DE2632197A1

DE2632197A1 - Verfahren zur abtrennung und koaguliermittel

Info

Publication number: DE2632197A1
Application number: DE19762632197
Authority: DE
Inventors: Albert Abadie; Yves Aurelle; Jean-Paul Calteau; Henri Roques
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1975-07-18
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1977-02-10
Also published as: JPS5252182A; GB1512348A; FR2317955A1

Description

A.N.V.A.R. Agence Nationale de Valorisation de la Recherche NEUILLY-sur-SEINE (Prankreich)

Verfahren zur Abtrennung und Koaguliermittel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung (durch. Koagulieren bzw. Zusammenballen) einer organischen Phase in Jorm einer Emulsion in einer wäßrigen Phase; sie betrifft insbesondere die Abtrennung von Kohlenwasserstoffen, die in,Wasser emulgiert sind. Die Erfindung betrifft auch ein neues Mittel zum Koagulieren bzw. Zusammenballen»

Es sind Verfahren zur Trennung von zwei Phasen einer Emulsion bekannt, die darin bestehen, daß man die Emulsion durch ein lestbett führt, das durch ein faserartiges oder granuliertes Material aus beispielsweise oleophilen Harzen, mit Silikon versehenen Glasfasern

(fibres de verre silicone) oder lonenaustauscherharzen gebildet wird, die zuvor ins Gleichgewicht gebracht wurden» Diese Verfahren zum Koagulieren in einem Eestbett sind im Vergleich, mit anderen Abtrennungsverfahren (Dekantieren, Zentrifugieren und Elektrokoagulieren) sehr vorteil»

097-(AN2-BE 433)-cas 2-Bo-He

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haft, denn sie ermöglichen die Auftrennung von Emulsionen unabhängig von ihrer Stabilität und dem Durchmesser der Tröpfchen der dispergierten Phase; diese Verfahren sind insbesondere die einzigen Verfahren, die gegenwärtig zur Trennung von Sekundär-Emulsionen (emulsions de type secondaire) geeignet sind, die extrem stabil sind und deren Tröpfchen Durchmesser von einigen Mikron besitzen. Die Vorrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrenstyps erforderlich ist, ist ι einfach und die Betriebs- und Investitionskosten sind sehr niedrig, wenn man mit anderen Verfahren vergleicht.

Jedoch haben die Durchführung dieser Verfahren und die Versuche· und Untersuchungen, die ihnen vorhergegangen sind, gezeigt", daß es eine kritische IPließgeschwindigkeit für die Emulsion durch ääs- Betet "gibt; -· -?v- ->:." jenseits dieser Geschwindigkeit läuft die Abtrennung nicht mehr genau ab; anstatt am Ausgang des Betts große koagulierte Tropfen sammeln zu können, die leicht von der kontinuierlichen Phase durch Dekantieren abzutrennen sind, erhält man sehr feine Tröpfchen mit einem Durchmesser von weniger als 1/10 mm, die in der kontinuierlichen Phase dispergiert sind. Die kritische Geschwindigkeit, unterhalb der die Emulsion das Festbett passieren soll, ist bis zur Stunde eine experimentelle Größe, die wesentlich!, vom Eoaguliermittel (materiau coalescent) abhängt, das im Bett verwendet wird.

Bei Kohlenwasserstoffen, die in einer wäßrigen Phase emulgiert sind, beträgt diese kritische Geschwindigkeit (unter besten Anwendungsbedingungen) beispielsweise 0,3 cm/sec bei der Verwendung von Ziegelmehl, 0,25 cm/sec bei der Verwendung von Sand, 0,3 cm/sec bei der Verwendung von Glaskugeln und 0,3 cm/sec bei der Verwendung eines mineralischen

