静态内部结构、一个或多个静态内部结构的使用、搅拌式液-液接触器及搅拌式液-液接触 ...的制作方法
【专利摘要】一种静态内部结构（1），其被实现成适于改进不具有平静部段且具有金属搅拌内部结构（2）的搅拌式液?液接触器（3）中的液体之间的接触、热传递或质量传递。所述静态内部结构（1）的表面能小于40 mN/m，优选小于30 mN/m，更优选小于25 mN/m，最优选小于20 mN/m。
【专利说明】
静态内部结构、一个或多个静态内部结构的使用、搅拌式液-液接触器及搅拌式液-液接触器的使用
技术领域
[0001]本发明涉及根据独立权利要求1的前序部分的静态内部结构，根据独立权利要求6的前序部分的一个或多个静态内部结构的使用，根据独立权利要求7的前序部分的搅拌式液-液接触器，以及根据独立权利要求12的前序部分的搅拌式液-液接触器的使用。
现有技术
[0002]图1示意性地示出了搅拌式液-液接触器的现有技术水平的照片，并且涉及含水相分散在有机物连续相中的情形。该图示出了对在60mm的实验性柱上的试验进行的仔细观察。在这些试验中应用的液体是含水供给流以及作为连续相的纯技术等级的二氯甲烷，所述含水供给流包含的水大于可溶于二氯甲烷的有机物成分的20%重量百分比和大于无机物产物的20%重量百分比。在两种设置中，二氯甲烷的流速约为20kg/h，含水供给物的流速约为I Okg/h。图1示出了在利用完全由金属制成的内部结构的情况下含水液滴在有机相中的分散系。可以看见的是，大量液滴粘附到板1、13。这些液滴不再被传输通过接触器3，并且因此对总的质量传递没有贡献。它们作为被困住的液体并且仅增加了局部的拦截(hold up)。该系统的缺点是，水滴不能变得足够微小并较长时间保持分散。因此，接触器变得效率很低。此外，由于粘附到内部结构上的液滴，萃取时的流体动力学情况变差。
[0003]液-液接触器是现有技术中众所周知的。不同的方法和设备被用于改进质量或热量传递过程和设备的数量和/或品质。这种液-液接触器中的液体连续并且同向或对流地流过其中可安装有特别设计的内部结构的一个或多个塔或柱。这种类型的设备包括静态内部结构(例如分隔板)和/或搅拌内部结构(例如轴和搅拌器)，以便影响液体的物理特性和流体动力学情况。有时，结构化的填充物(packing)也被用于在较轻的上升液体和较重的下沉液体之间提供更好的接触，而更好的接触意味着更高的效率。
[0004]液-液接触器通常被构造成用于提供从接触器的上部下降的重的液体流以及从接触器的下部向上的轻的液体，所述轻的液体相对于重相具有较低的密度。已经发现在现有技术的液-液接触部分中所期望的是，提供给予有效的热量和/或质量传递或者液-液接触的设备和方法，由此流体的接触可利用通过最小尺寸的给定区的最小压降来实现。产生了高产量比的高效率和低压降是液-液接触操作中的重要设计标准。足够大的用于液-液接触的界面面积对于热量和/或质量传递的主要功能而言是必需的。利用这种设备，分别在塔的底部和顶部处取回供给物的重成分和轻成分。
[0005]通过搅拌器系统，第一液体的液滴形成并且保持较长时间地分散在第二液体中。US 2，493，265中示出了主动式液-液接触器的一个例子。在此参考文献中陈述的本发明的一个方面包括设置有混合部段的大体竖直的柱或腔，在所述混合部段中安置有一个或多个搅拌器，以促进液体之间的亲密接触，从而在它们之间产生均衡接触。在混合腔上方和下方是平静部段，在该处安装有多层纤维填充物，优选是自我支撑类型的，例如，一卷管状编织金属丝网。如在ScheibeI的专利中陈述的，平静部段中的填充物使液体的圆形运动停止，并允许它们分离。因此，在填充物的下层中，较重的液体下沉并且向下流，相对于较轻液体的上升流对流地流动并且流过所述上升流。类似地，在填充物的上层中，较轻液体的上升流相对于较重液体的下降流对流地流动并且流过所述下降流。搅拌器被安装在延伸通过柱的中心轴上，并且该轴通过任何合适的装置(诸如马达)旋转。US 2,850,362中陈述和示出了较新的Scheibel专利设计。在此系统中，再次陈述和示出了竖直地延伸通过整个平静部段的自我支撑式金属丝网筛。在此描述的这类搅拌系统的设置很复杂和昂贵。由于存在混合腔和平静部段，所以柱的高度被不必要地增加，并且产量降低。此外，因为必要的搅拌过强，所以平静部段是需要的。
