DE564499C

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Publication number: DE564499C
Application number: DENDAT564499D
Authority: DE
Priority date: 1931-08-23
Also published as: DE572202C

Description

Herrn Reg.- Rat

Nach Verfg. vom 4ϊ.:...£%...:Α.^.. in ...Z...tL...(£$Ä.-J

ist die Patentschrift .5?.£....z££. Kl. .Ä2/..Ä. Gr.

in d.. Exemplar wie folgt zu ändern:

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Patentschriften-Vertriebsstelle

P.V. 31

XII.1931.3000

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. NOVEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 564499 KLASSE 12 i GRUPPE 17

142098 IVbji2i Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 3. November 1932

I. G. Farbenindustrie Akt.-Ges. in Frankfurt a. M.*) Gewinnung von Schwefel

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Juli 1931 ab

Es ist bekannt, bei der Gewinnung von elementarem Schwefel aus Lösungen, z. B. bei der Verkochung von Ammonpolysulfidlösungen, den Schwefel durch Anwendung einer über seinem - 5 Schmelzpunkt liegenden Temperatur in flüssiger Form abzuscheiden.

Es wurde gefunden, daß man aus Flüssigkeiten, die Schwefel in abgeschiedener Form enthalten oder beim Erhitzen abscheiden, wie z. B. aus Lösungen von Polysulfiden, Thiosulfat, PoIythionaten, Sulfiten, Bisulfiten u. dgl., in sehr vorteilhafter Weise den Schwefel in flüssiger Form abscheiden kann, wenn man diese bei einer solchen Höhe der Flüssigkeitssäule, in direkter oder indirekter Weise, erhitzt, daß infolge des hydrostatischen Druckes die Temperatur in ihrem unteren Teil über den Schmelzpunkt des Schwefels steigt.

Man erhitzt zu diesem Zweck die Lösung,

ao deren Oberfläche unter Atmosphärendruck steht, z. B, durch Einleiten von Dampf, wobei die Eintrittsstelle des Dampfes in die Flüssigkeit zweckmäßig so angeordnet ist, daß eine zusammenhängende Flüssigkeitssäule von z. B.

10 bis 12 m dauernd über der Eintrittsstelle steht. Hierdurch wird ein Dampfdruck von etwa 1,0 bis 1,2 atü bedingt, dessen Sättigungstemperatur über dem Schmelzpunkt des elementaren Schwefels liegt, der bekanntlich 114 bis 115⁰ beträgt. Zweckmäßig wird die Anordnung dabei so getroffen, daß sich Dampf und Flüssigkeit im Gegenstrom zueinander bewegen, daß also die Lösung von oben kontinuierlich zuläuft, während am unteren Ende ebenfalls kontinuierlich die Restlösung der Zersetzung und der flüssige Schwefel aus der Apparatur entfernt werden.

Die einfachste Anordnung zur Ausführung des Verfahrens besteht in einem vertikal aufgestellten Rohr von z. B. 15 m Gesamthöhe und 0,5 m lichter Weite, das nahezu mit der Lösung gefüllt wird. An seinem oberen Ende befindet sich ein Zulaufstutzen für die zu zersetzende Lösung und ein Gasabgangstutzen für die bei der Zersetzung entstehenden Dämpfe. Am unteren Ende wird Dampf in feiner Verteilung eingeleitet. Der abgeschiedene flüssige Schwefel kann durch einen Hahn an der tiefsten Stelle der Vorrichtung entweder kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit abgelassen werden. Die Restlösung wird ebenfalls am unteren Ende der Kolonne oberhalb des flüssigen Schwefels kontinuierlich abgeführt. Durch Einbau von sogenannten Schikanen in das Rohr kann die Zersetzung gefördert werden. Auch durch Einbringen von Füllkörpern beliebiger Art in das Rohr in regelloser Schüttung läßt sich der Betrieb wesentlich verbessern, z. B. leicht kontinuierlich durchführen. Am besten läßt sich das Verfahren in einer Vorrichtung ausführen, wie sie in der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben ist. Sie besteht in der Hauptsache aus einem vertikalen Rohr, das eine Anzahl Zwischenböden enthält mit Durchlaßöffnungen für die Flüssigkeit und Dampfdurchtrittsöffnungen und -Verteilungsglocken, wie sie bei soge-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Paul Koppe in Leuna.

Claims

nannten Glocken- oder Kapselkolonnen bekannt sind. Von den gebräuchlichen Glockenkolonnen unterscheidet sich diese Anordnung hauptsächlich dadurch, daß die ganze Kolonne mit Flüssigkeit bis zu einem in ihrem oberen Teil angebrachten Schauglas angefüllt ist, und daß die für den Durchlauf der Flüssigkeit notwendigen Ablaufstutzen in den einzelnen Böden nicht über diese hinausragen, sondern nach abwärts ίο gerichtet sind.

In der Zeichnung bedeutet K die eigentliche Zersetzungskolonne, S das an ihrem unteren Ende befindliche Schwefelsammei- und -abscheidegef äß; D ist das unter Atmosphärendruck stehende, zweckmäßig etwas erweiterte Kopfstück für die Trennung der bei der Zersetzung entstehenden Dämpfe von der Flüssigkeit und ihre Ableitung zum Kühler bzw. Kondensator. Bei L läuft die zersetzende Lösung kontinuierlieh zu.

