DE1443066A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Raffination von Rohnaphthalin - Google Patents

Description

B. WEHR, H. SEILER H. STEHMANN DIPLOM-INeENIEUR PATENTANWÄLTE Nürnberg a

LYNAR8TRASSE 1 TOItNIANWALIt ESSENWEIN8TR. -»-β

RUF: 97 67 28 α. 97 67 81 RUF: KANZLEI 26036 u. 28047 · PRIVAT: 74306

TELEeRAMM-AORESSEiSElLWEHRPATENT TE L EG R A M M -A D R ES S E: ST E H P AT E NT

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Berlin, den 14. April I960
(Wr-M-Hs)

SOGIEIE POUR !'EXPLOITATION DES PEOÖBDES AB-DEE-HALDEN

Verfahre» und Vorrichtung «ur'Raffination von Eohnaphtalia

Die Erfindung betrifft die Raffination von Rohnaphtalin,

Es ist bekannt, daß das Eohnaphtalin aus Steinkohlenteer gewonnen wird, indem man durch fraktionierte Destillation ein OeI auffängt« dessen Destillationskurve bei dem Siedepunkt des Naphtalins liegt. Dieses OeI ergibt bei der Abkühlung eine kristalline Masse, die 50 bis 80$ Naphtalin enthält* Der Rest wird duroli zwischen den Kristallen okkludierten Oelen gebildet. Um das Naphtalin zu extrahieren, muß Dian somit das OeI abtrennen, das das Naphtalin begleitet. Dieses Verfahren, das die Raffination darstellt, ist schwierig und kostspielig bei der praktischen Durchführung und verteuert erheblioh die Herstellungskosten für das gereinigte Naphtalin·

Das Absaugen dieser kristallinen Masse gestattet keine volletändige Abtrennung, und man steHt fest, daß etwa 6 bis 8^r/£des Öles sich der Behandlung entziehen. Unter den bestmöglichen Arbeitebedingungen, d.h. ein sehr langsam kristallisiertes OeI, das besonders gut ausgebildete Kristalle ergibt, sowie einer maximalen Zentrifugalkraft, die einen Wert von 1.200 g erreicht,

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verbleiben dooh noch, in den hergestellten Naphtalin 5 des Öles okkludiert. Man maß somit andere Behandlungsverfahren Stt HiA nehmen, um ein Produkt mit einen Seinheitegrad von 96 oder mehr m erhalten*

Das am meisten angewandte Verfahren besteht in einem Abpressen» das im allgemeinen in der Wärme in einer hydraulischen Presse ausgeführt wird» Das Abpressen des Hohnaphtalins stellt ein sehr kostspieliges Verfahren dar, and swar sowohl bezUglioh der notwendigen in Anwendung kommenden Materialien als auoh besUglioh der mit dieser Verfahrensweise verbundenen Betriebskosten«

Man erhält ebenfalle Haphtalin mit einem Beinheitegrad von vermittele Waschen des Bohnaphtalins mit Lösungsmitteln oder Reinigungs~ oder Verseifungs&rodukten, jedoch bedingt die Wiedergewinnung der Waschmittel, der Verbrauch derselben und die abschließende Abtrennung des Naphtalins mehrere und kostspielige Verfahrensschritte.

Man erhält ebenfalls Naphtalin mit einem Heinheitsgrad von 96$ durch Wasohen des Rohnaphtalins mit warmem Wasser in einer Zentrifuge« Bas Naphtalin hält Jedoch, eine gewisse Menge des Wassers BurUok, die anschließend entfernt werden muß, und durch diese Verfahrensweise ist es nicht möglich einen Heinheitsgrad von über 98$ zu erzielen.

