JPS59241B2 - 向流的に導かれ、相互に混合し合わない２つの液体の処理量を高める方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は混合領域と分離領域とを形成するように多孔板
を設けた塔において、向流的に導かれ、相互に混合し合
わない２つの液体の処理量を高める方法及び装置であっ
て、この場合、重い液体は上方から及び軽い液体は下方
から孔を通って前記混合領域の各々に導入され、前記両
液体によって形成される分散液は前記混合領域の各々か
ら相隣接する前記分離領域へと導入され、この分離領域
から前記重い液体は下方に向かって、及び前記軽い液体
は上方に向かって孔を通って導出されるようにした方法
及び装置に関する。

西ドイツ特許出願公告第１１２４０２１号明細書から、
多孔板床を若干側備え１液体を孔群を通して分布させ、
他の液体は床上を横ぎり、床から床へジグザグ状に流し
て両液体を向流接触させるための塔（コラム） （Ｋｏ
ｌｏｎｎｅ ）が公知である。

また、米国特許第２６０９２７６号および第２６１０１
０８号両明細書には、段付き多孔板床を備え、この多孔
板床は重い液体の通路部が床の他の部分より低くなり、
軽い液体の通路部が高くなるようにして両液体を多孔板
を通して導くようにしたコラムについて記載されている
。

さらに、西ドイツ特許出願公告第１２６３６９５号明細
書から、多孔板床を段付きとせず、床を傾斜装置して軽
い液体も重い液体も孔群を通過するようにしたものが公
知である。

また米国特許第３６３２３１５号明細書及び西ドイツ実
用新案第７１４２６７２号明細書から、液体を一辺から
他辺へと導くことなく、液体を一辺から直径線部に、そ
してその逆へと導くことも公知である。

また、両液体を周縁から中心へ、そして再び周縁へと導
くものも公知である（西ドイツ特許出願公告第１２６３
６９６号明細書）。

さらに、混合室と分離室とを備え、分離室にコアレツセ
ンス（合一） （Ｋｏａｌｅｓｚｅｎｚ ）促進材とし
て合金鋼切削屑を充填した抽出装置が提案されている（
西ドイツ特許第１４４２４４４号明細書）。

しかしながら、以上の方法および装置類により得られる
処理率は２液体を接触処理する場合、満足すべきもので
はない。

このことは、特に低い界面張力を有する両液体からなる
系の場合、良く轟てはまる。

さて、驚くべきことには、若干側の多孔板床を備え、各
多孔板が混合室および分離室を構成するように配置され
たそれ自体公知の塔において、本発明による構成を加え
れば公知の方法や装置で得られる処理量を越えることが
分った。

すなわち、本発明による方法は、混合領域と分離領域と
を形成するように多孔板を設けた塔において、向流的に
導かれ、相互に混合し合わない２つの液体の処理量を高
める方法であって、この場合、重い液体は上方から及び
軽い液体は下方から孔を通って前記混合領域の各々に導
入され、前記両液体によって形成される分散液は前記混
合領域の各々から相隣接する前記分離領域へと導入され
、この分離領域から前記重い液体は下方に向かって、及
び前記軽い液体は上方に向かって孔を通って導出される
ようにした方法において、前記分離領域に合−促進材を
充填することを特徴とする構成とされる。

本発明の範囲内において、処理され名べき両液体として
、界面張力が１０ダイン／ｃｍ以下のものが好ましい。

本発明による詳細な構成においては、合−促進材として
合金鋼切削屑が用いられる。

本発明の範囲内において、合−促進材として、鉄、銅ま
たは真鍮の切削屑、或いは木材ウール、ガラス繊維、或
はまたポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニー
ル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリ
ルおよび／またはポリエステルからなる各繊維、さらに
これら材料の混合物も用いられる。

本発明による好ましい構成においてはさらにまた、塔の
多孔板床を段付きにして、両液体が１側から他の側へ流
される。

本発明による詳細な構成においてはまた、塔の多孔板床
を傾斜配置し、両液体が１側から他側へ流される。

本発明の範囲内においてはまた、塔の多孔板床を段付き
に形成し、両液体が縁部から径部もしくは対角線部（Ｄ
ｉａｇｏｎａｌｅｎ ）へ、かつ対角線部から縁部へ流
される。