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Trägers, der durch das Aufbringen von Aminen öleophil -. gemacht wurde. Für die oleqphilen , Harze des Typs, der in der I¹R-PS 7 007 641 angeführt ist und die dadurch erhalten werden, daß man ein organisches Ion auf einem Ionenaustauseherharz aufbringt, haben die bisher durchgeführten technischen Experimente und Untersuchungen gezeigt, daß die kritische Fließgeschwindigkeit einen Wert in der Größenordnung von 0,5 cm/sec zur Abtrennung von Kohlenwasserstoffen in wäßriger Phase besitzen kann. Die größte kritische Geschwindigkeit ist bisher offensichtlich diejenige, die in der FR-PS 7 305 123 angeführt wird; die kritische Durchflußleistung, die in dieser FR-PS angeführt ist und deren Wert sehr hocltza:s.e;inscheint und schwierig zu erreichen sein scheint (zumindest im technischen Maßstab), entspricht nach einer Umrechnung einer kritischen Geschwindigkeit von 1,98 cm/sec; sie wird nach den Angaben der FR-PS mit einem Bett eines lonenaustauscherharzes erhalten, für das zuvor ein Gleichgewicht mit der dispergierten Phase eingestellt wurde.

Es ist klar, daß die Durchführung der Verfahren zur Abtrennung durch Koagulieren um so interessanter ist, arl'g.a. die kritische Geschwindigkeit im großen Maß erhöht werden kann; so kann die Rentabilität der Durchführung für eine gegebene Vorrichtung beträchtlich erhöht werden, wenn man die Möglichkeit zur Erhöhung der effektiven Fließgeschwindigkeit vergleicht und sie stets unterhalb der kritischen Geschwindigkeit hält, die dem Koaguliermittel entspricht, mit dem die Vorrichtung ausgerüstet ist.

Ferner wird in der US-PS 2 794 583 (Rhodes) ein Verfahren zur Auftrennung einer Kohlenwasserstoffemulsion in Wasser beschrieben, dqgsen Endstufe darin besteht, daß man die Emulsion durch ein Mischbett führt, bei dem ein Bereich durch eine Faßermasse gebildet tvird, die mit einer Fluor-

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kohlenstofflösung imprägniert ist.

Jedoch führt die Imprägnierung dieser Fasermasse mit der
Fluorkohlenstofflösung erstens nur zu einer äußerst schwachen physikalischen Bindung und es ist unter diesen Bedingungen völlig unmöglich, ganz wenig erhöhte Fließgeschwindigkeiten vorzusehen, da die Imprägnierlösung von der wäßrigen Phase ausgewaschen und von ihr mitgenommen wird; die Verunreinigung der wäßrigen Phase und die Notwendigkeit,
wiederholt neue Imprägnierungen vorzunehmen, vertragen sich nicht mit einer technischen Durchführung, die eine akzeptable Rentabilität bietet.

Zweitens stellt nach der US-PS 3 794- 583 die imprägnierte Fasermasse nur einen kleinen Bereich des Betts dar, dessen größte Partie von Polypropylenfasern (nicht imprägniert)
gebildet wird. Die kritische Geschwindigkeit dieses Mischbetts entspricht höchstens der des Bereichs der Polypropylenfaser, und zwar etwa 0,5 cm/sec; jenseits dieser Geschwindigkeit findet kein Koagulieren mehr statt.

Das bedeutet, daß nach der US-PS die bis heute unbekannten Eigenschaften der Fluorkohlenstoffverbindungen weder festgestellt noch ausgenutzt werden konnten, was Anliegen der vorliegenden Erfindung ist.

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Abtrennung durch Koagulieren bzw. Zusammenballen mit einem
Festbett vor, mit dem man mit sehr erhöhter Fließgeschwindigkeit eine organische Phase abtrennen kann, die in einer wäßrigen Phase emulgiert ist.

Das Abtrennungsverfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß man eine Emulsion durch ein Festbett führt, das durch einen Träger in feinteiligem Zustand gebildet wird, der mit

mindestens einer Fluorkohl ens toff verbindung verbunden wird, die eine Kohlenstoffkette aufweist, die Fluoratome trägt, wobei die Verbindung in Form eines Überzugs vorliegt, der mit den Teilchen des Trägers chemisch verbunden ist und ' eine funktionelle Gruppe X trägt, die in Abhängigkeit von der Natur des Trägers gewählt ist und eine chemisch stabile Bindung mit den Molekülen des Trägers liefert.