[0006]EP O 543 552 BI公开了另一种液-液接触器。该例子特别涉及所谓的“普雷克斯过程(Purex Process)”，用于从包含有害污染物的废物或用过的材料中取回铀，因此含水相和有机物相的流的对流流动穿过流体接触萃取柱。由此，使用相分散穿孔板，其具有被修圆成椭圆形轮廓的上部外缘，以便减少从中穿过的相液滴的聚结。本发明的一个方面是，不搅拌柱中的液体，而是通常通过脉冲栗或轴向往复运动的分散板来栗送柱中的液体，以允许在每个板上的最佳的液滴形成和聚结。如果含水相是分散的并且有机物相是连续的话，那么相分散板可由非湿润材料或者诸如特氟龙的塑料构造成。这防止了含水相的液滴在接触时浸湿板或柱的表面。EP O 543 552 BI中所描述的系统的主要缺点在于该系统不是搅拌式接触器，从而使得第一液体的液滴不能变得足够微小并较长时间地保持分散在第二液体中。此外，接触器的设置变得昂贵，这是因为脉冲栗或轴向往复运动板的使用是复杂的。
[0007]W0 97/10886给出了搅拌式萃取柱的另一个例子。示出了搅拌柱(特别是对流式)液-液萃取系统。搅拌装置设置在每个混合部段内。结构化填充物被安装在平静部段内、混合部段之间。被安装在平静部段内的结构化填充物包括至少一层以大致面对面关系设置的波纹形接触板，以便于液体在其间流动。板是箔状的并且由金属形成，或由包括特氟龙和聚丙烯的一类工程塑料形成，或涂覆有所述工程塑料。WO 97/10886涉及搅拌柱，但也仅提及搅拌器之间的结构化填充物的交替部段并且主张塑料作为用于填充物的材料。因此，WO97/10886显示出与US 2,493,265相同的缺点。这两个专利都没有通过选择合适的构造材料来解决液-液接触器内的静态零件的浸湿问题。此外，搅拌系统的设置很复杂且昂贵。由于存在混合腔和平静部段，所以柱的高度被不必要地增加，并且产量降低。
[0008]GB 2 051 602A公开了另一种液-液萃取柱;但是，此公开也没有解决静态零件的浸湿问题。实际上，GB‘602具有相反的意图，S卩，分散相浸湿其导管的壁，以在其公开的柱中形成大的黏在一起的沉淀物。于是，GB‘602宣称此浸湿应该改进了其滞缓区(passivezone)中的聚结。具体地，导管中的这种聚结/沉淀的目的是使导管的横截面变窄或打开，因此根据萃取过程的供给速率/容量自动地调节通过导管横截面的流量。但是，在许多液-液萃取柱中期望在没有滞缓区的情况下操作，并且因此该公开具有受限的适用性。
[0009]因此，本发明的目的是提供具有改进的有效设计的静态内部结构及其使用，并且用于改进已改进的搅拌式液-液接触器中的液体的接触、热传递或质量传递，该接触器有效且操作上使用简单。
【发明内容】
[0010]本发明的满足此目的的主题由独立权利要求1的静态内部结构、独立权利要求6的使用、独立权利要求7的搅拌式液-液接触器和独立权利要求12的使用的特征来描绘。
[0011 ]从属权利要求涉及本发明的特别有利的实施例。
[0012]根据本发明，这通过一种静态内部结构来达到，所述静态内部结构被实施成适于改进在具有金属搅拌内部结构的搅拌式液-液接触器中的液体之间的接触、热传递或质量传递。由此，所述静态内部结构的表面能小于40 mN/m，优选小于30 mN/m，更优选小于25mN/m，最优选小于20 mN/m。
[0013]根据本发明，这通过一个或多个静态内部结构的使用来达到，用以改进包括金属制成的搅拌内部结构的搅拌式液体接触器中的接触、热传递或质量传递过程，其中，所述静态内部结构选自防涡器、间隔套筒和分隔板，由此，所述静态内部结构的表面能小于40 mN/m，优选小于30 mN/m，更优选小于25 mN/m，最优选小于20 mN/m。
