DE959728C - Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Gelen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. MÄRZ 1957

St 7419 IVa/I2g

Bei der Herstellung wasserunlöslicher pulverförmiger Feststoffe ist es manchmal wichtig, die Verunreinigungen zu entfernen, um einen praktisch reinen Feststoff zu erhalten. Dies trifft besonders dann zu, wenn reine katalytisch wirksame Gele hergestellt werden sollen. Die Verunreinigungen werden in den Feststoffen zäh festgehalten und können durch Waschen mit Wasser nicht zufriedenstellend oder höchstens mit einer großen, praktisch undurchführbaren Zahl von Waschungen entfernt werden. Sogar bei Verwendung von entionisiertem Wasser ist die benötigte Wassermenge untragbar hoch. Zum Beispiel ist es bei der Herstellung von Kieselsäure-Tonerde-Katalysatoren aus Natriumsilikat schwierig, die letzten Natriumionen durch einfaches Waschen mit Wasser zu entfernen; gelingt es aber nicht, praktisch alle Natriumionen zu entfernen, so erhält man nur einen minderwertigen Katalysator zum Cracken von Kohlenwasserstoffen. Ebenso ist ao es bei der Herstellung von Zink-Tonerde-Spinell-Katalysatoren äußerst schwierig, die Sulfationen durch einfaches Waschen mit Wasser zu entfernen. Aus der USA.-Patentschrift 2 431 481 ist ein nichtkontinuierliches Verfahren zur Reinigung von feinteiligen Silikatgelen mit Kationenaustauschern

von gröberer Teilchengröße in wäßriger Aufschlämmung und zur anschließenden Trennung von Gel und Austauscher bereits bekannt.

Nach vorliegender Erfindung verwendet man Kationenaustauscher zur Entfernung von Kationenverunreinigungen und Anionenaustauscher zur Entfernung von Anionenverunreinigungen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.

ίο Nach vorliegender Erfindung behandelt man den wasserunlöslichen Feststoff, z. B. ein durch Zersprühen getrocknetes Katalysatorgel, zur Entfernung unerwünschter Ionen kontinuierlich mit einem entsprechenden Ionenaustauscher in einer wäßrigen Suspension, trennt von dem Austauscher hydraulisch ab, behandelt dann den verbrauchten Austauscher mit einem Regenerationsmittel und führt ihn wieder in den Arbeitsgang zurück. Bei dem eigentlichen Verfahrensvocgang muß der benutzte Austauscher eine andere, vorzugsweise größere Teilchengröße und/oder Dichte als das zu behandelnde Gut aufweisen.

Das in wäßriger Suspension zu behandelnde wasserunlösliche Gut und die festen Ionenaustauscherteilchen werden erfindungsgemäß in eine Mischzone eingeführt, die in offener Verbindung mit einer darüber befindlichen Trennzone und einer darunter befindlichen Reinigungs- und Absetzzone steht. Die Zonen haben verschiedene Durchmesser, um die Trennung des festen behandelten Gutes und der Ionenaustauscher zu erleichtern. In die Reinigungs- und Absetzzone wird Wasser eingeführt, das durch alle Zonen nach oben fließt und den behandelten Feststoff mit sich führt, während die Ionenaustauscher sich abwärts durch die Zonen bewegen. Eine wäßrige Suspension der behandelten Feststoffe fließt oben ab und gelangt in eine erste Trennzone, wo Wasser größtenteils aus der Suspension abgetrennt und vorzugsweise wieder in das Verfahren zurückgeleitet wird.

Bei dieser Trennung erhält man eine konzentrierter« Aufschlämmung des behandelten- festen Gutes, die man in eine zweite Trennstufe )°^;tet_; wo man die Feststoffe gewinnt und vorzugsweise trocknet und austrägt. Das Wasser aus dieser zweiten Abtrennstufe wird ebenfalls vorzugsweise in das Verfahren zurückgeführt.