Schließlich erhält man Haphtalin mit allen Heinheitsgraden vermittels wiederholter Umkristallieationen, während derer sich das Produkt an Naphtalin anreichert. Das Verfahren ist wirksam, bedingt jedoch langseitige und kostspielige Manipulationen*

BAD ORIGINAL - 3 809813/1267

Brfiadengsgeaäß wtrden dies· Nachteil· Überwunden, ladt« ein Verfahren and «la« Vorrichtung a«r Haffinetion you Bahnaphtalin vorgeschlagen werden, dttroh dl· es ermöglicht wird, Haphtalin in jede* gewünschten Reinheitsgrad bis sa 99^ «ad Mehr ia erhalten, wobei die Yorbekanaten kostspieligen Yerfahrensweieen des Abpressen», Waschen« oder der Kristallisation la ForHuLl kommen«

Sas erflndamjEsgemajto Terfahren ist lasessondsr· dadareh Belohnet, dap sea Torher doroh Abkühlen rerfeetlgtee Rohnaphtalin lanfiiaa wieder erwärmt, wodareh das Sohaelsea der Teranreiaifftmgea bewirkt wird, die aas dea sarüekblelbeadea Produkt aitropfen, wobei »loh das letstere forteehreitend aa Vaphtalia aarelehert, wobei das faphtalla gewoaaea wird» sobald dasselbe den eewttnsohtea Beiafcvltsfrad erreiokt kat.

Das erfiadangsgeaftße Terfahren beruht aaf den folfeadea experimentell en

1. Das kristallisierte Sohnaphtalin gibt aas den aasgeblldetea Kristallen «ine gewisse Oelaeage ab, and das Produkt aeigt einen Schmelepaakt, dar Über demjenigen des Rohproduktes liegt, ron dea aan aasgegaagen 1st, Torteilhafterwelse wifd diese Behänd» long saa leitpaakt der Kristallisation oder des Abtropfen« des Bohnaphtalins bei Baamtenperatar ausgeführt.

2. Die Oelmenge, die abtropft oder die bei den Kristallen -verbleibt, ist bei der Ab tropf temperatur alt Vaphtalln gesättigt.

3. Die Oelaeng·, die in den Kristallen naoh einem Abtropfen verbleibt, 1st praktisch die gleiche unabhängig von einer lempe_r ..τ χ-, bischer: 1O°C und 80⁰C (Schmelzpunkt des reinen Naphtalins)

finQfin/n<?7 bad original

Hieraue ergibt sich, daß das in den Kristallen surüokbleibende OeI₉ das an Naphtalin gesättigt iet, selbst mehr und mehr Naphtalin enthält, wenn die !Temperatur erhöht wird·

Somit stellt die Verunreinigung einen immer geringer werdenden Anteil in der praktisch konstanten Oelmenge dar» die in den Kristallen okkludiert wird» je nachdem die Temperatur erhöht wird, wobei der Heinheitsgrad des Naphtalins der Masse, die naoh dem Abtropfen zurückbleibt, sich bis auf einen Wert ron 100⁰O steigert, sobald die Temperatur gleioh der Schmelatemperatur des reinen Produktes ist·

Somit wird das erfindungsgemäße Verfahren praktisoh in der folgenden Weise durchgeführt.

Die Masse des Hohnaphtalins wird langsam erwärmt, und die sioh bildenden OeIe werden durch Abtropfen, abgetrennt· Man erhöht sodann die Temperatur bis «u dem Punkt, an dem man den gewünschten Reinheitsgrad erhält·

Die abgetrennten OeIe werden sodann in das Teeröl für die Verfahrensweise der ersten Abtrennung des Hohnaphtalins eingeführt. Somit beträgt die Wiedergewinnung des Ifaphtalins praktisch 100$.

Ee ist notwendig, daß die Masse des Eohnaphtalins in allen Teilen einheitlich erwärmt wird, da der firkungs&rad des Verfahrens hiervon abhängt.

Es 1st ebenfalls ein erfindongsge&äßer Zweok eine Vorrichtung für die Dorohführung des obigen Verfahrene in Vorschlag au bringen» la der diese Arbeitsbedingungen in einfacher und wirtschaftlicher Weise bestens ereielt werden können. Diese Vorrichtung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe einen

809813/1267 _{BAD 0R!G},_n,_aT_ η -

Trog aufweist, der duroh eine Filtervorrichtung in «wei übereinander angeordnete Teile unterteilt ist, wobei diese Filteranordnung in der HUhe des Bodens dieses Troges vorgesehen ist. Der obere Teil des Troges enthält Bauelemente für den Umlauf einer Wärmeaustausoher-Flüssigkeit, wobei zwischen denselben freie Zwischenräume für den Durchtritt des Bohnaphtallns verbleiben. Der obere Teil des Troges weist eine Einführungeöffnung auf, wobei eine Entleerungsöffnung für die verschiedenen Bestandteile des Hohnaphtalins am Boden des unteren Teiles vorgesehen ist·

Weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die beigefügten Zeichnungen be«ug genommen wird» die lediglich in Fora eines Beispieles angegeben sind.