[0014]静态内部结构是液-液接触器的不移动零件。静态内部结构可包括液-液接触器的一个或若干个或所有不移动零件。但是，静态内部结构也可以是任何不移动零件，尤其是防涡器和/或间隔套筒和/或分隔板。这类静态内部结构是本领域中众所周知的，以便允许径向流动但对轴向流动提供了较高的阻力。
[0015]静态内部结构的性质可以是表面能。表面能可被理解成对表面形成时产生的对分子间键合的破坏进行量化的性质。在固体物理学中，相比材料主体，表面必须固有地不那么能量有利(energeticalIy favorable)。因此，表面能可被定义成与主体相比材料表面处的过量能量。
[0016]通过座滴技术利用Fowkes理论来测量表面能，以根据将极性液态水和非极性液态二碘甲烷作为表面上的探测液体时的接触角来确定表面能。座滴技术是用于表征固体表面能的方法，并且在一些情形中，用于表征液体表面能的一些方面。所述方法的主要前提是:通过放置具有已知表面能的液滴，滴的形状(特别是接触角)以及液体的已知表面能是可用于计算固体样本的表面能的参数。用于这种实验的液体被称作探测液体，例如，水和二碘甲烷。通过使用接触角测角仪利用光学子系统捕获固体衬底上液体的轮廓来测量接触角。液体/固体界面和液体/蒸气界面之间形成的角是接触角。ISO 15989提供了测量塑料表面上的接触角的标准方法。
[0017]其他已知的代表性方法包括用于胶的DIN EN 328和用于纸的可湿性的ASTM D724-94。
[0018]所述静态内部结构的表面能小于40 mN/m，优选小于30 mN/m，更优选小于25 mN/m，最优选小于20 mN/m。因此，本发明采用的静态内部结构应该由非湿润材料(通常是塑料)构造成，或涂覆有非湿润材料(通常是塑料)。这有利地防止第一液体或第二液体的液滴，例如含水液滴，在接触时浸湿静态内部结构。此外，这防止了液滴聚结，增加了界面比表面积，并因此提高了分离性能。此外，使用具有低表面能的静态内部结构的优点之一是使第一和第二流体更好地接触，而更好的接触意味着更高的效率。
[0019]搅拌式液-液接触器可以是塔或柱。一个或多个静态内部结构可设置在搅拌式液-液接触器中以及一个或多个搅拌内部结构中。静态内部结构可包括液-液接触器的一个或若干个或所有不移动零件。搅拌内部结构可包括液-液接触器的一个或若干个或所有移动零件。搅拌内部结构可被安装在延伸穿过柱的中心轴上，并且该轴可通过任何合适的装置(诸如马达)旋转。在本发明中的搅拌内部结构的搅拌可被理解成移动零件的径向运动。本发明中的搅拌不包括轴向运动，尤其是脉冲栗的脉动或轴向往复运动内部结构的往复运动。因此，如从本发明的图2至图4中可见的，本发明的静态内部结构不包括具有允许轴向流动但对径向流动提供较大阻力的轴向导管的挡板，诸如GB 2 051 602 A中公开的那些。
[0020]在本发明的实施例中，搅拌式液-液接触器将不具有平静部段。换言之，本发明的接触器将仅具有活动区而不具有任何滞缓区。由于本发明的静态内部结构在改进搅拌式接触器中的接触、热传递或质量传递(例如，通过促进接触器中液滴的分散)中的有益效果，所以通常将不需要平静部段，因此最小化了接触器和接触过程的成本和复杂度。
[0021]搅拌式液-液接触器通常包括第一液体(具体是含水相)和第二液体(具体是有机物相)的流的对流流动，具有位于接触器的上部区域中的用于第一液体的第一入口和用于第二液体的第一出口。此外，接触器包括位于接触器的下部区域中的用于第一流体的第二出口和用于第二流体的第二入口。因此，第一液体(具体是重液体)的下降流动从接触器的上部发生，并且第二液体(具体是轻液体)的上升流动从接触器的下部发生。搅拌式液-液接触器可建立第一和第二流体之间的接触，以使得第一和第二液体之间能够进行热传递或质量传递。在搅拌式液-液接触器中，有机物相通常分散到连续含水相中。本发明尤其涉及含水相必须分散在连续有机物相中的情形。