Die eigentliche Kolonne ist durch eine Anzahl Zwischenbögen Z unterteilt. Diese Zwischenboden besitzen einen oder mehrere Stutzen für den Durchtritt der Dämpfe, die mit gezahnten Glocken bedeckt sind, unter denen sich die Dämpfe ansammeln, und von wo aus sie immer von neuem zerteilt durch die Flüssigkeit hindurch zu dem nächsthöheren Boden aufsteigen. Außer den Dampfdurchtrittsöffnungen hat jeder Zwischenboden noch einen kleinen, nach abwärts gerichteten Stutzen für die Flüssigkeit, so daß in der Kolonne eine zusammenhängende Flüssigkeitssäule besteht. Der Stutzen ist zur Verhinderung des Eintritts von Dampfblasen entweder nach der Seite horizontal umgebogen, oder es ist, wie in Fig. 2, ein Ableiteblech vor seiner Öffnung angebracht, das den Eintritt von Dampfblasen verhindern soll. Dadurch wird ein ganz gleichmäßiger störungsfreier Gegenstrom von Dampf und Flüssigkeit erreicht.

Der Frischdampf für die Zersetzung tritt bei F in möglichst guter Verteilung in die Flüssigkeit ein. Bei W wird die zersetzte, schwefelfreie Lösung in solchem Maße entfernt, daß der Stand der Flüssigkeit im oberen Teil D der Apparatur stets der gleiche bleibt, was durch Schaugläser überwacht werden kann.

Der bei der Zersetzung entstandene Schwefel sammelt sich in geschmolzenem Zustande am Boden des Sammelgefäßes S an, aus dem er bei H kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit abgelassen wird.

Die Anzahl der Zwischenboden mit Dampfglocken und Flüssigkeitsstutzen kann beliebig gewählt werden; ihr Abstand voneinander kann 0,5 bis ι m oder mehr betragen, je nach dem Durchmesser der Kolonne und ihrer Leistung. Während des Betriebes einer solchen Kolonne läuft oben kontinuierlich die zu zersetzende Lösung ein, am unteren Ende wird kontinuierlich die zersetzte, schwefelfreie Lösung entfernt, und im Gegenstrom zu dieser Flüssigkeitsbewegung steigen die Dämpfe auf. Während in den einzelnen Abteilungen eine lebhafte Durchwirbelung zwischen der Flüssigkeit und den Dämpfen stattfindet, so arbeitet doch die Kolonne, als Ganzes betrachtet, nach dem Gegenstromprinzip. Hierdurch wird der spezifische Dampfverbrauch pro Tonne Schwefel auf ein Minimum reduziert. Er beträgt beispielsweise 1,51 pro Tonne Schwefel.

Die Abscheidung des elementaren Schwefels erfolgt bereits im oberen Teil der Kolonne bei Temperaturen, die noch unterhalb seines Schmelzpunktes liegen, und erst beim Herabwandern der Flüssigkeit in die tiefer gelegenen Abteile der Kolonne werden diese Schwefelteilchen geschmolzen, also in Tröpfchen übergeführt. Die anfängliche Ausscheidung festen Schweleis in körniger, sandiger Form ist aber bei der beschriebenen Anordnung ohne Nachteile, da in den einzelnen Abteilen der Kolonne eine sehr lebhafte Durchwirbelung der Flüssigkeit infolge der hindurchtretenden Dampfblasen stattfindet; eine Ablagerung des Schwefels in der Weise, daß eine Verstopfung der Flüssigkeits- oder Dampf durchgangswege eintritt, findet nicht statt.

In dem Schwefelsammeigefäß soll der abgeschiedene Schwefel genügend flüssig sein, damit er sich leicht am Boden vom Wasser trennt und in reinem geschmolzenem Zustand wasserfrei entfernt werden kann. Dazu genügt es, wenn in dem Sammelgefäß eine Temperatur von 120 bis 125 ° herrscht. Diese wiederum bedingt einen Dampfdruck von etwa 1,2 at. Die Höhe der Flüssigkeitsschicht von der Dampfeintrittsstelle bis zu ihrer Oberfläche ist abhängig von dem spezifischen Gewicht der zu zersetzenden Lösung ; sie beträgt z. B. bei einer ammoniakalischen Ammonpolysulfidlösung, deren spezifisches Gewicht nahezu gleich 1 ist, etwa 12 m.

Selbstverständlich kann auch bei der vorliegenden Anordnung ein Wärmeaustausch in der Weise stattfinden, daß die zur Zersetzung kommende Lösung, z. B. Polysulfidlösung, entweder durch die abziehenden und niederzuschlagenden Dämpfe vorgewärmt wird, oder daß hierfür die fühlbare Wärme der aus dem Schwefelsammelgefäß austretenden, 120 ° heißen zersetzten Lösung benutzt wird.

Das vorliegende Verfahren läßt sich z. B. mit großem Vorteil verwenden zur Zersetzung einer Polysulfidlösung, die gemäß der Patentschrift 042 in ihr suspendierte groß oberflächige Niederschläge zur Adsorption anorganischer oder organischer Verunreinigungen enthält.

Ferner ist es auch ohne weiteres möglich, eine stufenweise Zersetzungen der Lösungen vorzunehmen, wie sie in der Patentschrift 495 955 beschrieben ist. Die Zersetzung der Lösungen in zwei Stufen ermöglicht es, aus einer Verun-■einigungen enthaltenden Polysulfidlösung einen