Untersuchungen und Experimente haben gezeigt, daß ein derartiges Verfahren mit einer sehr erhöhten Fließgeschwindigkeit zum Passieren des Bettes durchgeführt werden kann (in der Größenordnung von mindestens 10 cm/sec), wobei stets ein befriedigender Wirkungsgrad der Abtrennung gewährleistet wird. Messungen haben gezeigt, daß die kritischen Fließgeschwindigkeiten beim Passieren der Mittel, die mit Fluorkohlenstoff verbindungen des vorstehend angeführten Typs behandelt wurden, durchschnittlich größenordnungsmäßig 30 mal höher als die kritischen Geschwindigkeiten beim Passieren identischer Mittel sind, die unter entsprechenden Bedingungen angeordnet wurden, jedoch ohne Fluorkohlenstoffüberzug; ferner ist der Druckabfall (perte de charge) im allgemeinen um 50 % nach der Behandlung des Trägers mit . einem Fluorkohlenstoffüberzug vermindert, was einen wesentlichen Vorteil für die Praxis bedeutet, um einen Durchlauf mit großer Geschwindigkeit zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Lösung wurde in zwei Etappen erreicht; einerseits durch die experimentelle Feststellung der Eigenschaft der FluorkohlenstoffVerbindungen, daß sie unter bestimmten Bedingungen eine sehr wesentliche Erhöhung der kritischen Koaguliergeschwindigkeit einer organischen Phase ermöglichen, die in einer wäßrigen Phase emulgiert ist; andererseits durch Untersuchungen der Einzelheiten der Anwendung, um in wirksamer Weise für ein technisches Verfahren aus dieser Eigenschaft Nutzen zu ziehen.

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Wie bereits ausgeführt wurde, ist die vorstehend angesprochene Eigenschaft keinesfalls dem Stand der Technik und insbesondere nicht dem Stand der Technik der US-PS 3 794- 583 zu entnehmen; die erste Etappe ist daher ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zur Erfindung vom Stand der Technik aus.

Die zweite Etappe bedeutet einen zweiten Schritt, der nicht weniger wichtig ist, da er es ermöglicht, in wirksamer Weise das gewünschte Ergebnis zu erreichen. TJm diese Eigenschaft der Fluorkohlenstoffverbindungen wirksam auszunutzen, wenn man der Emulsion erhöhte Fließgeschwindigkeiten verleiht, ist es erforderlich, daß die Verbindungen vollständig an das Bett gebunden sind, so daß sie nicht von der raschen Strömung der Emulsion mit dem Nachteil mitgenommen werden können, daß einerseits die Emulsion verunreinigt wird und andererseits der Wirkungsgrad infolge des Mangels an Verbindungen rasch abnimmt, wobei die kritische Geschwindigkeit fortlaufend in dem Maß abfällt, in dem sie verschwinden.

Erfindungsgemäß wählt man eine I¹IuO rkohlenst off verbindung, die eine funktioneile Gruppe X besitzt, die an die Art des Trägers angepaßt ist, um chemisch stabile Bindungen mit den Molekülen des Trägers zu erzielen; bei der Verbindung handelt es sich also um einen Überzug, der ein chemisch stabiles Material mit dem Träger bildet.

Der Träger kann insbesondere eine körnige oder faserartige Struktur besitzen; er besitzt vorteilhafterweise eine Struktur mit erhöhter Oberflächenkennzahl (surface specifique) und erhöhter Rauhheit, die zur Erhöhung des Werts der kritischen Geschwindigkeit beitragen.

Bei einer ersten Ausführungsform wird der Träger mit. einem Fluorkohlenstoffüberzug durch Benetzen mit einer Lösung einer Fluorkohlenstoffverbindung überzogen, bei der die

Eonzentration (der Verbindung) etwa im Bereich von 0,1 bis 10 % liegt. Das Lösungsmittel kann insbesondere ein Alkohol (z.B. Methanol oder Äthanol), ein Keton, insbesondere Aceton, oder eine Halogenverbindung sein (z.B. Chloroform, Trichloräthylen oder Trichlortrifluoräthan). Die Konzentration im Lösungsmittel liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis

Bei einer anderen Ausführungsform wird der Träger mit einem Fluorkohlenstoffüberzug überzogen, indem man auf den Träger ein Aerosol einer lluorkohlenstoffverbindung in Form einer Suspension in einem gasförmigen Treibmittel aufsprüht.

