DE596818C - Process for the extraction of pure constituents or groups of constituents from mixtures of liquids - Google Patents

Description

Bei der bekannten Zerlegung von Flüssigkeitsgemischen in zwei Bestandteile oder Bestandteilgruppen durch Auswaschen mit einem Extraktionsmittel nach dem Gegenstromprinzip gelingt es in der Regel, ein reines Raffinat zu erhalten. Die gleichzeitig anfallende Lösung von Extrakt im Extraktionsmittel ist aber in den seltensten Fällen frei von Raffinat. Sie muß deshalb gesondert aufgearbeitet werden, wenn man auch einen reinen Extrakt erhalten will.In the known separation of liquid mixtures into two components or component groups by washing out with an extractant according to the countercurrent principle it is usually possible to obtain a pure raffinate. The simultaneously occurring However, the solution of extract in the extractant is rarely free of raffinate. It must therefore be processed separately if you also want to get a pure extract.

Es wurde nun gefunden, daß bei der Zerlegung von Flüssigkeitsgemischen durch Auswaschen mit einem Extraktionsmittel nach dem Gegenstromprinzip fortlaufend nicht nur reines Raffinat, sondern auch reine Lösung von Extrakt im Extraktionsmittel dann erhalten wird, wenn man die raffinathaltige Ex-■ traktlösung fließend einem möglichst gleichmäßigen Temperaturgefälle aussetzt. In diesem Falle sinkt nämlich durch die Temperaturveränderung das Lösungsvermögen der Extraktlösung für Raffinat, das sich abscheidet und sich entgegengesetzt zur Fließrichtung bewegt. Es ist dabei sogar vorteilhaft, das Temperaturgefälle so zu gestalten, daß nicht nur das Raffinat, sondern auch ein Teil des Extraktes aus der Lösung auch dann abgeschieden wird, wenn die Lösung schon raffinatfrei ist, was möglich ist, weil auch das Lösungsvermögen des Extraktionsmittels für den Extrakt von der Temperatur abhängig ist. Auch der abgeschiedene Extrakt bewegt sich dabei entgegengesetzt der Fließrichtung. Er wirkt dann als Rückfluß, der von den ent·· sprechenden vorhergehenden Schichten von raffinathaltiger Lösung von Extrakt im Extraktionsmittel aufgenommen wird, wodurch das Verhältnis der einzelnen Komponenten der Lösung so verändert wird, daß sich Raffinat abscheidet. Man erhält mithin beim Arbeiten gemäß der Erfindung ohne umständliche Hilfsmaßnahmen fortlaufend reines Raffinat, wie auch raffinatfreie Extraktlösung, was ein erheblicher Fortschritt gegenüber den bekannten Verfahren ist, zumal sich dieser Fortschritt mit sehr einfachen Apparaturen erzielen läßt. Man braucht nämlich bei den üblichen Kolonnen nur die Zuführung für das zu zerlegende Gemisch an eine den besonderen Verhältnissen angepaßte Stelle zwischen Boden und Kopf zu legen und den Teil, der von der im anderen Teil erzeugten Extraktlösung-auf ihrem Wege zum Auslaß durchströmt wird, mit Einrichtungen für die Erzeugung des Temperaturgefälles versehen.It has now been found that when liquid mixtures are broken down by washing out with an extractant based on the countercurrent principle, not only pure raffinate, but also pure solution of extract in the extractant is obtained when the raffinate-containing Ex- ■ Exposing the tract solution to a temperature gradient that is as uniform as possible. In this The case, in fact, decreases the dissolving power of the Extract solution for raffinate, which separates out and is opposite to the direction of flow emotional. It is even advantageous to design the temperature gradient so that not only the raffinate, but also part of the extract from the solution is then also separated out if the solution is already raffinate-free, which is possible because that too Solvent power of the extractant for the extract depends on the temperature is. The extracted extract also moves in the opposite direction to the flow. It then acts as a reflux from the corresponding previous layers of raffinate solution of extract is absorbed in the extractant, whereby the ratio of the individual components of the solution is changed so that raffinate separates. One thus obtains when working according to the invention without any inconvenient Auxiliary measures continuously pure raffinate, as well as raffinate-free extract solution, which is a significant advance over the known method, especially since this Can achieve progress with very simple apparatus. You need namely at the usual columns only feed the mixture to be broken down to a special one To place a suitable place between the bottom and the head and the part of the extract solution produced in the other part on is traversed their way to the outlet, provided with devices for generating the temperature gradient.

Die Erfindung wird nachstehend näher an Hand der Zeichnung erläutert, die schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung einer der verschiedenen möglichen Ausführungsformen der Erfindung zeigt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which is schematic an apparatus for carrying out one of the various possible embodiments of the invention shows.

