DE493563C - Verfahren zum Vermischen von Fluessigkeiten oder Schmelzen, zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen fluessigen Stoffen und zur Herstellung disperser Systeme - Google Patents

Description

• Verfahren zum Vermischen von Flüssigkeiten oder Schmelzen, zur Durchführung von Reaktionen zwischen flüssigen Stoffen und zur Herstellung disperser Systeme Es sind verschiedene Verfahren zum Vermischen von Flüssigkeiten, zur Durchführung von Reaktionen und zur Herstellung disperser Systeme bekannt geworden, bei denen die Verteilung der Flüssigkeiten ineinander in der Weise erfolgt, daß man einen oder mehrere Stoffe mit Hilfe von gespannten Gasen und Dämpfen zerstäubt und die erhaltenen Teilchen in einer andern Flüssigkeit aufnimmt.
• Um die Aufnahme der zerstäubten Masse im Dispersionsmittel zu erleichtern, ist vorgeschlagen worden, den Zerstäubungsapparat unter die Oberfläche des Dispersionsmittels einzutauchen. Auf diese Weise gibt man den aus dem Zerstäubungsapparat austretenden Teilchen die Möglichkeit, sich in der großen Masse des Dispersionsmittels gleichmäßig zu verteilen.
• Bei dieser Art der Vermischung von Flüssigkeiten läßt sich aber der Übelstand nicht vermeiden, daß in unmittelbarer Nähe des Zerstäubungsapparates das Mengenverhältnis der Flüssigkeiten nicht das gewünschte ist, sondern zu viel von der dispersen Phase und zu wenig vom Dispersionsmittel vorhanden ist. Dieser Nachteil macht sich besonders dann bemerkbar, wenn ein feiner Dispersionsgrad erwünscht ist. Bei der Austrittsöffnung befinden sich so viele Teilchen der zerstäubten dispersen Phase, daß eine Wiedervereinigung derselben zu größeren Gebilden unvermeidlich ist.
• Die Herstellung von dispersen Systemen, die einen hohen Prozentsatz an disperser Phase und wenig Dispersionsmittel enthalten, läßt sich mitunter mit diesen bekannten Verfahren gar nicht durchführen. Wegen der Anhäufung der dispersen Phase bei der Austrittsöffnung des Zerstäubungsapparates steht zu wenig Dispersionsmittel zur Verfügung, um die gebildeten Teilchen aufzunehmen, zu umschließen und ein disperses System zu bilden.
• Nach der vorliegenden Erfindung lassen sich diese Nachteile beseitigen, indem man unmittelbar zur Öffnung des Zerstäubungsapparates das Dispersionmittel ständig zufließen läßt und dafür sorgt, daß die entstandene S Mischung sofort aus dem Bereich des Apparates fortgeführt wird. Diese Anordnung bietet einen besonderen Vorteil, wenn das Dispersionsmittel zugleich Emulgierungsmittel für den zu verteilenden Stoff ist, da das Emulgierungsmittel die Eigenschaft besitzt, den Zerfall der dispersen -Phase in kleine Teilchen zu begünstigen und eine Wiedervereinigung der erzeugten Partikeln zu verhindern. Indem stetig das Emulgierungsmittel in unvermischter Form an die Düsenöffnung geleitet wird, ist die Wirkung viel besser, als wenn in ihm bereits zahlreiche Teilchen der dispersen Phase suspendiert sind.
• Gegenüber dem bekannten Verfahren des Patentes 405 237, wo die Zerstäubung durch gespannte Dämpfe erfolgt, die sich im Dispersionsmittel kondensieren sollen, bietet die vorliegende Erfindung gleichfalls große Vorteile. Taucht man nämlich nach dem Verfahren der erwähnten Patentschrift eine Düse, mit der die Zerstäubung einer Flüssigkeit, z. B. mit Wasserdampf, erfolgt, in ein wäßriges Dispersionsmittel, so wird bei der Zerstäubung um die Austriftsöffnung der Düse sich ein Dampfraum bilden, in dem die Teilchen der zerstäubten Phase enthalten sind, das Dispersionsmittel dagegen keinen Zutritt hat und bei der erst in einer gewissen Entfernung von der Diise, wenn der Dampf sich zu kondensieren beginnt, die eigentliche Vermischung erfolgen kann.
• Wird dagegen gemäß dem Verfahren -der vorliegenden Erfindung das Dispersionsmittel direkt an die Öffnung der Düse geleitet, aus der der Dampf mit der zerstäubten Phase austritt, so erfolgt die Kondensation des Dampfes gleich nach dem Austritt aus dem Apparat und die gewünschte Vermischung der Flüssigkeiten tritt sofort nach der Zerstäubung ein, noch bevor eine Wiedervereinigung der einzelnen Teilchen erfolgen kann.