[0022]根据优选实施例，所述静态内部结构是防涡器和/或间隔套筒和/或分隔板。防涡器和/或间隔套筒和/或分隔板是搅拌式液-液接触器的不移动零件。然而，静态内部结构可包括其他不移动零件。静态内部结构可以是搅拌式液-液接触器的搅拌区的一部分。但是，有利地，这类静态内部结构提供了足够的分离性能。所述静态内部结构可被容易地制造并且现有的静态内部结构可被替换，这是因为不需要高的机械健壮性。此外，另一优点是这降低了成本并使得静态内部结构更便宜。
[0023]本发明的静态内部结构，尤其是防涡器和/或间隔套筒和/或分隔板，不是结构化填充物或结构化填充物的一部分，也不是随机填充物。结构化填充物和随机填充物通常用于被动式液-液接触器(没有机械引起的搅拌)中或者用于搅拌式液-液萃取接触器的平静区中。但是，结构化填充物和随机填充物都不能提供足够的分离性能，并且因此必须使用具有静态内部结构的搅拌式液-液接触器。
[0024]本发明的另一实施例是，所述静态内部结构包括塑料或陶瓷或玻璃表面，和/或所述静态内部结构由塑料或陶瓷或玻璃构成。根据另一优选实施例，所述塑料是含氟聚合物。静态内部结构可涂覆或层叠有塑料或陶瓷或玻璃表面。这是提供低能量表面的更经济的方案。同样，静态内部结构可由塑料或陶瓷或玻璃构成。有利地，由此静态内部结构可容易地被制造并具有更好的耐用性。这是避免需要涂覆或层叠的最经济的方案。
[0025]本发明中采用的静态内部结构可由表面能小于40mN/m的材料构造成，所述表面能优选小于30 mN/m，更优选小于25 mN/m，最优选小于20 mN/m。因此，静态内部结构可涂覆有用于静态接触器中的塑料或由塑料构成，尤其是PTFE或ETFE或FEP。在一些实施例中，塑料将是除PVDF之外的塑料。对于一些应用而言，与诸如PTFE的全氟塑料相比，PVDF的缺点是成本较高、膨胀度和溶解度较高、耐化学性较差以及熔点较低。因此，在搅拌式液-液接触器中，静态内部结构可由这类塑料制成，并且搅拌内部结构由诸如不锈钢的金属或玻璃制成。有利地，这防止了搅拌式液-液接触器，尤其是静态内部结构，不被第一流体(具体是被分散的含水相)的液滴浸湿。此外，这些含氟聚合物是具有良好耐化学性的表面能最低的聚合物。
[0026]此外，根据本发明，所述目的由包括静态内部结构和金属搅拌内部结构的搅拌式液-液接触器来实现。搅拌式液-液接触器适用于其中的液体的流动，其中，所述液体以流的对流流动方式来流动，并且所述搅拌式液-液接触器包括:
基本竖直的柱，其具有从中穿过的中心轴线，
设置于所述接触器内的搅拌内部结构，
位于所述柱的上部区域中的用于第一流体的第一出口和用于第二流体的第二入口， 以及位于所述柱的下部区域中的用于第二流体的第二出口和用于第一流体的第一入
□ O
[0027]搅拌式液-液接触器通常与第一液体和第二液体的流的对流流动一起使用。搅拌式液-液接触器可包括柱或塔，尤其是具有从中穿过的中心轴线的基本竖直的柱。搅拌式液-液接触器可被细分成一个或多个部段，尤其是水平部段，因此是一系列相同的级。搅拌式液-液接触器可被静态内部结构(例如，被沿接触器的内壁以间隔开的间隔放置的扁平的、环形的和/或穿孔的水平分隔板)细分成多个分离的部段。所述静态内部结构将柱分成多个部段，所述多个部段例如通过所述静态内部结构中的中心开口或穿孔互相连通。一个部段自身可被细分成一个或多个区，例如，混合区和/或分离区。在混合区中，搅拌内部结构可以将第一和第二液体完全混合;相反，在分离区，液体因它们的不同的比重而分离。搅拌式液-液接触器可包括能够沿接触器的中心轴线向下延伸的轴。搅拌内部结构，例如竖直叶片搅拌器、涡轮或桨，可被安装在所述轴上并从轴向外延伸，具体是径向延伸。