Figur 1 ist eine sohematlsohe Darstellung, die den Verfahrtnsverlauf erläutert·

Die figuren 2 und 3 sind perspektivische Anslohten Im Teilaufriß sweier Ausführungsforiaen der erfindungegemäßen Yorriohtung·

Ss wird sunäohst auf die Figur 1 besug genommen» in der dtr ▼erfahrenelauf und die prinzipielle Verfahrensweise der erfindungsgemäßen Torriohtung aufgezeigt sind. Diese Vorrichtung weist im wesentlichen einen Trog a auf, der vermittels einer Piltriervorriohtung b in swei übereinander angeordnete Teile unterteilt ist· Die Piltriervorriohtung ist in der Iahe dt· Bodens des Troges angeordnet. In dem oberen Teil des Trogee ist eine ümlaufvorriohtung β fUr eine flüssigkeit» wie Wasser, vorgesehen, dit vtrmltttls einer Pumpt d umgewälst wird, _{ßAD 0R}|_GINAl

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Eine Qualle für eine kalte flüssigkeit (P,P.) sowie eine Quelle für eine warm· flüssigkeit (7.0.) kann wahlweise über die Anordnung · dem Kreis der Vorrichtung ο zugeführt werden, wobei ein Ueberlaufgefäß f es ermöglicht überschüssige Flüssigkeit abzuziehen.

Unter diesen VoraussetzuxigQn wird das Verfahren in der folgenden Weise in Gang gesetzt. In den !Trog a wird eine schwere Lösung (S.D* 5 , wie eine Sodalösung» dergestalt eingeführt, daß dieselbe das untere T%±1 des Troges einnimmt. Man führt sodann über diese Lösung dar; Rohnaphtalin im flüssigen Zustand ein.

Die Vorrichtung kommt sodann bei einer über dem Sohmelzpun-kt de· Eohnaphtalins liegenden Temperatur in das Gleichgewicht, Duroh eine kontinuierliche Zuführung der kalten Flüssigkeit (P.P₄) in den Kreis ο wird» unter Entfernung einer entsprechenden Menge warmer flüssigkeit duroh das TJeberlauf gefäß f, sodann allmählich abgekühlt.

Das laphtalin kristallisiert sodann» und sobald man eine Temperatur von 50⁴C (nach etwa 6-8 Stunden für einen Trog mit einer Höhe Ton 1 α) in der Haphtalinmasse erreicht, wird die Zuführung der kalten Flüssigkeit unterbrochen. Man öffnet den Boienvereohluß und entfernt die schwere Lösung (S.D.), die für ein späteres Verfahren dient· Der Zweck dieser Lösung besteht darin» dafür Sorge su tragen» daß am Boden der Vorrichtung ein an Kristallen freier Raum rerbleibt. Das Erwärmen des Kreises ο rermittels der warmen flüssigkeit (F.G₁) wird sodann ausgeführt, and es beginnt das Abtropfen der OeIe. Hierdurch werden die OeIe (H) entfernt» die wenig laphtalin enthalten und in dem Ausgangsprodukt Torliegen, Dies· OeIe reiohern sich mehr und mehr mit

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Haphtalln an, und dtr Schmelspunkt dee in der Vorrichtung τ·γ-bleibenden Produktes steigt schnell an· Sobald die gewünschten Bedingungen erreicht sind« wird das Abfließen unterbrochen, und man Terrollständigt durch Erwärmen das Sohmelaen des surllokbleibenden Produktes, das sodann als fertiges Produkt (I.P.) aufgefangen wird· Sie aufgefangenen OeIe (H)werden einer späteren Verfahrensweise eugefUhrt, obgleioh man die Abtropfölfraktionen buk Bohluß der Yerfahrensweise als gereinigte Naphtalinfraktiea teohnlsoher Qualität verwenden kann. Das Abtropfen nimmt etwa 8-10 Stunden, und das abschließende Sohmelien 1 oder 2 8tunden in Anspruch, wodurch die gesamte Terfahrensweise nioht mehr als 24 Stunden beansprucht«

In der folgenden Tabelle sind die praktisch« !Ergebnisse von Tier Versuchen sur Brsielung eines laphtalins mit einem Reinheitsgrad Ton 96, 98$ und über 99# (^ des Beinheitsgrades sind in Klammern angegeben) beittglioh des 8ohmelspunktes auf geseigt.