Bei den verwendeten Fluorkohlenstoffverbindungen kann es sich insbesondere um Verbindungen der IOrmel GI¹ ^-( CI¹ ₂) -X handeln, wobei η eine ganze Zahl bedeutet.

Bei einem Träger aus Polyvinylchlorid stellt die verwendete !"luorkohlenstoffverbindung z.B. vorteilhafterweise eine Ver bindung der folgenden Gruppe dar:

Bei einem Träger, der durch eine Verbindung auf Basis von Silicium gebildet wird (z.B. Sand, Glasfritte (verre fritte), Bimsstein oder Ziegelmehl), stellt die verwendete iluorkohlenstoffverbindung vorteilhafterweise eine Verbindung mit einem -SiO-Eest in der Gruppe X dar, insbesondere: Cl₃-(CP₂)₆-CH₂0-(CH₂)₃-Si(O^H₂-CH₃)₃ (Cl₃)2CT-0-(CH₂)₃-Si(0-CH₃)y

Bei einem Träger, der durch ein Metallsubstrat gebildet < wird, ist es möglich, eine Verbindung zu verwenden, .die

'6θ988-6-/Οδ0-2.

in der PE-PS 7 14-3 253 (Ugine KUHLMAFF) "beschrieben ist, und insbesondere eine Verbindung aus der folgenden Gruppe zu wählen, wobei η 5 oder 7 bedeutet:

CP₃-(CP₂)_n-(C₂H₄)_m-C00H mit m > 1

CF₃-(CP₂)_ii-(C₂H_Zf)_m-0H mit m = 1 oder 2 CP₃-( CP₂) _n-C₂H₄-S0₂F( CH₃ ) C ^OH

Um ferner in der Praxis eine Trennung der koagulierten Tropfen und der wäßrigen Phase zu erhalten, wird es besonders bevorzugt, daß sich die wäßrige Phase und die dispergierte Phase in der gleichen Richtung trennen, insbesondere in aufsteigender Richtung beim Koagulieren von Kohlenwasserstoffen. Bei einem Verfahren mit entgegengesetzter Verfahrensführung (Trennung von Gegenströmen, wobei die dispergierte Phase beispielsweise aufsteigt und die Trägerphase absteigt) ist es schwierig, der Emulsion eine erhöhte Plie .ßgeschwindigkeit zu geben, da die Strömung die Feigung besitzt, die dispergierte Phase mitzureißen und dementsprechend ihr Dekantieren zu verhindern. Demgegenüber kann bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise die Emulsion, die an der Basis des Bettes zugeführt wird, das Bett mit einer erhöhten Geschwindigkeit passieren, die der kritischen Geschwindigkeit angenähert ist.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Abtrennung einer organischen Phase durch Koagulieren, die in einer wäßrigen Phase emulgiert ist.

Das Verfahren besteht darin, daß man die Emulsion durch ein Pestbett führt, das durch einen Träger im feinteiligen

Zustand gebildet wird, der mit einem Überzug aus mindestens einer Fluorkohlenstoffverbindung überzogen ist, die eine Kohlenstoff hauptkette aufweist, die Fluoratome und eine funktioneile Gruppe X trägt, die in Abhängigkeit von der Natur des Trägers derart gewählt ist, daß die Fluorkohlenstoffverbindung mit dem Träger ein stabiles Material bildet; die FluorkohlenstoffVerbindung kann insbesondere der Formel )J₁-X entsprechen, wobei η eine ganze Zahl ist.

Mit einem derartigen Verfahren kann man die Fließgeschwindigkeit beträchtlich erhöhen; das Verfahren ist insbesondere zur Trennung von Kohlenwasserstoffen anwendbar.

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Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Rostfreies Stahlpulver einer Körnung von 0,1 mm wurde in einer Reinigungsvorbehandlung mit Triehloräthylen entfettet, getrocknet und danach einige min lang in eine Lösung einer Fluorkohlenstoffverbindung der folgenden Formel getaucht:

Das Lösungsmittel wurde durch eine Halogenverbindung gebildet, im Beispiel -■ Trichlortrifluoräthan; die Konzentration der Fluorkohlenstoffverbindung betrug genau 1 Gew.-$.