[0028]搅拌式液-液接触器可包括用于旋转轴的驱动装置，例如用于为第一和第二流体的混合提供动力的驱动马达。驱动马达可具有可变的速度并且被设置在例如搅拌式液-液接触器的顶部处。此外，驱动马达可旋转轴，由此搅拌内部结构可在液体以对流流动方式从中穿过时产生对所述液体的搅拌。搅拌内部结构，尤其是组装到桨上的竖直叶片或涡轮，可在非竖直推力下产生搅拌。给予其上的搅拌被设计成减小被分散到另一连续相液体中的液滴的尺寸。来自搅拌内部结构的搅拌已被显示出在这类组件中产生足够分散的液体配置。典型的液滴直径可以是2-3 mm，但应该不小于I mm。
[0029]静态内部结构可设置于搅拌式液-液接触器内，其中，静态内部结构包括搅拌式液-液接触器的一个或若干个或所有不移动零件，尤其是防涡器和/或间隔套筒和/或分隔板。静态内部结构改进了搅拌式液体接触器的接触、热传递或质量传递过程。
[0030]根据本发明，所述搅拌式液-液接触器是反应或萃取或质量传递柱。这两种接触应用，反应或萃取柱，可包括跨越界面的反应物或质量传递。此外，所述搅拌式液-液接触器是RDC 柱或 Kiihni 柱或 QVF-Riihrzel Ien-Extraktor 或 Scheibel 柱。
[0031]根据本发明，所述搅拌内部结构由金属制成。制成搅拌式液-液接触器以及静态和搅拌内部结构的材料依赖于有机物相或含水相是否分散在另一者内。对应于本发明，含水相被分散并且有机物相是连续的，这就是搅拌内部结构由金属(例如钢或不锈钢)制成并且静态内部结构和/或接触器可涂覆有塑料(尤其是PTFE或ETFE或FEP)或由塑料(尤其是PTFE或ETFE或FEP)构成的原因。在一些实施例中，塑料将是除PVDF之外的塑料。有利地，这防止了含水相的液滴在接触时浸湿静态内部结构或柱表面。
[0032]本发明还涉及搅拌式液-液接触器在接触或热传递或质量传递过程中(尤其是液-液萃取过程中)的使用。热传递或质量传递过程，尤其是液-液萃取过程，是两个相接触的标准应用。有利地，根据本发明，搅拌式液-液接触器(尤其是静态内部结构)的使用，使得热传递或质量传递过程(尤其是在液-液萃取过程中)更高效，因此产量更高并且改进了分离性會K。
[0033]根据本发明，液-液萃取过程包括两个液体相并且所述两个相具有至少ImN/m的界面张力，优选大于5 mN/m。一个相是含水相，并且第二相是有机物相，典型地具有10-30mN/m的界面张力。测量界面张力的常见技术是类似于ASTM D2285-99的滴体积法。
[0034]根据本发明，所述静态内部结构相对于分散相具有大于30度的静态接触角，优选大于60度，更优选大于90度。接触角可被定义成固体样本表面与液滴的卵形形状在该液滴边缘处的切线之间的角。大接触角表示低固体表面能或化学亲和力。这也被称作低润湿度。小接触角表示高固体表面能或化学亲和力，并且表示高润湿度或有时完全的润湿度。有利地，静态内部结构具有大接触角，这表示低固体表面能或低润湿度。
[0035]其他有利措施和优选方法的实施例由从属权利要求得出。
【附图说明】
[0036]下面将参照实施例和附图更详细地在设备方面和过程工程方面来解释本发明。在示意图中示出:
图1示意性地示出了关于搅拌式液-液接触器的现有技术水平的照片；
图2示意性地示出了搅拌式液-液接触器的第一实施例的细节图；
图3示意性地示出了根据本发明的静态和搅拌内部结构的细节图；
图4示意性地示出了根据本发明的搅拌式液-液接触器的照片。
【具体实施方式】
