihrer Reinheit, vorteilhaft und preiswert verbessert werden. Zudem betrifft die Erfindung Formkörper, Fasern, Filme, Schäume, Hygieneartikel, Hilfsmittel für Isolierungen, Verpackungen, Arzneimittel, Kosmetika, Nahrungsmittel, Tierfutter, Leder- und Papierherstellung, Wasseraufbereitung, beinhaltend oder basierend auf einer nach einem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Methacrylsäure oder Acrylsäure.
5
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Acrylsäure oder Methacrylsäure, die nach einem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist, in oder zur Herstellung von Formkörpern, Fasern, Filmen, Schäumen, Hygieneartikeln, Hilfsmitteln für Isolierungen, Verpackungen, Arzneimitteln, Kosmetika, Nahrungsmittel, 10 Tierfutter, Leder und Papierherstellung sowie Wasseraufbereitung.
Als Hygieneartikel sind insbesondere Inkontinenzprodukte, Damenhygieneartikel, wie Damenbinden und Tampons, sowie Windeln bevorzugt, wobei Babywindeln besonders bevorzugt sind. 15
Anhand der Abbildungen Fig. 1 bis 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Apparatur näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. In den Figuren haben die Ziffern die folgenden Bedeutungen:
20 1 = Kristallisationseinrichtung
2 = Kristallerzeuger / Kristallisator
3 = Fest-Flüssig-Trenneinrichtung
4 = Feed = Lösung
5 = Suspension = Kristalle suspendiert in Mutterlauge 25 6 = Kristallisat
7 = Flüssigkeit = Mutterlauge
8 = Messsonde 1 "vor der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung"
9 = Messsonde 2 "nach der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung" 10 = Datenleitung
30 11 = Datenleitung
12 = Aus werteeinheit
13 = Suspension 14 = Y-Stück
15 = Teilstrom 1
16 = Teilstrom 2
17 = Fest-Flüssig-Trenneinrichtung
5 18 = Messsonde 1 "in Teilstrom 15 nach der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung"
19 = Messsonde 2 "in Teilstrom 16 (unbehandelte Suspension) "
20 = Feststofizusammensetzung
21 = Gesamtstrom
22 = Einbaute 10 23 = Totzone
24 = Suspension
25 = Messsonde innerhalb der Totzone
26 = Messsonde im Suspensionsstrom
15 In Fig. 1 ist eine spezielle Ausfülirungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wie sie z. B. bei Verfahren eingesetzt werden kann, bei denen Kristalle erzeugt werden, diese Kristalle aus der Suspension abgetrennt werden und die abgetrennten Kristalle auf eine Weise weiterbehandelt werden, so dass es notwendig ist, den Kristallgehalt online und zeitnah zu ermitteln. Soll die Menge, d. h. der Massenstrom an Kristallen zusätzlich bestimmt werden,
20 muss zusätzlich noch ein Massendurchflussmesser vorgesehen werden. Bei diesem Verfahren wird eine Lösung 4 in eine Kristallisationseinrichtung 1 gefahren. In dieser gelangt sie zuerst als Feed in einen Kristallerzeuger 2. Die erhaltene Suspension 5 wird aus dem Kristallisator in eine Fest-Flüssig-Trenneinrichtung 3 gefiihrt, wobei die charakteristische Messgröße (Dichte) der Suspension mit einer ersten Messsonde (Dichtesonde) 8 ermittelt wird. Aus der Fest- 5 Flüssig-Trenneinrichtung 3 wird das KristaUisat 6 ausgeschleust und einer Weiterbehandlung zugeführt. Die ebenfalls ausgeschleuste Flüssigkeit (Filtrat) 7 wird ebenfalls einer Weiterverarbeitung zugeführt, zurückgeführt oder verworfen, wobei mit einer zweiten Messsonde (Dichtesonde) 9 die charakteristische Messgröße (Dichte) des Filtrats 7 bestimmt wird. Die durch die Messsonden bestimmten Daten werden über Datenleitungen 10 und 11 0 einer Auswerteeinheit, wie z. B. einem Rechner 12 (Computer) zugeführt
In Fig. 2 ist eine weitere Ausfülirungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei der eine Suspension 13 durch ein Y-Stück 14 in zwei in ihrer Zusammensetzung identische Teilströme 15 und 16 aufgeteilt wird, wobei der Teilstrom 15 mit einer Fest-Flüssig- Trenneinrichtung 17 versehen ist. So können auf gleicher Höhe die Dichten der Flüssigkeit und der Suspension mit den Messsonden 18 und 19 bestimmt werden. Die abgetrennte Feststofizusammensetzung 20 kann örtlich nach der Messung wieder in den Teilstrom 15 zurückgeführt werden. Die Teilströme können wieder zum Gesamtstrom 21 zusammengeführt werden, wodurch er identisch mit dem Strom 13 ist.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausfülirungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei welcher eine durch Einbauten 22 erzeugte Totzone 23 vorgesehen ist, so dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Feststofiänteils in Suspensionen auch innerhalb einer eine Suspension 24 führenden Leitung durchgeführt werden kann. Die Messsonden 25 und 26 sind auf gleicher Höhe jeweils innerhalb und außerhalb der Totzone angeordnet, um die charakteristische Messgröße (Dichte) der Flüssigkeit bzw. der Suspension zu bestimmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt sein soll.