Nach Durchleitung durch die Reinigungs- und Absetzzone wird der verbrauchte Ionenaustauscher mit einer Regenerationslösung gemischt, mit ihr regeneriert und dann zur Wiederverwendung in die Mischzone zurückgeführt. Erfindungsgemäß ist es so möglich, Gele herzustellen, die weniger als 0,1 °/o ionogener Verunreinigungen enthalten.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtung dargestellt.

ι ist das Hauptbehandlungsgefäß, das vier senkrecht übereinanderliegende Zonen, nämlich eine Absetzzone 3, eine Reinigungszone 5, eine Mischzone 7, in der das Absetzen erschwert ist, und eine Trennzone 9 umfaßt. Die Reinigungszone 5 und die Absetzzone 3 haben die Form eines Zylinders mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser und befinden sich unterhalb der Mischzone 7, wobei die Absetzzone unterhalb der Reinigungszone liegt. Die Mischzone 7 befindet sich oberhalb der Reinigungszone 5 und steht mit dieser in offener Verbindung. Die Mischzone ist ebenfalls zylindrisch, besitzt jedoch einen größeren Durchmesser als die Reinigungszone 5. Oberhalb der Mischzone und in offener Verbindung mit ihr, liegt die ebenfalls zylindrische Trennzone 9, die einen noch größeren Durchmesser als die Mischzone 7 hat. Das Gefäß ι hat kegelstumpffömiige Teile 10 zur Verbindung der Zonen 5, 7 und 9- miteinander; durch diese Abschrägungen wird das bei waagerechten Flächen sonst vorkommende Absetzen von Feststoffen verhütet.

Zur Durchführung des Verfahrens füllt man das Gefäß 1 mit einer wäßrigen Suspension des zu behandelnden und zu reinigenden wasserunlöslichen Gutes und der festen Ionenaustauscher bis zur Überlauflinie 11. In dem Gefäß 1 fließt Wasser mit verschiedenen Geschwindigkeiten in den verschiedenen Zonen aufwärts. Im ganzen gesehen, wandern die Ionenaustauscher abwärts, da sie mit größerer Teilchengröße und/oder größerer Dichte als die Teilchen des behandelten Gutes ausgewählt wurden, und die zu behandelnden Feststoffe werden aufwärts getragen, obwohl sich in der Zone erschwerten Absetzens die zu behandelnden Feststoffe und die Ionenaustauscher erneut miteinander vermischen.

Das zu behandelnde Gut kann ein durch Zersprühen oder auf andere Weise getrocknetes Katalysatorgel sein, dessen Teilchen eine Größe zwischen etwa 10 und 200 μ haben, wobei die Hauptmenge" aber kleiner als etwa 100 μ ist. Die festen Ionenaustauscher haben eine Teilchengröße von etwa 300 bis 200O_-M, bei etwa der gleichen Dichte wie die zu behandelnden Feststoffe. Das zu behandelnde Gut wird durch die Leitung Γ3 in ein Mischgefäß 15 eingeleitet und mit Wasser, das durch die Leitung 17 in das Gefäß 15 fließt, auf geschlämmt. Das f^efäß 15 ist mit einer Rührvorrichtung 18 oder anderen Mitteln zum Durchmischen seines Inhalts versehen. Die in dem Gefäß 15 hergestellte Aufschlämmung wird durch die Leitung 19 in den unteren Teil der Mischzone 7 eingeführt; wo sie mit den Ionenaustauschern in Berührung kommt und von ihren ionogenen Verunreinigungen befreit wird. Die Austauschreaktion in Zone 7 kann bei jeder Temperatur zwischen etwa ο und ioo° vor sich gehen. Höhere Temperaturen ermögliche einen schnelleren Austausch und bessere Reinigung. Eine Temperatur zwischen etwa 71 und 88° wird bevorzugt, es ist jedoch keine genaue Temperatursteuerung erforderlich.

