NO133482B

NO133482B -

Info

Publication number: NO133482B
Application number: NO260372A
Authority: NO
Inventors: B S Javorsky; H T Winberg
Original assignee: Alfa Laval Ab
Priority date: 1971-07-21
Filing date: 1972-07-20
Publication date: 1976-02-02
Also published as: CA962038A; ATA571772A; GB1368217A; FR2146420B1; FI52281C; CS160060B2; NL7208344A; AU4366572A; RO62783A; ES404885A1; BE786397A; CH576806A5; DD98029A5; PL85073B1; FR2146420A1; AT338216B; IT986845B; FI52281B; DE2231911A1; NO133482C

Description

Særlig i Iden kjemiske industri forekommer det en rekke prosesser ved hvilke gasser reagerer -med væsker. Disse reaksjoner kan være av forskjellig art., f.eks. av den ^type som fører til dannelsen av en kjemisk forbindelse, eller av den type som-omfatter absorpsjon. e lier adsorpsjon. Particularly in the chemical industry, there are a number of processes in which gases react with liquids. These reactions can be of different types, e.g. of the ^type which leads to the formation of a chemical compound, or of the type which-involves absorption. e lier adsorption.

Foreliggende "oppfinnelse 'angår -en fremgangsmåte for "tilveiebringelse -av. reaksjoner av denne type mellom væsker og The present "invention" concerns - a method for "provision - of. reactions of this type between liquids and

-gasser. Fremgangsmåten er særlig -anvendelig for- prosesser i hvilke væskemengden e.r forholdsvis liten, mens gassmengden er meget stor. -Prosesser av denne -type brukes for eksempel i —-forbindelse med avsvovling av råolje, fremstilling av hypo-klorid -og fremstilling av .svovelsyre og ^rykende svovelsyre. -Fremgangsmåten i følge oppfinnelsen, .som altså angår tilveiebringelse av en reaksjon mellom en væskeformig reaktant i forn av -et <;>skum og en - gassf ormig reaktant i e-n reaktor, fra hvilken det uttas et væskeformig produkt, er karakterisert ved at skummet tilveiebringes på i. og for seg kjent måte på -et sted utenfor reaktoren .og føres inn i denne ovenfor et perforert element som dekker hele reaktorens gjennom-str.ømningsareal, slik at-.det opprettholde-s et skumsjikt på dette og at den gass-formige reaktant bringes til å strømme inn i skum--sjikte"t, hvorved fra skummet frigjorte gasser -og eventuell - gases. The method is particularly applicable for processes in which the amount of liquid is relatively small, while the amount of gas is very large. Processes of this type are used, for example, in connection with the desulphurisation of crude oil, the production of hypo-chloride and the production of sulfuric acid and fuming sulfuric acid. - The method according to the invention, which thus concerns the provision of a reaction between a liquid reactant in the form of a foam and a gaseous reactant in a reactor, from which a liquid product is extracted, is characterized by the fact that the foam is provided in a manner known per se at a place outside the reactor, and a perforated element covering the entire flow-through area of the reactor is introduced into this above, so that a foam layer is maintained on this and that the gaseous reactant is caused to flow into the foam layer, whereby gases released from the foam -and any

uomsatt gass utledes -fra reaktoren. Overføringen ctv væsken til skum kan utføres på i -og for seg kjent måte, eksempelvis kan de.t tilsettes midler som nedsetter overflatespenningen. Reaktoren kan gjerne ha formgav en kanal. unreacted gas is discharged -from the reactor. The transfer of the liquid to foam can be carried out in a manner known per se, for example agents can be added which lower the surface tension. The reactor may well have formed a channel.

Ved fremgangsmåten i følge oppfinnelsen oppnås en særdeles stor -kontaktflate .mellom væske og gass. Herved muliggjøres en meget rask reaksjon mellom væsken og gassen, With the method according to the invention, a particularly large contact surface is achieved between liquid and gas. This enables a very rapid reaction between the liquid and the gas,

og det tilveiebringes betingelser som -sikrex at all tilført and conditions are provided which -sikrex that all supplied

gass vil reagere med væsken. gas will react with the liquid.