Das aus zwei zu trennenden Bestandteilen A und B bestehende Flüssigkeitsgemisch A + B tritt bei 0 in die Kolonne ein. Oben wird der Kolonne die zu trennende ίο Flüssigkeit A-\- B auf durch ein gelochtes Rohr oder einen Zerstäuber o. dgl. spezifisch schwereres Extraktionsmittel zugeführt. Die Menge des Extraktionsmittels X wird so geregelt, daß die die Kolonne an der Spitze ver-^J5 lassende Flüssigkeit nur die Komponente A ist.The liquid mixture A + B , consisting of two components A and B to be separated, enters the column at 0. Above the column to be separated ίο liquid A - \ - B is fed through a perforated tube or an atomizer or the like. Specifically heavier extraction agent. The amount of the extraction agent X is controlled so that the comparable the column at the top of ^J 5 transmitting liquid is only the component A.

Bei der üblichen Extraktion würde die Lösung von Extrakt im Extraktionsmittel die Kolonne gerade unterhalb O verlassen; das Ergebnis wäre eine Lösung, die nicht nur B, sondern A und B, und zwar mehr B als A enthält.In the usual extraction, the solution of extract in the extractant would leave the column just below O; the result would be a solution that contains not just B, but A and B, and more B than A.

Beim neuen Verfahren verläßt diese Lösung aber nicht die Kolonne direkt. Sie fließt vielmehr; zunächst durch die untere Verlängerung der Kolonne; in diesem Teil wird die Temperatur dieser Lösung durch eine allmähliche Kühlung erniedrigt; diese Kühlung erfolgt durch Kühlmäntel 1, 2 und 3. Die Kühlung selbst wird der herrschenden Strömungsgeschwindigkeit und der Länge der Verlängerung so angepaßt, daß sich das gesamte, in der Lösung vorhandene^ abscheidet, das dann entgegengesetzt zur Lösung nach oben strömt. Dabei wird zweckmäßig durch die Kühlung auch B aus der Lösung abgeschieden, das ebenfalls nach oben strömt und dabei als Rückfluß wirkt, durch den die Ausscheidung von A in den darüberliegenden Schichten von Extraktlösting unterstützt wird. Es ist nicht erforderlich, daß die Kühlung über den ganzen Weg erfolgt, den die Lösung in der Verlängerung der Kolonne zu durchlaufen hat. Wesentlich ist nur, daß die Lösung die Verlängerung der Kolonne raffinatfrei verläßt. Man kann andererseits aber das Temperaturgefälle auch auf den Teil der Kolonne ausdehnen, der oberhalb der Rohstoffzuführung liegt, indem man sich der diesen Teil der Kolonne umgebenden Heizmäntel 4 und 5 bedient oder das Extraktionsmittel erhitzt zuführt, in welch letzterem Falle auch schon im oberen Teil der Kolonne mit Kühlung gearbeitet werden kann. Der Erfolg des Verfahrens hängt auch von der Leichtigkeit ab, mit der der durch die Verschiedenheit im spezifischen Gewicht verursachte Gegenstrom stattfindet. Dieser kann zum Teil durch das Auftreten von Emulsionen gestört werden. Durch Zusatz von Stoffen, die zur Veränderung der Oberflächenspannung zwischen den Flüssigkeiten geeignet sind, kann diese störende Nebenwirkung verhindert werden.In the new process, however, this solution does not leave the column directly. Rather, it flows; first through the lower extension of the column; in this part the temperature of this solution is lowered by gradual cooling; this cooling takes place through cooling jackets 1, 2 and 3. The cooling itself is adapted to the prevailing flow velocity and the length of the extension so that all of the present in the solution is deposited, which then flows upwards in the opposite direction to the solution. In this case B is expediently also separated from the solution by the cooling, which likewise flows upwards and acts as a reflux, through which the excretion of A in the overlying layers of extract dissolving is supported. It is not necessary for the cooling to take place over the entire path that the solution has to pass through in the extension of the column. It is only essential that the solution leaves the extension of the column free of raffinate. On the other hand, however, the temperature gradient can also be extended to the part of the column which is above the raw material feed by using the heating jackets 4 and 5 surrounding this part of the column or by heating the extractant, in the latter case also in the upper part of the Column can be worked with cooling. The success of the process also depends on the ease with which the countercurrent caused by the difference in specific gravity takes place. This can be disrupted in part by the occurrence of emulsions. This disruptive side effect can be prevented by adding substances that are suitable for changing the surface tension between the liquids.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verwendung von Extraktionsflüssigkeiten, die schwerer sind als das zu zerlegende Flüssigkeitsgemisch. Die Verhältnisse können auch umgekehrt liegen, ohne daß das Wesen der Erfindung dadurch beeinflußt wird.The method according to the invention is not limited to the use of Extraction liquids that are heavier than the liquid mixture to be separated. The relationships can also be reversed, without thereby affecting the essence of the invention being affected.