[0037]参照图2，其示意性地示出了搅拌式液-液接触器的第一实施例的细节图。搅拌式液-液接触器3，例如柱或塔，具有顶部和底部封闭的竖直圆柱体形状。搅拌内部结构2沿轴向中心轴线A被位于中心地安装穿过接触器3的整个长度，安置于顶部轴承(未示出)中的是可旋转轴2。轴2、23延伸穿过接触器3顶部中的轴承，以便与驱动装置连接，具体是设置于其上方的可变速驱动马达9。以隔开的间隔被安装在可旋转轴2、23上的是沿径向水平地延伸的其他搅拌内部结构2，具体是拌和器、涡轮、盘片、搅拌器。搅拌内部结构2优选是涡轮型搅拌器，其具有翅片或叶片22和沿可旋转水平板21的外缘的导引板(图中未示出)。可改变每个搅拌器2上的翅片22的数量。常规上使用两个至八个，优选四个至六个翅片22。翅片或叶片22不具有倾角，从而仅给予流体水平流动。通过经由机械齿轮(未示出)将其上安装有搅拌内部结构2的轴2、23耦接到驱动马达9，实现了每个部段中搅拌器的旋转。搅拌式液-液接触器3优选被划分成部段10。在此特定的侧面立视剖视图中，不那么详细地示出了部段10。每个部段10由两个静态内部结构1(静态分隔板1、13)限制和限定。间隔套筒11限定高度并由此限定部段10。每个部段10通过可抵靠接触器壁4安装的静态分隔板1、13与相邻的部段分开。静态分隔板1、13的外径与接触器3的内径近似相同。
[0038]这些环形静态分隔板1、13位于每个部段10中的搅拌内部结构2的上方和下方，并控制液体的流动。静态分隔板1、13具有容纳旋转轴2、23的中心开口，并且沿接触器3的轴线A被安装在中心区中。在本发明的其他典型实施例中，分隔板1、13具有额外的穿孔。在中心开口中以及在接触器壁4附近保持足够的空隙，从而提供使液体围绕板1、13以图2所示方式平稳地流动的自由区域。静态分隔板1、13可被安置在竖直延伸的间隔套筒1、12上。接触器3装配有位于接触器3的上部区域中的用于第一流体的第一出口 5和用于第二流体的第二入口6，以及位于其下部区域中的用于第二流体的第二出口7和用于第一流体的第一入口8。根据需要，额外的液体入口或出口可在柱中的任何地点处被插入。此外，还可以在接触器3的顶部或侧壁中的合适地点处插入任何需要数量的通路端口。观察镜和液体液面计(未示出)也可包括在该结构中。接触器3可被构造成通过法兰接合在一起的子组件单元。但是，本发明不受限于每个图中所示的结构特征的特定组合。
[0039]图3示意性地示出了根据本发明的静态和搅拌内部结构的细节图。图3大体对应于图2。图3示出了以隔开的间隔被安装在可旋转轴2、23上的径向水平地延伸的其他搅拌内部结构2，具体是拌和器或搅拌器。搅拌内部结构2优选是涡轮型搅拌器，其具有沿可旋转水平板21的外缘的翅片或叶片22。搅拌式液-液接触器3被划分成详细示出的部段10。每个部段10由两个静态内部结构1(静态分隔板1、13)限$_限定。间隔套筒11限定高度并由此限定部段10。每个部段10通过静态分隔板1、13与相邻的部段分开。
[0040]分隔板之间的搅拌内部结构2和间隔套筒处于涡流模式区域中。因此，这两种零件利用连续相适当地飞绕。如果液滴开始浸湿这些零件，则它们将被冲走。为了保持萃取柱内的液滴分散，相对于分散液滴相，静态内部结构应该具有低可湿性和大的接触角。因此，关于静态内部结构的构造的材料，本发明中的相在载体和分散相(水对有机物)的性质方面与GB ‘ 602中的那些是相反的，在GB ‘ 602中，有机物分散相应该聚结在特氟龙内部结构上并浸湿该内部结构。在本发明的过程中，应该防止含水分散相浸湿塑料(含氟聚合物)静态内部结构。将此要求与上述塑料和金属的可湿性合并，包含处于含水连续相中的有机物液滴的分散系应该被应用于具有金属内部结构的柱中。对于处于有机物连续相中的含水液滴的分散系，静态零件应该由塑料制成。
[0041]参照图4，图4示出了根据本发明的搅拌式液-液接触器的照片。图4涉及含水相分散在有机物连续相中的情形。在这些试验中应用的液体是作为连续相的纯技术等级的二氯甲烷以及包含的水大于可溶于二氯甲烷中的有机物成分的20%重量百分比和大于无机物产物的20%重量百分比的含水供给流。在两种设置中，二氯甲烷的流速约为20 kg/h，含水供给物的流速约为10 kg/h。该图示出了在60 mm的实验性柱上对试验的仔细观察。分隔板1、13是促进浸湿和聚结的主要零件。为了验证这些分隔板1、13的影响，用塑料静态内部结构I替换金属静态内部结构I。令人惊讶地，通过改变静态内部结构I，显著改进了浸湿情况。有利地，容易替换静态内部结构I，而不必处理塑料搅拌内部结构2的挑战。图4示出了利用塑料制成的静态内部结构I的处于有机物相中的含水液滴的分散系。观察到，几乎没有液滴粘附到板1、13并且视觉上改进了柱内的流动模式。
