DE2616024C3 - Verfahren zur Herstellung einer Monoalkaliphosphatlösung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer MonoalkaliphosphatlösungInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
- B01F25/51—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle in which the mixture is circulated through a set of tubes, e.g. with gradual introduction of a component into the circulating flow
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Monoalkaliphosphatlösung
durch Mischen von Phosphorsäure mit einer Alkalilösung mittels einer Kreiselpumpe und Einführen der
Alkalilösung mittels eines Einsteckrohres mit Düse.
Aus der DE-OS 2060436 ist eine Anordnung zur Mischung von Fluiden bekannt, bei der zwei flüssige
Medien unter Bildung einer neuen flüssigen Phase gemischt werden. Dazu wird ein flüssiges Medium durch
eine Düse in den Kreislauf des zweiten flüssigen Mediums eingedüst. Bei dem Mischprozeß kann es nicht
/u einer Ausfällung einer festen Phase kommen.
In der US-PS 2382 871 ist ein Homogenisierungsverfahren
beschrieben, bei dem durch ein Kreislaufverfahren zwei nicht miteinander mischbare Flüssigkeiten
homogenisiert werden. Eine Ausfällung einer festen Phase kann hierbei nicht erfolgen.
In der GB-PS 1 086362 ist ein Verfahren zur Mischung von Flüssigkeiten beschrieben, bei denen eine
Flüssigkeit durch ein Einsteckrohr in das Gehäuse einer Kreiselpumpe geführt wird. Das Einsteckrohr endet
nicht in einer Düse, durch die ein Zukrusten des Einsteckrohrs durch Ablagerung von festen Stoffen
vermieden werden kann.
Es ist nunmehr das Ziel der vorliegenden Erfindung, Flüssigkeiten in so kurzer Zeit innig zu vermischen,
daß es nicht zu örtlichen Konzentrationsunterschieden kommen kann.
Überraschenderweise wurde ein Verfahren zur Herstellung einer Monoalkaliphosphatlösung durch
Mischen von Phosphorsäure mit Alkalilösung mittels Kreiselpumpe gefunden, das die obengenannten
Nachteile nicht aufweist und das dadurch gekennzeichnet ist, daß in eine Kreislaufmenge der Monoalkaliphosphatlösung
zunächst die Phosphorsäure eingeleitet wird und in diese Mischung die Alkalilösung
durch ein Einsteckrohr mit Düse bis nahe an die Saugseite des Pumpenläufers der Kreiselpumpe geführt
wird, wobei die Kreislaufmenge die Düse mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von mindestens
2,5 m/s umströmt und die durch die Düse eingebrachte Flüssigkeit eine durchschnittliche Austrittsgeschwindigkeit von 1,5 bis 3,5 m/s hat.
Das oben aufgezeigte und von der Erfindung zu behebende Problem zeigt sich dann, wenn konzentrierte
Phosphorsäure mit konzentrierter Alkalilösung zu Mononatriumphosphatlösung umgesetzt werden
soll. Wird diese Neutralisation nach bekannten Methoden im Rührbehälter durchgeführt, so kommt es
an der Zulaufstelle der Alkalilösung zur Ausfällung von schwer löslichem Dinatriumphosphat. Durch die
dadurch gestörte Riihrwirkung in dem Rührbehälter wird die gleichmäßige Neutralisation der Phosphorsäure
mit der Alkalilösung weiter verzögert. Das ausgefallene Dinatriumphosphat bildet mit der Restflüssigkeit
eine solche Suspension, die vom Rührer nicht weiter gerühri werden kann. Der Rührbehälter muß
dann unter Zeit- und Materialaufwand entleert werden.
Es ist vorteilhaft, das Verfahren so zu gestalten, daß die Monoalkaliphosphatlösung vor der Zugabe
der Phosphorsäure auf 30 bis 50° C gekühlt wird. Das Mischungsverhältnis von Kreislaufmenge der Monoalkaliphospha'ilösung
und zugemischter Phosphorsäure soll größer als 1:1 sein und entspricht vorzugsweise
5:1 bis 10:1 Volumenteilen.