本発明による詳細な構成においてはまた、塔の多孔板床
を円錐形状に形成し、両液体が縁部から中心へ、さらに
中心から縁部へ流される。

本発明による好ましい構成においては、円錐形状多孔板
床の尖端間に、両液体を分散させるための手段が、界面
を拡大するために配置される。

両液体を分散させる手段として、それ自体の軸の周りに
回転する撹拌機或いは垂直および／または水平方向に往
復動する運動体が用いられる。

本発明による詳細な構成においてはまた、塔内で多孔板
３個ないし１０個につき、合−促進材を充填した鎮静帯
域１個が設けられる。

さらにまた、両液体を空間的に分離して鎮静室に通すこ
とが有利である。

本発明による以上の方法を実施するための装置は、本発
明によれば、上部に、重い液体用の供給口と、軽い液体
用の排出口とを備え、下部に、軽い液体用の供給口と重
い液体用の排出口とを備える垂直筒状容器と、この垂直
筒状容器に組み込まれ前記重い液体及び前記軽い液体を
それぞれ通すための孔を有する多孔板とから成る装置で
あって、この場合、前記重い液体を通すための孔は前記
軽い液体を通すための孔より上方に配置され、この配置
によって両液体の混合領域が形成され、前記多孔板の孔
を有しない部分と前記両液体を導出するための部分とに
よって前記両液体の分離領域が形成されるようにした装
置において、前記分離領域には合−促進材５が充填され
る構成とされる。

前記混合領域は容器断面の１０〜３０係を占め、前記多
孔板の孔を有しない部分は前記容器断面の４０〜８０係
を占め、かつ前記両液体を導出するための部分は前記容
器断面の１０〜３０係を占めることが好ましい。

本発明による装置の構成においてはまた、合−促進材５
は合金鋼切削屑、例えばステンレス鋼から成っている。

合−促進材５はその他、鉄、銅または真鍮の切削屑、木
材ウール、ガラス繊維、或いはポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニール、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリアクリルニトリルおよび／またはポリエステル
などの繊維、さらにこれら材料の混合物から成っていて
もよい。

本発明による構成においてはまた、多孔板床２３．４が
段付きに形成される。

本発明の構成においてはまた、多孔板床が傾斜配置され
るか、或いは円錐形に形成される。

円錐形多孔板２，３の尖端間に、両液体の分散を改善し
かつ界面を拡大するため、撹拌機１１、或いはまた垂直
または水平方向に往復運動する棒または有孔板を設置し
てもよい。

本発明の好ましい構成においてはさらに、両液体からそ
れぞれに伴なって運ばれる他方の液体を分離させるため
に、多孔板２，３，４の３個〜１０個につき、合−促進
材を充填した鎮静室１２１個が設置される。

この場合、両液体が空間的に分離するように鎮静室を通
すことが好ましい。

本発明により得られる利点は、特に接触装置による処理
量を著しく増大することに成功した点にある。

本発明による方法および装置は、界面張力の低い両液体
からなる系の処理を可能とするもので、混合し合わない
両液体を抽出法におけるような物質の移行、熱の伝達、
或いは化学反応の遂行のために、できるだけ密に接触さ
せるあらゆる工程に適している。

次に本発明の詳細を実施例につき添付図面を参照して説
明する。

図において、１は円筒形塔もしくわコラム（Ｋｏｌｏｎ
ｎｅｎ ） の壁、２は各床の重液相を通す孔群を設け
た部分、３は各床の軽液相を通す孔群を設けた部分、４
は孔群を有しない部分、５は分離室に充填した合一（Ｋ
ｏａｌｅｓｚｅｎｚ ）促進材、６は孔群を有する床と
床との間に設けられた混合室、７は重液相の取入口、８
は軽液相の取入口、９は重液相の排出口、１０は軽液相
の排出口、１１は撹拌機、および１２は合−促進材を充
填した鎮静室である。

実施例 若干個の多孔板を備え、第８図に示すように作られた直
径３００ｍｍの塔（コラム）において、両法部分４間に
形成された分離室５には合金鋼切削屑（Ｅｄｅｌｓｔａ
ｈｌｄｒｅｈｓｐａｎｅｎ ） が充填されている。

このコラムの頂部の導管７を通してＮ−メチル・ピロリ
ドン（以下においてＮＭＰと略す）およびモノエチレン
・グリコール（以下においてグリコールと略す）を同重
量部で混合したものから成る溶剤を２．０７１１／ｈの
率で供給した。