【主权项】
1.一种静态内部结构(I)，其被实现成适于改进不具有平静部段且具有金属搅拌内部结构(2)的搅拌式液-液接触器(3)中的液体之间的接触、热传递或质量传递， 其特征在于，所述静态内部结构(I)的表面能小于40 mN/m，优选小于30 mN/m，更优选小于25 mN/m，最优选小于20 mN/m。2.如权利要求1所述的静态内部结构(I)，其中，所述静态内部结构(I)是防涡器(11)和/或间隔套筒(12)和/或分隔板(13)。3.如前述权利要求中任一项所述的静态内部结构(I)，其中，所述静态内部结构(I)包括塑料或陶瓷或玻璃表面。4.如前述权利要求中任一项所述的静态内部结构(I)，其中，所述静态内部结构(I)由塑料或陶瓷或玻璃构成。5.如权利要求3或4所述的静态内部结构(I)，其中，所述塑料是含氟聚合物。6.—个或多个静态内部结构(I)的使用，以改进不具有平静部段且包括金属制成的搅拌内部结构(2)的搅拌式液-液接触器(3)中的接触、热传递或质量传递过程， 其中，所述静态内部结构(I)选自防涡器(11)、间隔套筒(12)和分隔板(13)， 其特征在于，所述静态内部结构(I)的表面能小于40 mN/m，优选小于30 mN/m，更优选小于25 mN/m，最优选小于20 mN/m。7.—种搅拌式液-液接触器(3)，其不具有平静部段，并且包括金属的搅拌内部结构(2)和如权利要求1至5中任一项所述的静态内部结构(I)。8.如权利要求7所述的搅拌式液-液接触器(3)，其中，所述搅拌式液-液接触器(3)适用于液体在其中的流动，其中，所述液体以流的对流流动方式来流动，并且所述搅拌式液-液接触器(3)包括: 基本竖直的柱(4)，其具有从中穿过的中心轴线(A)， 设置于所述接触器(3 )内的搅拌内部结构(I)， 位于所述柱的上部区域中的用于第一流体的第一出口(5)和用于第二流体的第二入口(6)，以及 位于所述柱的下部区域中的用于第二流体的第二出口(7)和用于第一流体的第一入口(8)09.如权利要求7或8所述的搅拌式液-液接触器(3)，其中，所述搅拌式液-液接触器(3)是反应或萃取或质量传递柱。10.如权利要求7至9中任一项所述的搅拌式液-液接触器(3)，其中，所述搅拌式液-液接触器(3)是 RDC 柱或 Kiihni 柱或 QVF-Riihrzel Ien-Extraktor 或 Scheibel 柱。11.如权利要求7至10中任一项所述的搅拌式液-液接触器(3 )，其中，所述搅拌内部结构(2)由金属制成。12.如权利要求7至11中任一项所述的搅拌式液-液接触器(3)在接触或热传递或质量传递过程中的使用。13.如权利要求12所述的搅拌式液-液接触器(3)的使用，其中，所述使用是液-液萃取过程。14.如权利要求12或13所述的搅拌式液-液接触器(3)的使用，其中，所述液-液萃取过程包括两个相，并且所述两个相具有至少I mN/m的界面张力，优选大于5 mN/m。15.如权利要求12至14中任一项所述的搅拌式液-液接触器(3)的使用，其中，一个相是含水相，并且第二相是有机物相，具有10-30 mN/m的界面张力。16.如权利要求12至15中任一项所述的搅拌式液-液接触器(3)的使用，其中，所述静态内部结构(I)相对于分散相具有大于30度的静态接触角，优选大于60度，更优选大于90度。
【文档编号】B01J19/00GK106029195SQ201480069278
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年10月7日
【发明人】F.韦兰德, J.科赫, R.古德
【申请人】苏舍化学技术有限公司