Beispiel 1: Bestimmung des Feststoffgchalts in einer Suspension
Verwendung findet eine Ultraschalltauchsonde Ex 50 der Fa. Sensotech, die in ein temperiertes und gerührtes Doppelmantelgefäß mit einer vorgelegten NaCl-Suspension getaucht wird. Die Temperatur während der gesamten Messzeit beträgt 20,3 °C. Zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit der gesättigten Lösung wird der Rührer kurzzeitig ausgeschaltet und abgewartet, bis sich das Schallgeschwindigkeitssignal nicht mehr ändert. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Kristalle sedimentiert, und der Sensor misst in klarer, feststofffreier Lösung. Zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit der Suspension erfolgt die Messung bei eingeschaltetem Rührer, und der Sensor misst in einer homogen durchmischten Suspension.
Die maximale Suspensionsdichte wird durch Erstellen einer entsprechenden Suspension ebenfalls vorgegeben und die entsprechende Schallgeschwindigkeit gemessen und notiert. Auf einfache Weise kann dann die Suspensionsdichte aus den gemessenen Werten gemäß der unten nochmals aufgeführten Formel I bestimmt werden.
mit v: gemessene Schallgeschwindigkeit in der Suspension Fisk.: gemessene Schallgeschwindigkeit der feststofßϊeien Flüssigkeit v mw- bestimmte Schallgeschwindigkeit bei maximalem Anteil Feststoff φma][: maximaler Feststoffanteil Es wurde zuerst bei 20,3 °C eine gesättigte Lösung von NaCl hergestellt. Zu 265,39 g dieser gesättigten Lösung wurden zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit bei maximalem Feststoθänteil 67,7 g NaCl zugegeben. Von dieser Suspension, die damit einen Feststoffanteil von 20,8 Massen-% aufweist, wurde die Schallgeschwindigkeit bestimmt. Die nachfolgende Tabelle I gibt die Messwerte wieder.
Tabelle 1: Bestimmung der maximalen Schallgeschwindigkeit
Zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit der gesättigten Lösung und der zu untersuchenden Suspension wurden zu 265,39 g der gesättigten NaCl-Lösung 29,75 g NaCl zugegeben. Die Schallgeschwindigkeit wurde einmal bei eingeschaltetem Rührer und einmal bei nicht eingeschaltetem Rührer gemessen. Die Tabelle 2 gibt die erhaltenen Messwerte sowie die berechnete Suspensionsdichte wieder.