Die Aufwärtsbewegung des Wassers in Zone 7 geht bei einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 3 bis 60 cm in der Minute vor sich. Die zu behandelnden Feststoffe und einige der festen Ionenaustauscher werden durch den Wasserstrom aufwärts in die Trennzone 9 geführt, wo die Fließgeschwindigkeit des Wassers infolge des

größeren Durchmessers dieser Zone auf etwa 1,5 bis 30 cm in der Minute herabgesetzt wird. In der Trennzone 9 trennen sich die Ionenaustauscherteilchen von den zu behandelnden oder zu reinigenden Feststoffen und sinken zurück in die Mischzone 7, während die zu reinigenden Feststoffe nach oben getragen werden.

Gegebenenfalls kann man zwischen dem oberen und unteren Ende der Trennzone 9 ein Siebfilter 21 anbringen, um die Abtrennung der behandelten Feststoffteilchen von den Ionenaustauscherfeststoffen zu erleichtern- oder zu unterstützen. Das Siebfilter kann ein waagerecht angeordnetes flaches Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,18 bis 0,85 mm sein, oder es wird, wie in der Zeichnung dargestellt, zur Vergrößerung der Filteroberfläche mit konzentrischen Ringfalten versehen.

Die abgetrennten gereinigten Feststoffe und das Wasser fließen von der Überlauflinie 11 durch die Leitung 23 und' die Pumpe 25 in einen Zyklonabscheider 27, wo die Feststoffe vom Wasser getrennt werden. An Stelle eines Zyklonabscheiders kann man auch ein Absetzgefäß oder andere Formen von Abtrennvorrichtungen verwenden. Eine eingedickte Aufschlämmung von den behandelten und gereinigten Feststoffteilchen wird vom unteren Ende des Zyklonabscheiders 27 abgezogen und durch die Leitung 29 zu einem Filter 31 geleitet, das in der Zeichnung als rotierendes Filter dargestellt ist; es können jedoch auch andere Formen von Filtern oder Trennvorrichtungen angewandt werden. Der Filterkuchen wird von dem Filter entfernt und durch die Leitung 33 in eine Trockenvorrichtung 35 beliebiger Art geleitet. Die getrockneten und gereinigten Feststoffe verlassen den Trockner 35 durch die Leitung 37 und können in ein Vorratsgefäß geschüttet werden.

Das Filtrat, das aus von Feststoffen freiem Wasser besteht, wird aus dem Filter 31 abgezogen und durch die Leitung 39 in den unteren Teil der Absetzzone 3 geleitet. Der größte Teil des Wassers fließt nach oben, ein kleiner Teil jedoch wird durch die Leitung 55 mit dem Austauscherharz abgezogen.

Wasser, das eine- kleine Menge der behandelten Feststoffe enthalten kann, verläßt den Zyklonabscheider 27 oben durch die Leitung 41 und wird vorzugsweise in einer Schlange 43 od. dgl. erwärmt. Ein Teil des so erwärmten Wassers strömt aus der Schlange 43 durch die Leitung 17 in das Gefäß 15 zum Aufschlämmen frischer Feststoffe für die nachfolgende Behandlung und Reinigung, so daß im Benandlungsgefäß 1 die gewünschte Temperatur aufrechterhalten wird. Zusätzliches Wasser kann der Anlage durch die in die Leitung 17 mündende Leitung 45 zugeführt werden. Der Rest des warmen Wassers aus der Schlange 43 wird durch die Leitung 47 in den unteren Teil der Reinigungszone 5 geleitet.

Die festen Ionenaustauscher werden nach ihrer Regeneration durch die Leitung 51 und einen oben offenen Stutzen 53 in den oberen Teil der Mischzone 7 eingeführt, wo sie mit der obenerwähnten Aufschlämmung der zu reinigenden festen Teilchen in Berührung kommen. Der Stutzen 53 ist ein Rohr mit engem Durchmesser, das sich durch die flüssige Mischung in der Trennzone 9 hindurch erstreckt, dessen oberes Ende über die Überlauflinie 11 hinausragt und dessen unteres offenes Ende mit dem oberen Teil der Zone 7 in Verbindung steht.