Bei der Herstellung von Mononatriumphosphatlösung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen
sich Säuren mit einem Gehalt von 30 bis 60 Gew.-% (P2O5) durch Alkalilösungen mit einem Gehalt von
20 bis 50 Ge\v.-% (NaOH) neutralisieren. Konzentrierte Phosphorsäuren werden dabei mit weniger
konzentrierter Natronlauge umgesetzt und umgekehrt, wobei die erhaltene Mononatriumphosphatlösung
nicht mehr als 50, vorzugsweise 25 bis 30 Gew.-% Natriumdihydrogenphosphat enthalten soll.
Das Verfahren kann beispielsweise in einer Anordnung durchgeführt werden, die in der Zeichnung schematisch
dargestellt ist und die aus einem Flüssigkeitskreislauf besteht, der von einer Kreiselpumpe 1, dem
nachgeschalteten Ventil 9, dem Flüssigkeitsmesser 10, dem Kühler 4, der Ansaugleitung 6 und den Verbindungsleitungen
11,12 und 13 gebildet wird. In den Kreislauf mündet vor oder hinter dem Kühler 4 die
Produktzuführungsleitung 8, durch die ohne Schwierigkeiten mit dem Kreislaufprodukt mischbare Flüssigkeiten
zugegeben werden. Eine weitere Produktzuführungsleitung ist als Einsteckrohr S in die Ansaugleitung
6 der Kreiselpumpe 1 ausgebildet. Das Einsteckrohr 5 endet mit einer Düse 3 nahe vor dem
Pumpenläufer 2 der Kreiselpumpe 1. Das Fertigprodukt wird dem Kreislauf über die Produktentnahmeleitung
7 entnommen.
Das Verfahren wird mittels einer Kreiselpumpe mit Q = 3,5 m Vh und /Z=IIm WS und einem Pumpenläuferdurchmesscr
von 10 cm ausgeführt. Die umgepumpte Kreislaufmenge wird anhand des Flüssigkeitsmessers
mit dem Ventil eingestellt auf 3,0 mVh Mononatriumphosphatlösung, die 8 10 kg/m' gelöstes
Mononatriumphosphat enthält. Diese Kreislauf-
menge entspricht einer Geschwindigkeit von 2,5 m/s im Querschnitt der Ansaugleitung der Kreiselpumpe.
Über eine nicht gezeichnete Dosierpumpe werden über die Produktzuführungsleitung, die hinter dem
Kühler in den Kreislauf mündet, 378 kg/h Phosphorsäure, die 847 kg/m3 (P1O5) enthält, eingepumpt.
Durch das Einsteckrohr werden 230 kg/h Natronlauge, die 750 kg/m1 (NaOH) enthält, in den Kreislauf
gefördert. Die Natronlauge verläßt die Düse mit 3,5 m/s Geschwindigkeit. Die freigesetzte Reaktionsenthalpie wird aus dem Mononatriumphosphat-Kreislauf
in dem Kühler abgeführt. Die Mononatriumphosphatlösung verläßt den Kühler mit einer
Temperatur von 40 G C. Über die Produktentnahmeleitung
werden 608 kg/h Mononatriumphosphatlösung aus dem Kreislauf entnommen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung einer Monoalkaliphosphatlösung
durch Mischen von Phosphorsäure mit einer Alkalilösung mittels einer Kreiselpumpe
und Einführen der Alkalilösung mittels eines Einsteckrohres, dadurch gekennzeichnet,
daß man in eine Kreislaufmenge des Fertigproduktes zunächst Phosphorsäure zumischt und
die zur Bildung der Monoalkaliphosphatlösung stöchiometrisch notwendige AJkalilösung mittels
des mit einer Düse versehenen Einsteckrohres einführt, wobei
a) die Kreislaufmenge des Fertigprodukts die Düse mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit
von mindestens 2,5 m/s umströmt und
b) die Alkalilösung in der Düse eine durchschnittliche Austrittsgeschwindigkeit von 1,5
bis 3,5 m/s hat und
c) die Düsenöffnung nahe an die Saugseite des Pumpenläufers der Kreiselpumpe heranreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis der
Kreislaufmenge des Fertigprodukts zu zugemischter Phosphorsäure größer als 1:1 Volumenteile,
vorzugsweise 5:1 bis 10:1 Volumenteile, ist.
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