Tabelle 2: Bestimmung der Schallgeschwindigkeit der gesättigten Lösung und Bestimmung der Suspensionsdichte für 10 % Feststoff
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 2 leicht ersichtlich ist, ist die Methode der vorliegenden Erfindung vortrefflich geeignet, die Suspensionsdichte, also den Feststoffanteil der Suspension in Massen-%, zu bestimmen. Bei der Messung gemäß dem vorliegenden Beispiel, bei welchem auf eine zeitgleiche Messung verzichtet wurde, wurde eine relative Abweichung der Suspensionsdichte von 1,513 % und eine reale Abweichung von nur 0,15 % beobachtet. Dies ist im Vergleich zu herkömmlichen Messungen, die häufig eine relative Abweichung von > 5 % aufweisen, eine bedeutende Verbesserung bei der Bestimmung der Suspensionsdichte. Die gravimetrisch ermittelten Dichten der verwendeten gesättigten Lösung (bei 20 °C = 1,2 g/cm3) und des Feststoffs (reines Natriumchlorid bei 25 °C = 2,2 g/cm3) bedeuten einen über 80- %igen Dichteunterschied, welcher ebenfalls die hohe Messgenauigkeit unterstützt.
Beispiel 2: Bestimmung des Feststoffgehalts in Acrylsäureouspensionen Wie in Beispiel 1, wird auch hier durch Erstellen einer entsprechenden Suspension die maximale Suspensionsdichte von beispielsweise 30 Gew.-% oder 45 Gew.-% vorgegeben und die entsprechende Schallgeschwindigkeit gemessen und notiert.
In Fig. 4 ist die bevorzugte Ausführungsform einer Versuchsanlage für Referenzmessungen skizziert, wobei M für Rührmotor für die Kratzmesser, TI für die Temperaturmessung und SI für die Ultraschallmesssonde steht.
Zur Bereitstellung einer entsprechenden Suspension mit einem Feststoffgehalt von beispielsweise 30 % oder 45 Gew.-% wird aus einer hochreinen Acrylsäure mit einer Reinheit von > 99,95 Gew.-% und VE- Wasser eine Mischung einer 90gew.-%igen Λcrylsäure/Wasser- Mischung hergestellt. Bei einem reinen Zweistoffgemisch ohne Nebenkomponenten ist eine weitere Schmelzpunktserniedrigung durch den Einfluss von Nebenkomponenten nicht zu erwarten, so dass der Feststoffgehalt auch über das Phasendiagramm nach Chubarov, Journal of Applied Chemistry of the USSR, Vol. 51 (1978), Seiten 1796 bis 1789, nach dem Hebelgesetz ermittelt werden kann. Es ergeben sich dann für die unterschiedlichen Feststoffgehalte die folgenden Gleichgewichtstemperaturen.
Suspensionsdichte 30 % -> GG-Temperatur + 1,5 °C Suspensionsdichte 45 % -> GG-Temperatur - 1,2 °C
Versuchsaufbau: Die Ermittlung der maximalen Schallgeschwindigkeit bei maximaler Suspensionsdichte ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Die Λcrylsäure Wasser-Mischung wird in einem senkrecht aufgestellten Kratzküliler heruntergekühlt Nach Unterschreiten der Phasengrenzlinie bilden sich die Kristalle an der gekühlten Innenfläche des Rratzldihlers. Über die installierten Kratzmesser werden die Kristalle von der Wandung abgenommen. Durch die installierte Schlauchquetschpumpe wird die Suspension am unteren Teil des Kristallers abgezogen und in die Schallgeschwindigkeitsmesszelle gepumpt. Von dort aus gelangt die Suspension wieder direkt in den oberen Teil des Kralzkühlers. Mit einer möglichst hohen Umpumpgeschwindigkeit und einer thermischen Isolierung wird eine isotherme Fahrweise sichergestellt
Ermittlung der maximalen Schallgeschwindigkeit bei maximaler Suspensionsdichte: Für eine 90/10gew.-%ige Λcrylsäure/Wasser-Mischung werden bei den entsprechenden Temperaturen und errechneten Feststoffgehalten die folgenden Schallgeschwindigkeiten ermittelt, vgl. Tabelle 3. Die Temperatur bezieht sich auf die Temperatur direkt in der Messzelle.
Tabelle 3: Ermittlung der maximalen Schallgeschwindigkeit bei maximaler Suspensionsdichte:
Die theoretischen Feststoffgehalte werden wie erwähnt über das Phasengleichgewichts- Diagra m nach Chubarov über das Hebelgesetz ermittelt.