Die Ionenaustauscher, deren Teilchen so groß sind, daß sie nicht durch ein Sieb von etwa 0,3 mm Maschenweite gehen, sinken durch die Zone 7 in die Reinigungszone 5, wo sie von den mitgeschleppten Feststoffen durch Einwirkung des nach oben strömenden Wassers befreit werden, dessen Fließgeschwindigkeit in der Reinigungszone S etwa 30 bis 150 cm in der Minute beträgt. Die von anderen Bestandteilen befreiten Ionenaustauscherteilchen setzen sich in der Absetzzone 3 ab, in der das- aufwärts strömende Wasser eine Fließgeschwindigkeit von nur etwa 3 bis 45 cm in der Minute hat, die gerade noch ausreicht, um die Ionenaustauscherteilchen vor dem Absetzen zu einer dichten Schicht zu bewahren. In der Absetzzone 3 wird die wäßrige Aufschlär ·- mung der Ionenaustauscherteilchen konzentriert.

Die eingedickte Aufschlämmung der Ionenaustauscherteilchen wird vom Boden der Absetzzone 3 durch die Leitung 55 abgezogen und mit einer, für die Regeneration der Austauscherfeststoffe durch die Leitung 57 eingeführten Regienerationslösung in Berührung gebracht. Die regenerierten Feststoffe werden durch das Filter 59, das in der Zeichnung als rotierendes Filter dargestellt ist, von der Regenerationslösung abgetrennt; hierfür können jedoch auch Filter anderer Konstruktion benutzt werden. Die auf dem Filter abgesetzten Austauscherteilchen werden durch Besprühen mit Wasser aus der Leitung 61 gewaschen. In dieser Waschstufe verwendet man genügend Wasser, um die Regenerierlösung praktisch vollständig zu entfernen, und zwar etwa 1 bis 4 Raumteile Wasser auf ι Raumteil des verwendeten Harzes. Das FiI-trat aus Leitung 63 kann: vorher zugegeben werden. Zur Regeneration und zum Waschen der Ionenaustauscher können natürlich auch andere Verfahren Verwendung finden. Die regenerierten und gewaschenen Ionenaustauscher werden, wie oben beschrieben, durch die Leitung 51 nach dem Stutzen 53 zurückgeführt. Von Zeit zu Zeit kann man der Anlage durch die Leitung 52 eine kleine -Menge frischer Ionenaustauscher zusetzen, um unvermeidliche Verluste wieder auszugleichen. Die Leitung 5τ enthält vorzugsweise ein Förderband oder einen anderen mechanischen Förderer, z. B. einen Eimerbagger; gegebenenfalls kann man den Filterkuchen von Filter 59 auch in einem (hier nicht gezeigten) Gefäß mit Wasser aufschlämmen und als Aufschlämmung durch die Leitung 51 nach 53 pumpen.

Die Geschwindigkeit, mit der die Ionenaustauscher durch die Leitung 55 zur Regeneration abgezogen und durch die Leitung 51 zurückgeführt werden, hangt von der Menge der ionogenen Ver-