Nach dem Benetzen wurde das Pulver getrocknet, danach an warmer Luft etwa 1 h lang getrocknet und in einen Trockenschrank bei einer Temperatur von 140 ⁰G etwa 10 min gegeben.

Nach dem Abkühlen war das Material fertig zum Einsatz. Im vorliegenden Fall wurde es in eine Säule mit einem Pestbett des Typs gegeben, der in der FR-Zusatzanmeldung 7 223 vom 30. Juni 1972 beschrieben ist; diese Säule, die in der Figur 2 der FR-Zusatzanmeldung wiedergegeben ist, besitzt einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Höhe von 100 mm.

Bei der Emulsion, die an der Basis der Säule Zugeführt wurde, handelte es sich um eine Sekundär-Emulsion (emulsion secondaire) von η-Dekan in Wasser, wobei die Größe der Tröpfchen der dispergierten Phase zwischen 1 bis 10 jam variierte. Die Konzentration der dispergierten Phase betrug beim Eintritt in die Säule 600 mg/1. Mit einer Flüssigkeitspumpe (pompe volumetrique) an der Basis der Säule konnte die Durchflußleistung in einem Bereich von 0 bis 27,3 l/h variiert werden, was Fließgeschwindigkeiten im Bereich von 0 bis 9,65 cm/ see entsprach.

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Der Durchmesser der koagulierten Tropfen, die am Kopf der Säule gewonnen wurden, blieb konstant und lag im Bereich, von 0,5 bis 1 mm, wenn man die Geschwindigkeit auf 9,65 cm/sec erhöhte; diese Geschwindigkeit lag also unter der kritischen Geschwindigkeit, da die Trennung in der Dekantationszone am Kopf der Säule einwandfrei ablief.

Bei der Geschwindigkeit von 9,65 cm/sec betrug die Restkonzentration an η-Dekan nach dem Dekantieren in einer Dekantiervorrichtung mit einem Durchmesser von 50 mm Null. Die Menge an Kohlenwasserstoffen am Zulauf und am Ablauf der Koaguliervorrichtung wurde durch Messen des Gesamtverbrauchs an Sauerstoff ermittelt; bei der verwendeten Meßvorrichtung handelte es sich um ein TOD (Marke Ionics, Modell 225). Die Mengen wurden nach dem Homogenisieren mit Ultraschall ermittelt.

Bei diesem Versuch betrug die Reinigung 100 $, was einen Leistungsgrad bedeutet, der kaum mit anderen Materialtypen selbst bei viel kleineren lließgesehwindigkeiten erreicht wird. Der Druckabfall betrug bei dieser Geschwindigkeit von 9,56 cm/sec zwischen dem Zulauf und dem Ablauf der Säule 4,5 kg/cm .

Ein gleicher Versuch, der mit nicht-rostendem Stahlpulver der gleichen Körnung durchgeführt wurde, das jedoch nicht mit einer Pluorkohlenstoffverbindung behandelt worden war, zeigte, daß die kritische Geschwindigkeit des Koagulierens 0,3 cm/sec betrug; um eine Reinigung der gleichen Größenordnung zu erzielen, wie sie vorstehend erreicht wurde, muß man mit Fließgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 0,2 cm/sec arbeiten. Um den Druckabfall zu vergleichen, wurde er jenseits der kritischen Geschwindigkeit bei einer Geschwindigkeit von 9,65 cm/sec gemessen; er betrug 9 kg/cm und war damit zweimal so groß wie beim behandelten Material. Dieser Vorteil ist für die praktische Durchführung wesentlich, da die Betriebs-, kosten bei. einer vorgegebenen Geschwindigkeit vom Druckverlust abhängen, den das Material mit sich bringt.

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Beispiel 2

Zuerst wurden Kugelchen von Polyvinylchlorid mit einem Durch messer in der Größenordnung von 0,2 mm mit einem Alkohol gewaschen und nach Trocknen in eine Lösung einer Fluorkohlenstoffverbindung der folgenden Formel getaucht:

Das Lösungsmittel stellte ein Alkohol dar, in diesem Pail Methanol; die Konzentration der "Fluorkohlenstoff verb indung betrug genau 1 Gew.-%.