• Außerdem gestattet die vorliegende Erfindung auch noch die Energie auszunützen, mit der die verteilte Masse aus dem Zerstäubungsapparat ausgestoßen wird, was bei den bis jetzt bekannt gewordenen Verfahren nicht der Fall ist. Das geschieht in der Weise, daß man das nach der Zerstäubung und Vermischung mit dem Dispersionsmittel erhaltene disperse System gegen entsprechend angeordnete Oberflächen aufprallen oder an ihnen vorbeistreichen läßt, so daß ein weiterer Zerfall der Teilchen erfolgt. So hat man durch vorliegende Erfindung die Möglichkeit, mit ein und demselben Verfahren Zerstäubung der dispersen Phase und mechanisches Zerkleinern einer gebildeten Mischung durch Anprall und Reibung vorzunehmen.
• Es hat sich in einigen Fällen als vorteilhaft erwiesen, der dispersen Phase vor der Zerstäubung ein wenig vom Dispersionsmittel zuzumischen. Das gilt besonders dann, wenn das Dispersionsmittel ein Emulgierungsmittel ist, das den Zerfall der dispersen Phase begünstigt.
• Bereits während der Zerstäubung kann in solchen Fällen das Dispersionsmittel seine Wirkung ausüben und den weitgehendsten Zerfall begünstigen.
• Diese Erkenntnis läßt sich mit Vorteil dort ausnutzen, wo es sich um das Verteilen von zähflüssigen Stoffen, wie z. B. Pech und Bitumen, handelt. Man vermischt erst das Pech oder Bitumen mit einem Teil von Dispersionsmittel, zerstäubt das Gemisch und fängt die zerstäubte Masse im Rest des Dispersionsmittels auf, das man zur Öffnung des Zerstäubungsapparates in beschriebener Weise hinzufließen läßt.
• Sehr einfach gestaltet sich dieser Vorgang, wenn man zwei Apparate, die zur Ausübung der Erfindung dienen, hintereinanderschaltet.
• Im ersten Apparat erfolgt die Zerstäubung der dispersen Phase allein, die in einem Teil des Dispersionsmittels aufgenommen wird.
• Diese Mischung wird in den zweiten Apparat geleitet, dort nochmals zerstäubt und in den Rest des Dispersionsmittels eingeleitet.
• Es ist einleuchtend, daß das vorliegende Verfahren nicht nur zur Herstellung von dispersen System benutzt werden kann, sondern es wird überall dort mit Erfolg angewandt werden können, wo es sich um das Vermischen von Flüssigkeiten oder Schmelzen handelt. So läßt sich z. B. die Raffination von Olen, wo es nur darauf ankommt, vorübergehend eine möglichst innige Verteilung des Öles mit der zur Raffination dienenden Flüssigkeit herzustellen, mit dem Verfahren vorliegender Erfindung mit Erfolg durchführen. Bei Reaktionen unter flüssigen Stoffen oder Schmelzen wird das beschriebene Verfahren gleichfalls gute Dienste leisten; denn jede Reaktion verläuft am schnellsten, wenn eine innige Vermischung der aufeinander reagierenden Stoffe erzielt wird. So läßt sich z. B. - die Herstellung von Seifen nach vorliegender Erfindung in der Weise durchführen, daß man die Fette und Öle zerstäubt und die Lauge zufließen läßt. Während in der Regel die Bildung der Seife längere Zeit in Anspruch nimmt, erfolgt hier die Verseifung momentan.
• Besonders die Herstellung der Kaltseifen läßt sich nach vorliegendem Verfahren einfach und zweckmäßig durchführen.
• Die Abbildung gibt eine schematische Darstellung für einen Apparat zur Ausübung des Verfahrens wieder. Die zur Zerstäubung nötigen gespannten Dämpfe oder Gase werden durch das Rohr a in den Apparat eingeleitet.
• Beim Austritt zerstäuben sie die im Raume b enthaltene disperse Phase, die durch das Rohr c ständig zugeleitet wird. Die zerstäubte Masse trifft beim Austritt aus dem Raume b das Dispersionsmittel, das den Raum e anfüllt und durch das Rohr f ständig zugeleitet wird. Die entstandene Mischung wird nun durch das konische Rohr g getrieben, an dessen Wandungen durch Reibung ein weiterer Zerfall der Teilchen der dispersen Phase erfolgt.
• Um die Zertrümmerung noch weiter zu treiben, kann in diesen Konus ein Körper eingefügt werden, auf dem die ausgeschleuderte Mischung aufprallt und an dessen Wandungen gleichfalls durch Reibung eine äußerst feine Verteilung erreicht werden kann.