Der maximale Feststofiänteil in einer noch fließfahigen Suspension wird bei einer Gleichgewichtstemperatur von —1,5 °C beobachtet Es ergibt sich daraus ein Feststofihteil per Hebelgesetz von 47,1 %. Der Suspension kann bei diesem Feststoffanteil eine Schallgeschwindigkeit von 1460,1 m/s zugeordnet werden. Das Wertepaar kam somit als Werte für die maximale Schallgeschwindigkeit bei maximaler Suspensionsdichte für die Formel (I) verwendet werden.
v = 1460,1 m/s
Ausführung: Die für die Λusfiihrung bevorzugt verwendete Apparatur ist in der Figur 5 dargestellt, wobei M für Rührmotor für die Kratzmesser, TI für die Temperaturmessung und SI für die Ullxaschallmesssonde steht.
Wie auch bei der Ermittlung der maximalen Schallgeschwindigkeit bei maximaler Suspensionsdichte aufgeführt, wird hier ebenfalls zur Kristallerzeugung ein Kratzkühler verwendet. Allerdings ist in dem Pumpenkreislauf eine Apparatur zur vollständigen Abtrennung der Kristalle eingebaut (Filter). Bis zur Einstellung des thermodynamischen Gleichgewichts wird die Kristallsuspension im Bypass um die Kristallabtrennung gefahren. Die Apparatur ist mit zwei Messsonden zur Messung der Schallgeschwindigkeit ausgestattet. Eine Sonde ist direkt in der Zuführleitung der Fest-Flüssig-Trennung installiert. Die zweite Sonde befindet sich in der Filtratleitung (kristallfrei). Durch Messung der beiden Schallgeschwindigkeiten kann über den Zusammenhang nach Gleichung (I) der Feststoffgehalt der zugeführten Suspension bestimmt werden.
Die Ausführung wird mit einer Acrylsäure/Wasser-Mischung durchgeführt, die einen Wassergehalt von 14,1 Gew.-% aufweist. Die Mischung wird im Kratzkristaller abgekühlt, wodurch sich entsprechend des Phasendiagramms ein über das Hebelgesetz ermittelter Feststoffgehalt eingestellt. Nach Erreichen von Temperaturkonstanz wird die Suspension der kontinuierlichen Fest-Flüssig-Trennung zugeführt, vgl. Tabelle 4.
Tabelle 4: Während der Versuchsdurchführung werden folgende Datensätze aufgenommen:
Auswertung:
Zur Auswertung der Messwerte werden die Feststoffgehalte über die abgelesene Temperatur aus dem Phasendiagramm nach Chubarov per Hebelgesetz ermittelt und mit den Feststoffgehalten aus der Schallgeschwindigkeitsmessung verglichen.
Die ermittelten Suspensionsdichten weisen eine relative Abweichung von weniger als 5 % zur per Hebelgesetz berechneten Suspensionsdichte auf. Diese hohe Messgenauigkeit ist insofern überraschend und nicht minder vorteilhaft, da die gravimetrisch ermittelten Dichten der verwendeten 14,l-%igen Acrylsäure/Wasser-Mischung (bei 0 °C = 1,1 g/cm3) und des Feststoffs (reine Acrylsäure, fest, bei 0 °C = 1,3 g cm3) hier nur einen Dichteunterschied von etwa 18 % bedeuten.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Bestimmung der Suspensionsdichte ps in strömenden Suspensionen, bei denen die Feststofizusammensetzung der in der Suspension vorhandenen Feststoffe im Wesentlichen konstant bleibt, durch zeitgleiche Bestimmung einer charakteristischen Messgröße der Suspension sowie der gleichen charakteristischen Messgröße der von der Feststofizusammensetzung befreiten Suspension mittels zweier Messsonden, wobei diese so angeordnet sind, dass die eine Messsonde (8) die charakteristische Messgröße der Suspension und die zweite Messsonde (9) die charakteristische Messgröße der von der Feststofizusammensetzung befreiten Flüssigkeit bestimmt, und ins Verhältnissetzen dieser charakteristischen Messgrößen, wobei als charakteristische Messgrößen die Schallgeschwindigkeit und/oder die Dichte bestimmt wird und bei der Bestimmung der SchaUgβschwindigkeit als charakteristischer Messgröße zusätzlich zumindest einmal die SchaUgeschwindigkeit für einen zu bestimmenden, nicht zu überschreitenden maximalen Feststoffgehalt bestimmt wird und das in Verhältnissetzen dieser Größen gemäß der Formel I,
mit: v = Schallgeschwindigkeit in der Suspension
V -sk.= Schallgeschwindigkeit in der ffeststoflfieien Flüssigkeit ma = Schallgeschwindigkeit bei maximalen Feststoffanteil φma = maximaler Feststoifenteil erfolgt und bei der Bestimmung der Dichte als charakteristischer Messgröße die Dichte der Feststofizusammensetzung zumindest einmal bestimmt wird und das in Verhältnis setzen dieser Größen gemäß der Formel U ps = (DS - DL) / (DF - DL) in Prozent (II) mit DF = Dichte der Feststofizusammensetzung in kg/m3,