Vn 4L Λλύ· "RmmnViA ftViinir

Kftfrlfil

Bohnaphtalin besohiokt

Anfangsprodukte

raffiniert·· laphtaün

73f4· 64,5·

78· (965t)

Yersttoh 1

61*

BohnaphtaHn besohiokt Anfangsprodukt·

raffiniertes laphtaün

73t4· 63·*·

lOOjC

Tersuoh 2

»t

-besÄBlckt	73t4·	(98^)	100*	Tersach 3
^- Anfangsprodukte	68·
Ot raffiniertes ^a Haph ta*- u	79·	50*	BAD ORIGINAL

Material Fp j» der Beaohiokung

Eohnaphtalin

beeohiokt 73,4* 100$ Anfangeprodukte 67·

raffiniertes Tersuch 4

Haphtalin 78· (96$) 29$

1,Fraktion

raffiniertes

Haphtalin

2. Fraktion 79t7° (99,4$) 25$

Man kann Hohnaphtalin behandeln, das eine geringere Konzentration als das weiter unten angegebene Rohnaphtalin besitzt. Hierbei werden gleich gute Ergebnisse erzielt, wobei jedoch die Ausbeuten geringer sind»

Im folgenden werden zwei praktisohe Ausführungeformen der erfindungsgemäßen Torrichtung aufgezeigt» die sich bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Terfahrens als besonders zufriedenstellend erwiesen haben.

Bei der Aueführungsform naoh Figur 2 weist der parallelflache Trog a, der duroh das perforierte Tuch- oder Maschenwerk b in zwei Übereinander angeordnete !Teile 1 und 2 unterteilt 1st, eine EinfUhrungsöffnung für das Rohnaphtalin in dem Teil 1, und eine Entleerungsöffnung 4 für die Bestandteile des Naphtalins in dem Teil 2 auf.

Die Umlaufyorriohtung c für die Flüssigkeit in dem Teil 1 wird duroh waagerechte ßohrrelhen 5 gebildet« Der oberen Beine wird Flüssigkeit duroh eine Zuführungeöffnung 6 zugeführt, die in einen Wasserbehälter 7 einmündet, der an einer der kleinen Seitenflächen des parallelflachen Troges befestigt ist. Ein äußeres Ende der Rohre 5 der ersten Reihe dringt in den Wasser-

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behälter 7 ein» während da» andere äußere Snde dieser Bohr· In einen Wasserbehälter 7a eindringt» der an der entgegenge-• setsten kleinen fläch· des parallelflaohen Behälter· angeordnet let, and diee trifft ebenfall· für ein äußere· Xnde der Bohr· . der «weiten Beihe ·α· Sie Anordnung der Rohre Termittels der «wisohengeordneten Wasserbehälter 7a, 7b .... 7»» It ermöglicht es somit, daß die flüssigkeit duroh alle Bohre 5 τοη oben naoh unten In der Torrlohtung hlndurohlaufen kann» um abschließend duroh eine Ablaßöffnung 8 hemusgcführt «u werden. Jedes Bohr J ist außen mit Flügeln 9 versehen, die dergestalt angeordnet sind» daß die Bänder der flügel benachbarter Bohre βion soweit wie aöglioh nähern. Xs haben sieh a.B. Bohre alt einem Durchmesser τοη 5 - 40 mm und quadratischen flügeln mit einer Kantenlange τοη 110 mm als außerordentlich aufriedensteilend erwiesen· Dl· flügel 9» «wischen denen da· Bohnaphtalin umläuft» spielen eine doppelte Bolle. Zunäohet bedingen dieselben eine große Anstaue eher fläche. Sodann bedingen dieselben ein Hängenbleiben der kristallinen Hasse des Bohnaphtalins während des fortschreitenden Sohmelsens derselben·