unreinigungen, die aus dem behandelten Gut entfernt werden sollen, und von der Austauschkraft des verwendeten Austauschers ab. Die Regenerations- und Rückführgeschwindigkeit der Austau-S scher sollte so hoch sein, daß die Austauschkraft der sich in Zone 3 absetzenden Austauscherteilchen nicht völlig erschöpft wird. Die Regenerationsund Rückführgeschwindigkeit der festen Austauscher kann auch als das Verhältnis der Austauscher ' zu den behandelten Feststoffen ausgedrückt werden. Dieses Verhältnis sollte so hock sein, daß die gesamte Austauschleistung des in das Gefäß 53 eintretenden regenerierten. Austauschers mindestens ebenso groß und vorzugsweise größer als die Menge der ionogenen Verunreinigungen ist, die aus den durch die Leitungen 13 und 19 in die Zone 7 geleiteten Feststoffen entfernt werden sollen. Verwendet man z. B. einen Austauscher mit einer Austauschleistung von etwa 2,2 chemischen Äquivalenten "je kg zur Behandlung eines sprühgetrockneten Gelkatalysators mit einem ionogenen Verunreiniguogsgehalt von etwa 0,22 chemischen Äquivalenten je kg, so sollte das Verhältnis des durch die Leitung 51 in den Stutzen 53 eintretenden regenerierten Austauschers zu dem durch die Leitungen 13 und 19 in die Zone 7 eintretenden Gelkatalysator mindestens 1:10 und vorzugsweise etwa 1:5 Gewichtsteile betragen.

Soll ein Kationenaustauscher verwendet werden, so bevorzugt man ein mit einer Säure regeneriertes Kationenaustauscherharz. Derartige Kationenaustauscherharze sind z. B. unter dem geschützten Handelsnamen »Amberlit« - Harze erhältlich. Zu diesen Harzen gehört beispielsweise ein sulfoniertes Polystyrolharz. Solche Austauscherharze erhält man auch durch Kondensation, von Aldehyden, wie Formaldehyd, mit Phenolen oder bestimmten Phenolsulfosäuren od. dgl. Auch andere Austauscher, z. B, mit Schwefelsäure behandelte Kohle oder Holz, Erdölabfallschlamm, Braunkohle od. dgl., können Verwendung finden, ebenso die sulfonierten Polystyrolharze. Diese Austauscher werden zur Regeneration in an sich bekannter Weise mit einer Lösung einer Säure, wie Schwefel- oder Salzsäure, und/oder eines Ammoniumsalzes, wie Ammoniumsulfat oder -chloridi, behandelt.

Bei der Reinigung kieselsäurehaltiger Gele mit Natrium als Verunreinigung in einer Kationenaustauscherstufe kaum die Regenerationslösung für das Kationenaustauscherharz z. B. aus Schwefelsäure in einer Konzentration von etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent bestehen, und die Menge der angewandten verdünnten Säure kann zwischen 1,04 und 8,3 1 je kg des Austauscherharzes betragen.

Soll ein Anionenaustauscher verwendet werden, So bevorzugt man ein hochmolekulares Harz, das basische Gruppen enthält, z. B. die aus Phenylendiamin und Formaldehyd hergestellten Aminharze. Die Anionenaustauscher werden vor ihrer Anwendung zur Entfernung der Anionen mit einer Base behandelt, um sie in die Hydroxydform zu bringen. Anionenaustauscherharze sind ebenfalls

z. B. unter dem geschützten Hamdelsnamen »Amberlite« im Handel erhältlich. So kann man nach vorliegender Erfindung z. B. stark basische Austauscherharze vom Typ der quaternären Amine, wie sie ,beispielsweise in der USA.-Patentschrift Nr. ² 591 573 beschrieben sind, verwenden. Auch andere geeignete Anionenaustauscherharze können benutzt werden.

Zur Regeneration von Anionenaustauscherharzen kann man bekanntlich eine Base, z. B. Natronlauge, verwenden. Weitere Regenerations lösungen für Anionenaustauscherharze sind oalcinierte Soda, Ammoniak oder ein Salz wie Natriumacetat, dessen Anionen in dem behandelten Gel unschädlich sind.

Die vorliegende Erfindung kann zur Reinigung von Kieselsäure- und Tonerdegelen und von Mischungen, wie Kieselsäure-T-onerde-Gelen, Kieselsäure - Magnesia - Gelen, Kieselsäure-Tonerde-Magnes'ia-Gelen usw. angewandt werden, die als Crackkatalysatoren oder als Katalysatoren für andere Verfahren wertvoll sind. Gegebenenfalls kann man den gereinigten Gelen noch andere katalytisch wirksame Zusätze entweder vor oder nach der Trocknungsstufe nach bekannten Verfahren einverleiben.