DL = Dichte der Flüssigkeit in kg/m3 und
DS = Dichte der Suspension in kg/m3 erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der charakteristischen Messgröße durch die Messsonden so durchgeführt wird, dass die Temperaturdifferenz der Temperatur der Suspension und der Temperatur der von der Feststofizusammensetzung befreiten Suspension weniger als 1 K beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Messgrδße der Suspension direlrt gemessen wird und die charakteristische Messgröße der Flüssigkeit nach einer Abtrennung der Feststoffzusammensetzung aus der Suspension erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Messgröße der Suspension und die charakteristische Messgröße der Flüssigkeit parallel bestimmt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Messgröße die Schallgeschwindigkeit mit Ultraschallsonden gemessen wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in regelmäßigen Abständen die Schallgeschwindigkeit für einen zu bestimmenden, nicht zu überschreitenden maximalen Feststoffgehalt gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Messgröße die Dichte gemessen wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Feststoffzusammensetzung gravimetrisch bestimmt wird.
9. Verfahren nach Ansprach 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einer der eingesetzten Messsonden die Dichte durch Messung der Schallgeschwindigkeit bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Bestimmung der Suspensionsdichte in einer kristalline Acryl- oder Methacrylsäure enthaltenden Suspension durchführt.
11. Vorrichtung zur Bestimmung der Suspensionsdichte ps in strömenden Suspensionen gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest zwei Messsonden sowie eine Apparatur aufweist, die die Suspension oder Teile davon von der Feststofizusammensetzung befreit, und zumindest eine Messsonde so angeordnet ist, dass sie die charakteristische Messgröße der Suspension bestimmt und die zweite Messsonde so angeordnet ist, dass sie die Messgröße der Flüssigkeit, also der von der Feststofizusammensetzung befreiten Suspension bestimmt.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Apparatur zur Abtrennung der Feststofizusammensetzung aus dem gesamten Suspensionsstrom Eindicker, Hydroklassierer, Hydrozyklon, Flächenfilter, Druckfilter, Zentrifuge, Siebzentrifuge und oder Schallsiebe und eine der Messsonden zur Messung der charakteristischen Messgröße der strömenden Suspension vor dieser Apparatur angeordnet ist und die andere Messsonde zur Messung der charakteristischen Messgröße der Flüssigkeit nach dieser Apparatur angeordnet ist.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mittel zur Verzweigung des Suspensionsstroms aufweist, wobei in einem der Teilströme die Messsonde zur Messung der charakteristischen Messgröße der strömenden Suspension angeordnet ist und in dem anderen Teilstrom eine Vorrichtung zur zumindest temporären Abtrennung der Feststoffzusammensetzung aus der Suspension und die Messsonde zur Messung der. charakteristischen Messgröße der Flüssigkeit angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zu Abtrennung der Feststofizusammensetzung Eindicker, Hydroldassierer, HydrozyHon, Flächenfilter, Druckfilter, Zentrifuge, Siebzentrifuge oder Schallsiebe oder eine Apparatur zur Erzeugung einer Totzone umfasst.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rechnereinheit vorgesehen ist, in der die von den Messsonden bestimmten Daten eingespeist werden und gemäß der Formel I oder II aus diesen Daten und der hinterlegten
Schallgeschwindigkeit für die Suspension mit dem maximalen Feststoffgehalt sowie des maximalen Feststoffgehaltes selbst oder der hinterlegten für Dichte für die Feststoffzusammensetzung der Wert für den Feststoffgehalt der Suspension (Suspensionsdichte) berechnet wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Anzeige oder Aufzeichnung des bestimmten Feststoffgehalts vorhanden ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsonden Sonden zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit als charakteristische Messgröße sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsonden Sonden zur Bestimmung der Dichte als charakteristische Messgröße sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18 zur Bestimmung des Feststoffgehalts in kristalline Acryl- oder Methacrylsäure enthaltenden Suspensionsströmen.