Fremgangsmåten i følge- oppfinnelsen er særlig godt egnet når en stor gassmengde skal reagere med en liten væskemengde, og gassen bare utgjør en del av en gassblanding. Hvis man for et slikt tilfelle anvender den tidligere kjente fremgangsmåte ved hvilken væsken forstøves til meget små dråper i et kammer som gjennom-strømmes av gassblandingen, kan bare en forholdsvis liten gassmengde bringes til å reagere med hver mengdeenhet av væsken. For at væskedråpene ikke skal føres ut av kammeret med den del av gassblandingen som ikke reagerer med væsken, må nemlig.mengden av. gassblandingen som .tilføres til kammeret pr., tidsenhet, eller med andre ord. g.jennom-strømningshastigheten av gassen være forholdsvis liten. Følgen herav er f:eks. ved fremstilling av konsentrert svovelsyre, hvorunder en blanding av SO^, . SC^ og N_. bringestil å strømme gjennom et kammer som det sprøytes forstøvet vann inn i, at fremstillingen- må utføres i flere trinn, eller med andre ord at væsken må forstøves.. flere ganger før en tilstrekkelig- mengde SO^-gass har reagert med væsken.. The method in the accompanying invention is particularly well suited when a large amount of gas is to react with a small amount of liquid, and the gas only forms part of a gas mixture. If, for such a case, the previously known method is used in which the liquid is atomized into very small droplets in a chamber through which the gas mixture flows, only a relatively small amount of gas can be caused to react with each quantity unit of the liquid. In order for the liquid droplets not to be carried out of the chamber with the part of the gas mixture that does not react with the liquid, the amount of the gas mixture supplied to the chamber per unit of time, or in other words. g.through the flow rate of the gas be relatively small. The consequence of this is e.g. in the preparation of concentrated sulfuric acid, during which a mixture of SO^, . SC^ and N_. flow through a chamber into which atomized water is sprayed, that the preparation must be carried out in several stages, or in other words that the liquid must be atomised.. several times before a sufficient amount of SO^ gas has reacted with the liquid..

Ved å anvende væsken i form av, skum istenden-for å overføre den til en dispersjon av s.må dråper., vil man kunne bringe større gassmengder; enn tidligere i umiddelbar kontakt med væsken uten fare for at væske-. partiklene føres bort med gassen.. Da væsken befinner seg i en kontinuerlig fase' i skummet, kan den bi-beholdes- i reaksj;Onskammeret selv om deler av gassblandingen som ikke reagerer med væsken, passerer gjennom reaks j-onskamme re t med forholdsvis høy - By using the liquid in the form of, foam ice end-to transfer it to a dispersion of small drops, it will be possible to bring larger quantities of gas; than before in immediate contact with the liquid without the risk of liquid-. the particles are carried away with the gas. As the liquid is in a continuous phase in the foam, it can be retained in the reaction chamber even though parts of the gas mixture that do not react with the liquid pass through the reaction chamber with relatively high -

hastighet. speed.

Hvis det ønskes kan brukt skum fjernes fra kanalen, dvs. reaksjonskammeret, etter at det har oppholdt seg der en viss tid. Fortrinnsvis tillates imidlertid skummet å brytes ned under reaksjonen mellom gassen og væsken, og forbrukt skum fjernes fra kanalen i form av en væske og frigjort gass. If desired, used foam can be removed from the channel, i.e. the reaction chamber, after it has remained there for a certain time. Preferably, however, the foam is allowed to break down during the reaction between the gas and the liquid, and spent foam is removed from the channel in the form of a liquid and liberated gas.

Hytt skum tilføres til kanalen i avstand fra det sted hvor gassen som skal reagere med væsken, innføres i skummet. Herved unngås at skummet nedbrytes for raskt. For- - trinnsvis fylles kanalen med nytt skum litt etter litt, etter-hvert som tidligere tilført skum forbrukes på en slik måte at skummet beveger seg i motsatt retning av gassen, som skal reagere med væsken. Nytt skum tilføres fortrinnsvis inter-mitterende. Low foam is supplied to the channel at a distance from the place where the gas to react with the liquid is introduced into the foam. This prevents the foam from breaking down too quickly. First and foremost, the channel is filled with new foam little by little, as previously supplied foam is consumed in such a way that the foam moves in the opposite direction to the gas, which is to react with the liquid. New foam is preferably supplied intermittently.