So enthalten z. B. nach bekannten Verfahren hergestellte Kieselsäure - Tonerde - Katalysatoren Natrium. Nach der Behandlung gemäß vorliegender Erfindung sinkt ihr Natriumgehalt auf weniger als etwa 0,05 Gewichtsprozent ab.

Im Kiesel'säure-Tonerde-Katalysator ist ein niedriger Natriiumgehalt wichtig, weil er eine bessere Stabilität zur Folge hat, durch die der Katalysator seine Wirksamkeit im Kohlenwasserstoff-Crackverfahren während eines langen Zeitraums und unter wiederholten Regenerationen beibehält.

Die vorliegende Erfindung eignet sich auch zur Reinigung von Zink-Tonerde-Spinell, bei dem sich das Sulfat (das von dem zur Herstellung des Spinells verwendeten Sulfatsalz herrührt) nur außerordentlich schwer durch einfaches Waschen, mit Wasser abtrennen, läßt. Die Sulfationen können durch die erfindungsgemäße Behandlung mit einem der obenerwähnten Anionenaustauscherharze. entfernt und dann der Austauscher mit Hydroxyl-, Acetat- oder anderen unschädlichen Anionen regeneriert werden. Der gereinigte Zink-Tonerde-Spinell, der. weniger als etwa 0,3 Gewichtsprozent Sulfat enthält, kann dann durch Zusatz von etwa bis 12 Gewichtsprozent Molybdänoxyd in einen ausgezeichneten Aromatisierungs- und Hydroformierungskatalysator umgewandelt werden.

Die vorliegende Erfindung eignet sich zur Behandlung von Oxyden oder Gelen von Aluminium, Magnesium, Zink, Chrom, Zirkon, Titan, Eisen, Beryll, Kupfer, Cobalt, Nickel u. dgl. sowie von Tonen, z. B. mit einer Säure behandelten Tonkatalysatoren.

Durch das nachstehende Beispiel soll die Erfindung noch weiter erläutert werden.

Ein Kieselerde-Tonerde-Katalysator mitetwa 13% Tonerde, .berechnet auf wasserfreien Zustand, wird

in an sich bekannter Weise wie folgt hergestellt: 2 Raumteile Natriumsilikat - (Na₂ 0 · 3,25 SiO₂)-lösung mit dem spezifischen Gewicht 1,21 werden mit ι Raumteil Schwefelsäurelösung vom spezifischen Gewicht 1,19 gemischt und 1 Raumteil Aluminiumsulfatlösung vom spezifischen Gewicht 1,31 zugesetzt. Innerhalb etwa 2 Stunden erstarrt die Mischung zu einem Hydrogel. Nach etwa ° 12 Stunden zerkleinert man, das Hydrogel in etwa 1,3 bis 5 cm große Stücke und behandelt diese mit 3 Raumteilen Ammoniaklösung, die etwa 3,4% Ammoniak enthält. Man läßt das Hydrogel etwa 3 Stunden lang in der Ammoniaklösung weichen, wonach der p_H-Wert der Mischung etwa 7 beträgt. Das mit Ammoniak behandelte Gel wird etwa 15 Stunden lang durch Perkolieren mit Wasser gewaschen, wobei insgesamt etwa 165 1 Wasser je kg trockene Kieselsäure-Tonerde-Gel verbraucht werden.

Durch das Waschen wird der Sulfatgehalt auf einen hinreichend niedrigen Stand von etwa 0,2 Gewichtsprozent (berechnet auf wasserfreien Zustand) gebracht; ein. Natriumgehalt von etwa 0,5 Gewichtsprozent, berechnet auf wasserfreien

as Zustand, bleibt jedoch in Form von Natriumhydroxyd erhalten. Dieser Natriumgehalt ist unerwünscht hoch; er würde jedoch infolge der zeolithähnlichen Eigenschaft des Gels durch weiteres Waschen nur geringfügig herabgesetzt werden.