Die in der figur 3 geseigte Ausführungsform unterscheidet sich yon derjenigen naoh der figur 2 lediglioh duroh die form der UmlaufTorriohtung o. Dieselbe wird duroh parallele senkreohte Zellen 10 gebildet» wobei «wischen denselben freie Räume für den Durchtritt des Bohnaphtalins verbleiben. Jede Zelle weist Umlenkbleohe 11 auf» die ein Labyrinth dergestalt ergeben» daß co die flüssigkeit einen langen Weg zwisohen dem EinführungBrohr

CM

*"" und dem Abführungsrohr 13 surüoklegen muß. Die Rohre 12 und 13 J2 sind In entsprechender Weise mit den Sammlern 14 und 15 Terbun-

OO

ο co

den» an denen Oeffnungen 6 und 8 angeordnet sind. Die Zellen 10

BAD

dl· tin· Höh· Ton If 50 » aufweieen, haben eich al· besonder β ■ttfriedenetellend erwiesen.

X· )üSwa.*n 1» Eahmen der Erfindung Abwandlungen und Modifizierungen ausgeführt werden, ohne rom öeiat und Umfang dereelben abiuwe lohen.

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Claims (5)

1. Pat mtaai prttdhi

   1« Verfahren «or Baffination von Sohnaphtalin, dadurch gckennselohnet _t daß iu da· sonaohst duroh Abkühlen rerfcetlgte Bohnaphtalin langsam wieder erwärmt, wodurch da· Sohaelsen der Verunreinigungen bewirkt wird» dl« au« dem surüokbleibenden Produkt abgetropft werden» wobei sieh, da« letztere forteohreitend an laphtalin anreiohert» da« gewonnen wird« sobald der gewünschte Reinheitsgrad erreioht let.
2. 2. Verfahren naoh Anepruoh. 1, dadaroh gekennseiohn · t t daß man während de· Abtropfen« mehrere Traktionen gewinnt» die entweder in das Verfahren EurüokgefUhrt, oder als Traktionen des laphtaline alt rersohiedenen Seinheitegraden erhalten werden können.
3. 3. Verfahren naoh Aaspruoh 1 oder 2» dadaroh g e k e η η seiohnet, daß das Abkühlen md das Erwärmen reraittele Ualaofes einer Tlttsslgkeit in einem gesohlossenen Kreis ausgeführt wird*
4. 4. Verfahren naoh irgendeinem der vorangehenden Ansprüohe» daduroh gekennieiohnet , daß das Abkühlen and das Erwärmen in einem gleichen System ausgeführt werden» wobei man am unteren Inde desselben vor dem Abkühlen eine schwere Lösung einführt, die naoh dem Erwärmen abgelassen wird» um so die Kristallisation des Bohnaphtalins am unteren Ende dieses Systems* su verhindern·
5. 5. Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrens naoh Ansprüchen 1-4* gekennseiohnet dureh die Anordnung eines Troges» der duroh eine Piltrierrorriohtung in owei übereinander

   809813/1267 _{BaD 0RlsltÄL} " -

   g Seil· unterteilt ist» die benachbart su dessen Boden angeordnet 1st» wobei das obere Seil des Trog·β die Bauelemente für den Umlauf einer Wärmeaustaueoher-Flüsslgkeit enthält f wobAl für den Duron tritt des Rohnaphtalins freie Raune zwleohen diesen Bauelementen verbleiben» das obere feil des Trogee eine Ein fuhr trage öffnung aufweist» während das untere Zeil desselben eine Sntleerungauffnung für die verschiedenen Bestandteile aa unteren Ende dieeee unteren !Teiles aufweist·

   6· Vorrichtung naoh Ansprach 5» gekennze i ohnet durch die Ausbildung der Bauelemente für den Umlauf der Flüssigkeit in Form von Rohrreihen, die mit flügeln versehen sind.

   7· Vorrichtung naoh Anspruch 5» gekennz e 1 ohne t duroh die Ausbildung der Bauelemente für den Umlauf der Flüssigkeit in Form von parallelen im Abstand zueinander angeordneten Zellen·

   8, Vorrichtung naoh Anspruch 7» gekennzeichnet duroh die Anordnung von Umlenkbleohen im Inneren Jeder Zelle, um so die Durohlaufwege der Flüssigkeit zu verlängern.

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