Hvis gassblandingen som strømmer gjennom kanalen inneholder mer enn én gass som kan reagere med den skumformede væske i kanalen og en spesiell av disse gasser krever kortere tid enn de andre for reaksjonen., kan gassens g j.ennomstrømnings-hastighet i skummet og/ellejr tykkelsen: av skumlaget reguleres på en slik~måte at bare den nevnte spesielle gass vil reagexe med væsken-, mens de andre gasser vil passere gjennom skummet uten å reagere med væsken. If the gas mixture flowing through the channel contains more than one gas that can react with the foamy liquid in the channel and one particular of these gases requires a shorter time than the others for the reaction, the flow rate of the gas in the foam and/or the thickness : of the foam layer is regulated in such a way that only the aforementioned special gas will react with the liquid, while the other gases will pass through the foam without reacting with the liquid.

Tykkelsen av skumlaget kan likeledes reguleres med hensyn til mulige variasjoner av innholdet i gassblandingen av den gass som er bestemt til å reagere med væsken som er omdannet til skum. The thickness of the foam layer can likewise be regulated with regard to possible variations in the content of the gas mixture of the gas which is destined to react with the liquid which has been converted into foam.

I det følgende skal det gis noen eksempler på hvor-ledes fremgangsmåten kan anvendes i praksis. In the following, some examples will be given of how the method can be used in practice.

Eksempel 1 Example 1

Når svovel skal fjernes fra råolje lar man i alminne-lighet hydrogengass boble gjennom råoljen, idet hydrogenet forbinder seg med" svovelet og danner hydrogensulfid. Denne forbindelse som i likhet med hydrogen er en gass, forlater råoljen. For å ta vare på svovelet i hydrogensulfidet kan dette bringes When sulfur is to be removed from crude oil, hydrogen gas is generally allowed to bubble through the crude oil, as the hydrogen combines with the sulfur and forms hydrogen sulphide. This compound, which, like hydrogen, is a gas, leaves the crude oil. To take care of the sulfur in the hydrogen sulphide can this be brought

i kontakt med karbondisulfid, og svovelet forbinder seg derved med dette. Ifølge foreliggende oppfinnelse tilføres et stoff som nedsetter overflatespenningen til karbondisulfid, hvor-etter det dannes et skum ved å sprøyte karbondisulfidet sammen med hydrogengass i finfordelt form mot et finmasket nett. in contact with carbon disulphide, and the sulfur thereby combines with this. According to the present invention, a substance is added which lowers the surface tension of carbon disulphide, after which a foam is formed by spraying the carbon disulphide together with hydrogen gas in finely divided form against a fine mesh net.

-Skummet som dannes på den annen side av nettet, innføres i ^n -vertikal kanal, i hvilken -det er anordnet et perforert element som "dekker kanaltverrsnittet-og understøtter skummet, hydrogensulfidet-bringes til-å strømme nedenfra inn i skumlaget gjennom -det perforerte element, og skummet brytes ned, og Hydrogen-gassen forlater kanalen. Det -konsentrerte karbondisulfid -fjernes fra kanale n på en hvilken som helst passende måte, f.eks. gjenn©m en oppsamlingsrenne anordnet i kanalveggen. Den frigjorte hydrogengass 3can ±>rukes på ny ved .at den i form av bobler bringes til å strømme gjennom råoljen. -The foam that is formed on the other side of the net is introduced into ^n -vertical channel, in which -a perforated element is arranged which "covers the channel cross-section-and supports the foam, the hydrogen sulphide-is made to-flow from below into the foam layer through - the perforated element, and the foam breaks down, and the Hydrogen gas leaves the channel. The -concentrated carbon disulfide -is removed from the channel n by any suitable means, for example, through a collecting chute provided in the channel wall. The liberated hydrogen gas 3can ±>reused by .that it is made to flow through the crude oil in the form of bubbles.