Das gewaschene Hydrogel wird mit Wasser gemischt und durch eine Kolloidmühle geschickt, so daß eine glatte Aufschlämmung entsteht, die etwa 5 Gewichtsprozent Kieselsäure-Tonerde in Wasser enthält. Diese Aufschlämmung wird durch Versprühen zu einem mikrosphäroidalen Kieselsäure-Tonerdegel - Katalysator getrocknet, dessen Teilchen einen Durchmesser zwischen etwa 20 und 100 μ und einen Wassergehalt von etwa'15% haben sowie etwa 0,5 Gewichtsprozent Natrium enthalten, berechnet auf wasserfreien Zustand.

Der sprühgetrocknete Gelkatalysator wird nun zur Reinigung gemäß vorliegender Erfindung mit einer Geschwindigkeit von etwa 453 kg (berechnet auf wasserfreien Zustand) in der Stunde durch, die Leitung 13 in das Mischgefäß 15 eingeführt. Im Gefäß 15 wird der Katalysator mit dem durch die Leitung 17 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1420 1 in der Stunde eingeführten Wasser gemischt. Die erhaltene Aufschlämmung, die im Liter Was-

So ser etwa 320 g Gelkatalysator enthält, wird durch die Leitung 19 in den unteren Teil der Mischzone 7 geleitet, wo sie mit einem sulfonierten Polystyrolharz, dessen Teilchen eine Größe von 0,30 bis 0,85 mm haben, gemischt wird. Die Zone 7 besitzt eine Querschnittsfläche von etwa 0,35 m², und das Wasser strömt in Zone 7 mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 cm in der Minute aufwärts. Das Gel und ein Teil des zum Austausch benutzten Harzes werden durch den Wasserstrom nach oben in die Abtrennzone 9 gebracht. Zone 9 hat einen Querschnitt von etwa 3,5 m² (ohne den Stutzen 53, dessen Querschnitt etwa 0,09 m² beträgt), und das Wasser in ihr strömt mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 cm in der Minute aufwärts. In der Abtrennzone 9 wird das Harz von dem Gel abgetrennt und sinkt in die Zone 7 zurück.

Eine Aufschlämmung, die etwa 7,2 kg Gel auf 11 Wasser enthält, wird durch die Leitung 23 und die Pumpe 25 oben in den Zyklonabscheider 27 gedrückt. Eine eingedickte Aufschlämmung des Gels fließt von dem Abscheider 27 zum Filter 31. Der Filterkuchen aus Filter 31, der den Katalysator mit einem Sodagehalt von nur noch etwa 0,05 Gewichtsprozent, berechnet auf wasserfreien Zustand, enthält, wird zur Trockenvorrichtung 35 und von dort zu einem Vorratsbehälter geleitet. Das Filtrat aus Filter 31, 757 1 Wasser in der Stunde, wird durch die Leitung 39 in den unteren Teil der Absetzzone 3 geleitet. Wasser, das eine kleine Menge Gel enthält, verläßt den Abscheider 2γ durch die Leitung 41 und wird in der Heizschlange 43 auf etwa J7° erwärmt. Stündlich strömen etwa 757 1 Wasser aus der Schlange 43 durch die Leitung 17 in das Gefäß 15. Etwa 662 1 Wasser werden in der Stunde durch die Leitung 45 zur Ergänzung zugeführt. Der Rest des warmen Wassers aus der Schlange 43, etwa 4540 1 in der Stunde, fließt durch die Leitung 47 in den unteren Teil der Reinigungszone 5.