Fach dem Benetzen wurden die Kügelchen an der luft in etwa 1 h entwässert und getrocknet und in einen Trockenschrank bei einer Temperatur von etwa 50 ⁰C 1 h gegeben.

Fach dem Abkühlen war das Material fertig zur Verwendung. Das Koagulieren wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt; bei der Emulsion handelte es sich um eine Sekundär-Emulsion von Kerosin in Wasser, wobei die Teilchengröße der dispergierten Phase im Bereich von 1 bis 10 yum variierte. Die Konzentration der dispergierten Phase am Zulauf der Säule lag in der Größenordnung von 500 mg/1.

Man stellte fest, daß bei einer B¹Ii eßges chw ind igke it von 9,65 cm/sec eine genaue Auftrennung der beiden Phasen stattfand, wobei die Restkonzentration nach dem Dekantieren SO mg/1 betrug, was einem Reinigungsgrad von 93,5 i° entspricht; der Druckabfall betrug bei der Geschwindigkeit von 3,65 cm/sec 3 kg/cm².

Ein gleicher Versuche» der mit entsprechenden unbehandelten Kügelchen aus PVC durchgeführt wurde^ zeigte, daß die kritische Geschwindigkeit des K_oagulierens 0,4 cm/sec und der Druckabfall bei einer Geschwindigkeit von 9,65 cm/sec 5 kg/cm betrug.

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13 Beispiel 3

Yersuche, die mit dem gleichen Träger und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 durchgeführt wurden, ergaben mit einem Überzug der Formel:

die folgenden Werte:

Restkonzentration bei 9,65 cm/sec der gleichen Größenordnung wie beim Beispiel 2;

Druckabfall gleichfalls der gleichen Größenordnung.

Beispiel 4

Yersuche, die mit dem gleichen Träger und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 durchgeführt wurden, ergaben mit einem Überzug der folgenden Formel:

die folgenden Werte:

Restkonzentration bei 9,65 cm/sec der gleichen Größenordnung wie im Beispiel 2;

Druckverlust gleichfalls der gleichen Größenordnung.

Beispiel 5

Yersuche, die mit dem gleichen Träger und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 durchgeführt wurden, ergaben mit einem Überzug der folgenden Formel: ■

die folgenden Werte:

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Druckverlust gleichfalls der gleichen Größenordnung.

Beispiel 6

Es wurde Ziegelmehl einer Körnung im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm nach Waschen mit Aceton und Trocknen einige min lang in eine Lösung einer Fluorkohlenstoffverbindung der folgenden !Formel getaucht:

(CF₅)-(Gl₂)₆-CH₂O-(QE₂)₃-Si-(OCH₂-GH₃)^.

Das lösungsmittel war ein Keton, nämlich Aceton; die Konzen tration der lluorkohlenstoffverbindung betrug genau 0,5

Nach dem Benetzen wurde das Ziegelmehl entwässert, danach an der Luft etwa 1h lang getrocknet und in einen Trockenschrank bei einer Temperatur von 140 ⁰C etwa 10 min lang gegeben.

Nach dem Abkühlen war das Material fertig zur Verwendung; das Koagulieren wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei den vorstehenden Beispielen durchgeführt. Bei der Emulsion handelte es sich um eine Sekundär-Emulsion von handelsüblichem Gasöl in Wasser einer Teilchengröße von 1 bis 10 Aim und einer Konzentration von 700 mg/1.

Bei einer Geschwindigkeit von 9»65 cm/sec lief die Auftrennung der beiden Phasen einwandfrei ab, wobei die Restkonzentration an Gasöl nach dem Dekantieren 7 mg/1 betrug, was einem Reinigungsgrad von 99 $ entspricht; der Druckabfall betrug 2,5 kg/cm .

Der gleiche Versuch, der mit Ziegelmehl der gleichen Körnung durchgeführt wurde, das jedoch nicht behandelt worden war, zeigte, daß die kritische Geschwindigkeit des Koagulierens 0,3 cm/sec und der Druckabfall bei 9,65 cm/sec 6 kg/cm betrug.