• Die oeffnungen h und i, die die Zuflußgeschwindigkeit der dispersen Phase und des Dispersionsmittels regulieren, können zweckmäßig verstellbar eingerichtet werden.
• Zur Erläuterung des neuen Verfahrens mögen folgende Beispiele dienen: Beispiel I Zur Herstellung von wäßrigen Lösungen von Phenol ist ein inniges Verteilen des letzteren in Wasser erforderlich, da es sich nur zu einem geringen Prozentsatz löst. Nach dem vorliegenden Verfahren kann Phenol auf einfache Weise dadurch in Wasser aufgelöst werden, daß man es schmilzt und in diesem Zustande durch das Rohr c (des schematisch abgebildeten Apparates der beiliegenden Weich nung) an den aus a austretenden Dampfstrahl leitet, während man zu gleicher Zeit das nötige Wasser durch das Rohr/an den Dampfstrahl führt. Da nur einige Prozente Phenol in der Regel in Lösung gebracht werden sollen, muß die Offnungh möglichst eng gehalten werden, während umgekehrt die Öffnung i weit geöffnet sein soll, um einer großen Wassermenge den Zutritt zu geben. Der Dampf zerstäubt das Phenol, das vom Wasser aufgenommen wird und mit diesem innig vermischt den Apparat durch den Hohlraum k verläßt.
• Beispiel 2 Da das Bleichen von Ölen eine innige Verteilung derselben in den wäßrigen Lösungen der Bleichmittel (Wasserstoffsuperoxyd, Chlorlauge usw.) voraussetzt, so wird es nach dem vorliegenden Verfahren in der Weise durchgeführt, daß man Öl durch das Rohr c zu dem aus a austretenden Dampfstrahl zuleitet und die Bleichflüssigkeit durch das Rohrf gleichzeitig in den Apparat eintreten läßt. Das innige Gemisch von Öl und Bleichlauge überläßt man sich selbst. Wenn nach einiger Zeit Trennung erfolgt, kann das oben schwimmende Öl so wieder durch das Rohr c und die sich unten absetzende Bleichlauge durch das Rohr f an den Dampfstrahl zwecks nochmaliger Verteilung geleitet werden.
• Beispiel 3 700 kg Steinkohlenteerpech vom Schmelzpunkt 40 bis 500 C werden mit 300 kg Teeröl erwärmt, bis eine homogene Lösung entstanden ist; diese führt man durch das Rohr c an den aus a austretenden Dampfstrahl. Das Pech wird dabei zerstäubt und von dem durch f zufließenden Dispersionsmittel, das aus Sulfitablauge besteht, aufgenommen. Das gebildete disperse System verläßt den Apparat durch die Öffnung k. Man läßt nun so lange Sulfitablauge zulaufen, bis die 1 000 kg des Pech-Teeröl-Gemisches emulgiert sind. Um eine möglichst gute Verteilung zu erreichen, kann in dem Hohlraum k ein Konus eingeführt werden, der am oberen Ende abgestumpft ist. Der Dampfstrahl schleudert das Gemisch von Pech und Sulfitablauge gegen diese Prallfläche, wodurch eine besonders innige Verteilung der Bestandteile untereinander bewirkt wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Vermischen von Flüssigkeiten oder Schmelzen, zur Durchführung von Reaktionen zwischen flüssigen Stoffen und zur Herstellung disperser Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß man den oder die Stoffe, die die disperse Phase bilden, mit Hilfe von gespannten Gasen oder Dämpfen in bekannter Weise zerstäubt und an die Offnung des Zerstäubungsapparates den als Dispersionsmittel dienenden Stoff ständig in unvermischter Form zufließen läßt, während die entstandene Mischung sofort aus dem Bereich des Apparates abgeleitet wird.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die Energie, mit der die verteilte disperse Phase aus dem Zerstäubungsapparat ausgestoßen wird, ausnutzt, indem man das nach der Zerstäubung und Vermischung mit dem Dispersionsmittel erhaltene disperse System gegen entsprechend angeordnete Oberflächen aufprallen oder an ihnen vorbeistreichen läßt.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 2 und 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur dispersen Phase vor der Zerstäubung einen Teil des Dispersionsmittels zumischt.
4. 4. Verfahren nach Patentanspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren zweimal hintereinander ausübt, indem man erst ein disperses System aus der dispersen Phase und einem Teil des Dispersionsmittels herstellt und hierauf dieses Gemisch zerstäubt und in dem Rest des Dispersionsmittels aufnimmt.