またコラムの下からは導管８を通してドルオールとへブ
タンの同重量部からなる混合物を１．、 Ｏｍ３／ ｈ
の率で供給した。

両液体とも互いに混合せず、また界面張力は２ダイン／
ｃｒｆＬである。

コラムの頂部からは、導管１０を通ってなおドルオール
を８’％含有し、他にＮＭＰを４係含有するヘプタンが
軽い液体として０．５ ｍ’／ ｈの率で出て行く。

この軽い液体中への重い液体の分散率は１係以下である
。

コラムの下の排出口９からは重い液体として大部分のド
ルオールとなお約３係のへブタンを含有する溶剤が出て
行く。

この重い液体中における軽い液体の分散率は１係以下で
あった。

比較実験 １ 床間の分離室に合金鋼切削屑を充填することなく空とし
た第８図に示す多孔床を備えるコラムで比較実験を行な
った。

実施例と同じ両液体と同じ流量比で供給し排出した。

この場合、溶剤の供給率が１．６ｍ３／ｈで炭化水素混
合物のそれを０．８７７１″／ｈとした時で既に導管９
を通って排出される重い液体中に分散する軽い液体の率
も、導管１０を通って排出される軽い液体中に分散する
重い液体の率も１係以上に測定された。

比較実験 ２ この比較実験には、実施例および比較実験１と同じ直径
の、但し組込体として公知技術に相当し、西ドイツ特許
出願公告第１１２４０２１号明細書に記載されたものを
備えた多孔板コラムを用いた。