20. Verfahren zur Bestimmung einer Suspensionsdichte pss in einer strömenden Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle beinhaltenden S-Suspension, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18 eingesetzt wird.
21. Anlage zur HersteUung von Acrylsäure oder Methacrylsäure, die zur Bestimmung des Feststoffgehalts in einer Suspension mindestens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19 umfesst, wobei diese Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 20 betrieben wird.
22. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21 für die Prozessüberwachung oder Steuerung von Suspensionsströmen in Anlagen zur Herstellung von Acryl- oder Methacrylsäure.
23. Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure oder Methacrylsäure, beinhaltend als Verfahrensschritte, wobei a) in einem Reaktionsbereich ein Acrylsäure oder Methacrylsäure beinhaltender Rohstrom erhalten wird; b) der Rohstrom einer eine Kristallisation als einen Λufarbeitungsschritt beinhaltende
Aufarbeitung unter Erhalt einer als eine Feststofizusammensetzung Acrylsäure- oder Methacrylsäurekristalle beinhaltenden S-Suspension unterzogen wird; c) wobei die S-Suspension mindestens teilweise von der Feststofizusammensetzung unter Erhalt einer S-Flüssigkeit befreit wird; d) wobei eine Suspensionsdichte pss gemäß Formel III
sS = (S-L)/(F-L) (EH)
bei einem gegebenen charakteristischen Wert F für die Feststofizusammensetzung in der strömenden S-Suspension durch bestimmen aa) einer charakteristischen Messgröße der S-Suspension S, bb) einer charakteristischen Messgröße der S-Flüssigkeit L, erhalten wird.
24. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 23, wobei mittels der Suspensionsdichte p^s die Aufarbeitung gesteuert wird.
25. Verfahren zur Herstellung nach Ansprach 23 oder 24, wobei auf die Kristallisation ein Waschschritt als ein weiterer Aufarbeitungsschritt folgt.
26. Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei die Verfahrensschritte c) und d) in einer Vorrichtung nach einem Ansprüche 11 bis 18 erfolgen.
27. Verfahren zur Herstellung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei als charakteristische Messgrößen S und L die Dichte oder die Schallgeschwindigkeit oder eine Kombination daraus bestimmt werden.
28. Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren, beinhaltend als Verfahrensschritte i) Herstellen einer Acrylsäure nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27; ii) Polymerisieren der Acrylsäure aus Verfahrensschritt i).
29. Formkörper, Fasern, Filme, Schäume, Hygieneartikel, Hilfsmittel für Isolierungen, Verpackungen, Arzneimittel, Kosmetika, Nahrungsmittel, Tierfutter, Leder- und Papierherstellung, Wasseraufbereitung, beinhaltend oder basierend auf Acrylsäure oder Methacrylsäure, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, oder beinhaltend oder basierend auf einem superabsorbierenden Polymer, erhältlich nach
Ansprach 28.
30. Verwendung von Acrylsäure oder Methacrylsäure, erhältHch nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, oder Verwendung eines superabsorbierenden Polymers, erhältlich nach Anspruch 28, in oder zur Herstellung von Formkörpern, Fasern, Filmen,
Schäumen, Hygieneartikeln, Hilfsmitteln für Isolierungen, Verpackungen, Arzneitmitteln, Kosmetika, Nahrungsmitteln, Tierfutter, Leder- und Papierherstellung, Wasseraufbereitung.
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