Eksempel II Example II

Ved fremstilling av nypokloritt bringes klor til å reagere med en -opplesning av kaustisk soda. Ifølge oppfinnelsen dannes et skum av en oppløsning av .kaustisTc soda og luft på samme måte som angitt i eksempel Jt. Det trenges i dette tilfelle ikke noen tilsetning av noe stoff for nedsettelse av overflatespenningen. Det dannede skum tilfares på samme måte som'.angitt i eksempel I til en vertikal kanal, i hvilken det er anordnet et perforert element for undersøkelse av skummet. Gassformet klor bringes deretter til å strømme nedenfra inn i skummet gjennom det perforerte element og skummet brytes ned mens luften forlater leanalen. Klorgassen har nå reagert med oppløsningen av kaustisk soda og danner natriumhypoklorit som fjernes fra kanalen i form av en vandig oppløsning. In the production of neopochlorite, chlorine is brought to react with a -reading of caustic soda. According to the invention, a foam is formed from a solution of caustic soda and air in the same way as indicated in example Jt. In this case, no addition of any substance is needed to reduce the surface tension. The foam formed is fed in the same way as indicated in example I to a vertical channel, in which a perforated element is arranged for examination of the foam. Gaseous chlorine is then made to flow from below into the foam through the perforated element and the foam is broken down as the air leaves the lean channel. The chlorine gas has now reacted with the solution of caustic soda and forms sodium hypochlorite, which is removed from the channel in the form of an aqueous solution.

Eksempel III Example III

Ved fremstilling av svovelsyre oppløses gassformet SO^ i vann. Den gassformede SO^ fremstilles på følgende måte: Et stoff som inneholder svovel brennes slik at det dannes gassformet SO^- Denne oksyderes -i et spesielt apparat til "SO^-gass, og det dannes en gassblanding som inneholder gassformet SO^. In the production of sulfuric acid, gaseous SO^ is dissolved in water. The gaseous SO^ is produced in the following way: A substance containing sulfur is burned so that gaseous SO^ is formed. This is oxidized in a special apparatus to "SO^ gas, and a gas mixture containing gaseous SO^ is formed.

På den måte som -er beskrevet ovenfor, dannes et skum av luft og vann til hvilket det er tilsatt et stoff som nedsetter overflatespenningen, f.eks. ammonium lauryl eter--sulfat. Skummet tilføres til en vertikal kanal som gjennom-strømmes av den nevnte gassblanding .som inneholder SO^. I In the manner described above, a foam is formed from air and water to which a substance has been added which lowers the surface tension, e.g. ammonium lauryl ether sulfate. The foam is supplied to a vertical channel through which the aforementioned gas mixture, which contains SO 2 , flows. IN

-kanalen plasseres skummet på et perforert understøttelses-element slik at det dekker kanalens gjennomstrømningsareal, og - the channel, the foam is placed on a perforated support element so that it covers the channel's flow-through area, and

gassblandingen tvinges til å passere gjennom skummet. Det gassformede SO^ i gassblandingen oppløses herunder i vannet under dannelse av svovelsyre, mens den gjenværende del av gassblandingen strømmer videre gjennom skummet og forlater reaksjonskammeret i kanalen.. Skummet brytes ned etter hvert som dannelsen av svovelsyre skrider fram, og svovelsyren renner ned gjennom skummet og langs kanalveggene til et oppsamlings-sted under det perforerte element, mens luften som har vært innesluttet i skummet, forlater dette sammen med den gjenværende del av gassblandingen. the gas mixture is forced to pass through the foam. The gaseous SO^ in the gas mixture dissolves below in the water with the formation of sulfuric acid, while the remaining part of the gas mixture flows on through the foam and leaves the reaction chamber in the channel. The foam breaks down as the formation of sulfuric acid progresses, and the sulfuric acid flows down through the foam and along the channel walls to a collection point below the perforated element, while the air which has been contained in the foam leaves this together with the remaining part of the gas mixture.

Ved fremstilling av konsentrert svovelsyre kan skummet eventuelt dannes av svovelsyre med en lavere konsentrasjon. When producing concentrated sulfuric acid, the foam can optionally be formed from sulfuric acid with a lower concentration.

Det kan også fremstilles rykende svovelsyre ved fremgangsmåten i følge oppfinnelsen. Skummet kan da fremstilles enten av vann eller svovelsyre med varierende konsentrasjon. For øvrig gås det fram som i- eksempel III.. Fuming sulfuric acid can also be produced by the method according to the invention. The foam can then be produced either from water or sulfuric acid with varying concentrations. Otherwise, it proceeds as in example III..

Claims

Method of providing a reaction between a liquid reactant in the form of a foam and a gaseous reactant. in a: reactor, from which a liquid product is extracted, characterized by <1> that the foam is provided in a manner known per se at a place outside the reactor and introduced into this above a perforated element that covers the entire flow-through area of the reactor, so that it is maintained a foam layer on this and that the gaseous reactant is brought to flow into the foam layer, whereby gases released from the foam and any unreacted gas are discharged from the reactor.