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Beispiel 7

Versuche, die unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 6 mit einem Träger, der durcli Glaskügelchen mit schwacher Rauhheit und einer Körnung im Bereich von 0,2 bis 0,3 mm gebildet wurde, mit einem Überzug der folgenden Formel durchgeführt wurden:

(CP₅) ₂-cf-o( CH₂ )₃-si-( OCH₅ )₃ Λ

lieferten die folgenden Werte:

Restkonzentration bei 9,65 em/sec = 140 mg/1 für die gleiche Emulsion wie in Beispiel 6;
Reinigungsgrad 80 $;
Druckabfall = 2 kg/cm².

Ein entsprechender Yersuch, der mit nicht-behandelten Glaskügelchen durchgeführt wurde, zeigte, daß die kritische Geschwindigkeit des Koagulierens 0,3 cm/sec und der Druckabfall bei 9,65 cm/sec 3 kg/cm beträgt.

Zur Erläuterung der physikalisch-chemischen Eeaktionen, die an der Oberfläche des Trägers ablaufen, werden im folgenden die Mechanismen dieser Eeaktionen für den Fall des vorlie= genden Beispiels zusammengestellt, bei dem X die folgende Gruppe ist:

-O(CH₂)₃-Si-(OCH₅)₃

Diese Reaktionen spielen sich in den folgenden drei Stufen

1. Stufe: Hydrolyse des Fluorkohlenstoffs, die zur folgenden Verbindung führt:

)V~Si

2. Stufe: 'Chemisorption auf den Glaskugelchen mit Biläung einer Wasserstoff brückenbind ung: ,-·.,.■.- .

80 9 886 / dÖÖ^s^

ORfGlNAL INSPECTED

HO-Si- OH

Liaison hydrogen«

Wasserstoff-* brücken-■bindung

S S ,

(η /

Sujora.ce

vexre

(R : radical fluorocer-

bure)

(R: Fluorkohlenstoffrest)

Glasoberflache

3. Stufe: Polykondensation der Pluorkohlenstoffmoleküle

beim Brennen unter Austritt von Wasser mit folgendem Ergebnis:

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Auf der Oberfläche der Kügelchen bildet sich dementsprechend ein Überzug, der chemisch an das Glas gebunden ist, bei dem es sich um das vorstehend angegebene Material handelt, und der bei der Reaktion mit dem Glas über

eine bestimmte liefe des Glases hinweg anfällt.

Beispiel 8

Es wurde ein analoger Versuch wie in Beispiel 6 mit Glasfasern mit einem Durchmesser im Bereich von 3 bis 7/xm durchgeführt, die in der gleichen Weise und mit der gleichen Verbindung wie die vorstehend angeführten Glaskügelchen behandelt worden waren. Diese Glasfasern wurden in eine Koaguliersäule gegeben und zusammengepreßt, um eine Menge von 1,20 g unterzubringen, was 0,153 g/cm entsprach.

Es wurde eine Gasöl-Emulsion, die der des Beispiels 6 entsprach,über das auf diese Weise hergestellte Festbett geführt; bei einer Geschwindigkeit von 9,65 cm/sec lief die Auftrennung der beiden Phasen einwandfrei ab, wobei die Restkonzentration nach dem Dekantieren 10 mg/1 und der Druckabfall 0,3 kg/cm² betrug.

Ein entsprechender Yersuch mit nicht-behandelten Glasfasern zeigte, daß die kritische 3?ließgeschwindigkeit dann 0,5 cm/sec und der verursachte Druckabfall bei 9,65 cm/sec 0,5 kg/cm betrug.