同じ材料を用い、同じ流量比で供給排出を行なった。

この場合、導管γを通る溶剤の供給流量が１、２ ｔｒ
ｉ”／ ｈで、導管８を通る炭化水素混合物の供給流量
が０．６ｒ１１″／ｈの時で既に、導管９を通って排出
される重い液体中における軽い液体の分散率は１係以上
に、導管１０を通って排出される軽い液体中における重
い液体の分散率も１チ以上に測定された。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の各実施例を示し、第１図は段付多孔板を
備える塔の一部横断面図で、この場合、重液相は塔の一
方の壁から対向する他方の壁へ導かれている。 第２図は多孔板が斜めに設置された塔の一部横断面図で
、この場合、重液相の導かれ方は第１図の場合と同じで
ある。 第３図は第１図および第２図に示した多孔板の孔群配置
を示した平面図であり、第４図は段付多孔板を備え、重
液相が縁部から中心の対角線部へ、そして再び縁部へ導
かれる塔の一部横断面図、第５図は第４図の塔について
の平面図で孔群の配置を示し、第６図は円錐形多孔板と
撹拌機を備えた塔の一部横断面図、第７図は第６図の塔
についての平面図で孔群の配置を示す。 第８図は多孔板を備える塔全体の横断面図および第９図
は多孔板を備えかつ鎮静室を設けた塔全体の横断面図で
ある。 なお図面に用いられている符号において、１は円筒形コ
ラム壁、２は多孔板床の重液相用有孔部、３は多孔板床
の軽液相用有孔部、４は多孔板床の無孔部、５は合−促
進材である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 混合領域と分離領域とを形成するように多孔板を設
   けた塔において、向流的に導かれ、相互に混合し合わな
   い２つの液体の処理量を高める方法であって、この場合
   、重い液体は上方から及び軽い液体は下方から孔を通っ
   て前記混合領域の各々に導入され、前記両液体によって
   形成される分散液は前記混合領域の各々から相隣接する
   前記分離領域へと導入され、この分離領域から前記重い
   液体は下方に向かって、及び前記軽い液体は上方に向か
   って孔を通って導入されるようにした方法において、前
   記分離領域に合−促進材を充填することを特徴とする向
   流的に導かれ、相互に混合し合わない２つの液体の処理
   量を高める方法。 ２ 処理されるべき両液体として、界面張力が１０ダイ
   ンＺｍｌ下であ乞ような両液体が適用される特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記合一促進材として合金鋼切削屑を用いる特許請
   求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 前記合一促進材として、鉄、銅または真鍮の切削屑
   、或いは木材ウール、ガラス繊維、或いはまたポリエチ
   レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、ポリテトラ
   フルオロエチレン、ポリアクリロニトリルおよび／また
   はポリエステルからなる繊維、さらに以上の材料の混合
   物を用いる特許請求の範囲第１項〜第３項のうちいづれ
   か一項に記載の方法。 ５ 塔の多孔板を段付きにして、両液体を１側から他側
   へ導く特許請求の範囲第１項〜第４項のうちいづれか一
   項に記載の方法。 ６ 塔の多孔板を傾斜配置し、両液体を１側から他側へ
   導く特許請求の範囲第１項〜第５項のうちいづれか一項
   に記載の方法。 Ｔ 塔の多孔板を段付きに形成し、両液体が縁部から対
   角線部へ、そして対角線部から縁部へ導く特許請求の範
   囲第１項〜第６項のうちいづれか一項に記載の方法。 ８ 塔の多孔板を円錐状に形成し、両液体を縁部から中
   心部へ、さらに中心部から縁部へ導く特許請求の範囲第
   １項〜第７項のうちいづれか一項に記載の方法。 ９ 両日錐状多孔板の尖端間に両液体を分散させるため
   の手段を界面を拡大するために配置する特許請求の範囲
   第１項〜第８項のうちいづれか一項に記載の方法。 １０両液体を分散させるためにそれ自体の軸の周りに回
   転する撹拌機を用いる特許請求の範囲第１項〜第９項の
   うちいづれか一項に記載の方法。 １１ 両液体を分散させるために垂直および／または
   水平方向に往復動する運動体を用いる特許請求の範囲第
   １項〜第１０項のうちいづれか一項に記載の方法。 １２塔内で多孔板３個ないし１０個につき、合一促進剤
   を充填した鎮静帯域を一つ設けた特許請求の範囲第１項
   〜第１１項のうちいづれか一項に記載の方法。 １３両液体を空間的に分離して前記鎮静室を通す特許請
   求の範囲第１２項に記載の方法。 １４上部に、重い液体用の供給口と、軽い液体用の排出
   口とを備え、下部に、軽い液体用の供給口と重い液体用
   の排出口とを備える垂直筒状容器と、この垂直筒状容器
   に組み込まれ前記重い液体及び前記軽い液体をそれぞれ
   通すための孔を有する多孔板とから成る装置であって、
   この場合、前記重い液体を通すための孔は前記軽い液体
   を通すための孔より上方に配置され、この配置によって
   両液体の混合領域が形成され、前記多孔板の孔を有しな
   い部分と前記両液体を導出するための部分とによって前
   記両液体の分離領域が形成されるようにした装置におい
   て、前記分離領域には合一促進材が充填されることを特
   徴とする向流的に導かれ、相互に混合し合わない２つの
   液体の処理量を高める装置。 １５前記混合領域は容器断面１０〜３０係を占め、前記
   多孔板の孔を有しない部分は前記容器断面の４０〜８０
   係を占め、かつ前記両液体を導出するための部分は前記
   容器断面の１０〜３０係を占める特許請求の範囲第１４
   項に記載の装置。 １６前記合−促進剤は合金鋼切削屑から成る特許請求の
   範囲第１４項または第１５項に記載の装置。 １７前記合−促進剤は鉄、銅または真鍮の切削屑、木材
   ウール、ガラス繊維、或いはポリエチレン、ポリプロピ
   レン、ポリ塩化ビニール、ポリテトラフルオロエチレン
   、ポリアクリロニトリルおよび／またはポリエステルの
   繊維、またはこれら材料の混合物からなる特許請求の範
   囲第１４項〜第１６項のうちいづれか一項に記載の装置
   。 １８多孔板は段付きに形成されている特許請求の範囲第
   １４項〜第１７項のうちいづれか一項に記載の装置。 １９ 多孔板を斜めに形成する特許請求の範囲第１４項
   〜第１８項のうちいづれか一項に記載の装置。 ２０多孔板を円錐形に形成する特許請求の範囲第１４項
   〜第１９項のうちいづれか一項に記載の装置。 ２１ 前記円錐形多孔板の尖端間に撹拌機を設置する特
   許請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２２前記円錐形多孔板の尖端間に垂直及び／または水平
   方向に往復運動する棒または有孔板を設置する特許請求
   の範囲第２０項に記載の装置。 ｎ多孔板の３個乃至１０個につき、合一促進材を充填し
   た鎮静室を特徴とする特許請求の範囲第１４項〜第２２
   項のうちいづれか一項に記載の装置。