Ein sulfoniertes Polystyrolharz, dessen Teilchen eine Größe von 0,3 bis 0,85 mm haben, wird in regeneriertem Zustand durch die Leitung 51 in den Stutzen 53 geführt und von da mit einer Geschwindigkeit von etwa 68 kg (nasser Filterkuchen) in der Stunde in den oberen Teil der Zone 7 geleitet. Das Harz sinkt durch die Zone 7 in die Reinigungszone 5 herab, wo es durch das aufwärts strömende Wasser, das in Zone 5 eine Fließgeschwindigkeit von etwa 91 cm in der Minute hat, von dem mitgeschleppten Gel befreit wird. Der Querschnitt von Zone S beträgt etwa 0,093 m². Das gereinigte Harz setzt sich in der Absetzzone 3 ab, in der das Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 10,5 cm in der Minute aufwärts strömt. Der Querschnitt der Zone 3 beträgt 105. etwa 0,093 m². Eine Aufschlämmung des Austauscherharzes, mit etwa 0,36 kg Harz auf 1 1 Wasser, wird vom Boden der Zone 3 durch die Leitung 55 abgezogen und mit aus der Leitung 57 mit einer Geschwindigkeit von etwa 75 1 in der Stunde kornmender io°/oiger Schwefelsäure gemischt. Die Aufschlämmung des durch die Säure regenerierten Harzes wird in das Filter 59 geleitet, wo das Harz von der Regenerationslösung getrennt und durch einen Wasserstrahl aus der Leitung 61 gewaschen wird, wobei stündlich etwa 265 1 Waschwasser verbraucht werden. Die vereinigten Filtrate und verbrauchtes Waschwasser werden durch die Leitung 63 weggeführt und nicht mehr verwendet. Der gewaschene, feuchte Filterkuchen des regenerierten Austauscherharzes wird durch die Förderbandleitung 51 zu dem Stutzen 53 geleitet.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur kontinuierlichen Reinigung von in Wasser aufgeschlämmten, fein-

   teiligen Gelen mit Ionenaustauschern von körniger Form und zur anschließenden Trennung von Gel und Austauscher, gekennzeichnet durch ein Behandlungsgefäß (i) mit untereinanderliegenden Zonen (9, 7, 5) jeweils verringerten Querschnitts und einer an die letztere anschließende Absetzzone (3) gleichen Querschnitts, mit einer Leitung (19) zur Zuführung der Gelaufschlämmung aus einem Mischgefäß

   (15) in den unteren Teil der Mischzone (7) sowie einem Stutzen (53) für die Zufuhr des Austauschers in den oberen Teil der Mischzone (J), einem Rohr (23) zum Abziehen der Gelaufschlämmung aus dem oberen Ende der

   Trennzone (9) in Abtrennvorrichtungen (27, 31 j, aus denen Leitungen (41, 17, 47, 39) für die Rückführung des abgetrennten Wassers in das Mischgefäß (15) und den unteren Teil der Reinigungszone (5) und der Absetzzone (3) führen, sowie einer Leitung (55) zum Abziehen einer Aufschlämmung des Austauschers aus dem unteren Ende der Absetzzone (3) zu einer Regeneriervorrichtung (57, 59), aus der eine Förderbandleitung (51) zwecks Rückführung des regenerierten Austauschers in den Stutzen (53) führt.
2. 2. Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von aufgeschlämmten Gelen mit Ionenaustauschern von größerer Teilchengröße und zur-anschließenden Trennung von Gel und Austauscher in der Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser mit solcher Geschwindigkeit in die Zonen (7, 5, 3) des Behandlungsgefäßes (1) einleitet, daß die Gelteilchen in der Trennzone (9) aufsteigen, die Teilchen des Ionenaustauschers jedoch nach unten sinken, in der Reinigungszone (5) von mitgeschlepptem Gel befreit werden und als konzentrierte Aufschlämmung zwecks Regenerierung aus der Absetzzone (3) abgezogen werden, während die aus der Trennzone (9) abgezogene Aufschlämmung des gereinigten Gels vom Wasser getrennt und das Gel anschließend getrocknet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 431 481.

   H ierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © £(»618/462 9.56 (609 835 3.57)