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Claims

Patentansprüche

(\y Verfahren zur Abtrennung einer organischen Phase, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, in Emulsion in einer wässerigen Phase durch Koagulieren, bei dem man die Emulsion über ein Festbett führt, das aus einem Träger in feinteiligem Zustand mit mindestens einer Fluorkohlenstoffverbindung besteht, die eine Kohlenstoffkette.aufweist, die Fluoratome trägt, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fluorkohlenstoffverbindung einen Überzug verwendet, der chemisch an die Teilchen des Trägers gebunden ist und funktionelle G-ruppen X aufweist, die in Abhängigkeit von der Art des Trägers im Hinblick auf eine chemisch stabile Bindung mit den Molekülen des Trägers gewählt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Emulsion, die an der Basis des Betts eingesetzt wird, über das Bett mit einer erhöhten Geschwindigkeit in der Fähe der kritischen Geschwindigkeit führt, wobei sich die dispergierte organische Phase im gleichen Sinn aufsteigend wie die wässerige Phase bewegt und nach dem Koagulieren am Kopf des Bettes gesammelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fluorkohlenstoffverbindung eine Verbindung der Formel CF,-(CFg)_n-X verwendet, in der η eine ganze Zahl bedeutet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Träger mit granulierter Struktur ■verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Träger einen'metallischen Träger und als Fluorkohlenstoffverbindung eine Verbindung aus der folgenden Gruppe verwendet (n = 5 oder 7):

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ci₃-(ci₂)_n-so₂ira₂

)₁₁-(G₂H₄)_m-GOOH mit
₅₂)_n-C₂H₃C1OPO₃H₂
Cl₃-(Cl₂)_n^(C₂H₄)_m-0H mit m = 1 oder 2 ()()

_2n2422₆
- (CP₂) ^C₂H₄-SO₂N(CH₃) CH₂C 0OH.
6. Verfahren nach Ansprach 1, 2, 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, daß man als !Träger Polyvinylchlorid und als lluorkohlenstoffverbindung eine Verbindung aus der folgenden Gruppe verwendet:
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Träger eine Verbindung auf Basis von Silicium verwendet, insbesondere Sand (sable), Glasfritte, Bimsstein oder Ziegelmehl, wobei die Gruppe X der lluorkohlenstoff verbindung einen SiO-Eest aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als lluorkohlenstoffverbindung eine Verbindung aus der folgenden Gruppe verwendet:

Cl₃ ( CF₂ ) ₆-CH₂O-(CH₂) ₃-S 1-(OCH₂-CH₃ )₃
(Cl₃)₂-Cl-0(CH₂O₃-Si-(OCH₃)₃.
9. Verfahren nach Anspruch 1,2, 3, 4» 5» 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den Träger zuvor mit einem lluorkohlenstoffüberzug überzieht, indem man ihn in einer Lösung einer lluorkohlenstoffverbindung benetzt, in der die Konzentration der Verbindung im Bereich von etwa 0,1 bis 10 fo liegt, und danach bei einer Temperatur brennt, deren Wert auf die Wärmebeständigkeit des Trägörs eingestellt ist, ohne 140 ⁰C zu überschreiten. ^v . .

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10. Verfahren nach. Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung der Fluorkohlenstoffverbindung mit Hilfe eines Alkohols als Lösungsmittel.herstellt.
11. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung der Fluorkohlenstoffverbindung mit Hilfe eines Ketons als Lösungsmittel herstellt.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, döß man die Lösung der Fluorkohlenstoffverbindung mit Hilfe einer Halogenverbindung als Lösungsmittel herstellt.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Konzentration der Fluorkohlenstoffverbindung im Lösungsmittel im Bereich von 0,1 bis 10 $ anwendet.
14. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß man den Träger mit einem Fluorkohlenstoff überzieht, indem man auf den Träger ein Ärosol aufspritzt, das durch die Fluorkohlenstoffverbindung in Suspension in einem Treibgas gebildet wird.
15. Koaguliermittel zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das durch einen Träger im feinteiligen Zustand mit mindestens einer Fluorkohlenstoff verbindung gebildet wird, die eine Kohlenstoffkette aufweist, die Fluoratome trägt, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Fluorkohlenstoffverbindung um einen Überzug handelt, der chemisch an die Trägerteilchen gebunden ist,und die funktionelle Gruppen X aufweist, die in Abhängigkeit von der Art des Trägers in Hinblick auf eine chemisch stabile Bindung mit den Molekülen des Materials gewählt worden sind, die den Träger bilden.
16. Koaguliermittel nach Anspruch 15» gekennzeichnet durch eine Fluorkohlenstoffverbindung der Formel wobei η eine ganze Zahl bedeutet.

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