Das beschriebene Verfahren kann auch mehrere Male wiederholt werden, und zwar sowohl mit dem erhaltenen Extrakt als auch mit dem Raffinat. Ein derartiges Vorgehen ist dann besonders empfehlenswert, wenn das Ausgangsmaterial aus verschiedenen Reihen von Körpern besteht, wobei die einzelnen Glieder der Reihen sowie die Reihen unter sich Eigenschaften haben, die nicht stark voneinander abweichen. Das erste Extraktionsmittel kann dann beispielsweise zur Abtrennung von Gruppen von Homologen verwendet werden, die dann mit geringeren Mengen eines selektiver wirkenden und häufig kostspieligeren Extraktionsmittels erfindungsgemäß weiter zerlegt werden. Ferner liefert eine Wiederholung der Extraktion mit dem gleichen Extraktionsmittel, jedoch bei einem anderen Temperaturgefälle, häufig gute Ergebnisse. The method described can also be repeated several times both with the extract obtained and with the raffinate. Such an approach is particularly recommended if the source material comes from different ranks consists of bodies, the individual members of the rows as well as the rows below have properties that do not differ greatly from one another. The first extractant can then, for example, be used for separation of groups of homologues are used, which then with lesser amounts a more selectively acting and often more expensive extraction agent can be broken down further according to the invention. It also delivers a repetition of the extraction with the same extractant, but with one different temperature gradient, often good results.

Beispielexample

Einer 10 m hohen Druckkolonne werden stündlich pro 100 qcm Querschnitt am Boden, wo die Temperatur 150⁰ beträgt, 201 96°/₀iger Alkohol und gerade unter der Mitte, wo die Temperatur 140⁰ beträgt, 61 Schmieröldestillat zugeführt, das aus sulfonierbaren und nichtsulfonierbaren Kohlenwasserstoffen besteht. Am Ende der Kolonne beträgt die Temperatur I2O°. Die dort vorhandene Extraktlösung ist raffinatfrei. Auf der Kolonne sitzt ein Kühler, der von der raffinatfreien Extraktlösung durchflossen wird und diese derart abkühlt, daß aus dem Kühler stündlich etwa 61 Extrakt in die Kolonne eintreten. Im Dauerbetrieb erhält man am Boden der Kolonne etwa stündlich 4I nichtsulfonierbares Raffinat, verunreinigt durch etwas Al- xio kohol, und aus dem Kühler austretend etwa 22 1 Lösung von sulfonierbaren Kohlenwasserstoffen in Alkohol. Anstatt durch Kühlung kann man den nötigen Rückfluß an Extrakt aus der raffinatfreien Extraktlösung auch durch Konzentration gewinnen.A 10 m high pressure column is fed hourly per 100 square cm of cross section at the bottom, where the temperature is 150 ⁰ , 201 96 ° / ₀ alcohol and just below the middle, where the temperature is 140 ⁰ , 61 lubricating oil distillate, the sulfonatable and non-sulfonatable Hydrocarbons. At the end of the column the temperature is I20 °. The extract solution available there is raffinate-free. A cooler sits on the column through which the raffinate-free extract solution flows and cools it down in such a way that about 61 extracts per hour enter the column from the cooler. In continuous operation, about 4 liters of non-sulfonable raffinate, contaminated with a little alcohol, and about 22 liters of solution of sulfonable hydrocarbons in alcohol emerging from the cooler are obtained at the bottom of the column about hourly. Instead of cooling, the necessary reflux of extract can also be obtained from the raffinate-free extract solution by concentration.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann bei allen Arten von Extraktionen Anwendung finden. So ist es beispielsweise möglich, Phenole aus Flüssigkeiten mit Alkoholen erfindungsgemäß zu extrahieren, Isolieröle zwecks Entfernung unerwünschter Bestandteile mitThe method according to the invention can be used in all types of extractions Find. For example, it is possible according to the invention to produce phenols from liquids with alcohols to extract, using insulating oils for the purpose of removing unwanted components

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beispielsweise Isopropylalkohol zu reinigen, und Petroleumdestillate mit flüssigem Schwefeldioxyd zu raffinieren. for example, to purify isopropyl alcohol, and to refine petroleum distillates with liquid sulfur dioxide.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Zerlegung von Flüssigkeitsgemischen in ihre Bestandteile oder Bestandteilgruppen durch Auswaschen mit einem Lösungsmittel nach dem Gegenstromprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß die anfallende Lösung von Extrakt im Lösungsmittel fortlaufend von dem mitgelösten Raffinat dadurch befreit wird, daß die Lösung fließend einem möglichst gleichmäßigen Temperaturgefälle ausgesetzt wird.Process for breaking down a liquid mixture into its constituent parts or Constituent groups by washing with a solvent according to the countercurrent principle, characterized in that the resulting solution of extract in the solvent continuously from the co-dissolved Raffinate is freed by exposing the solution to a temperature gradient that is as uniform as possible will. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 117117