166974. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos eljárás szuszpendált ferromágneses fém-katalizátorok eltávolítására folyékony reakciótermékekből,illetve a katalizátor megfelelő szemcsefrakciója kiválasztására, és/vagy előírt sajátságu fémoxidok kinyerésére szuszpenziókból

3 166974 4 zátorként ismételten alkalmazható, aktív, valamint a katalizátorként már inaktív hányad viszonylagos mennyisége esetről-esetre nagymértékben eltérő lehet. Ez az arány függ pl. a reaktánsoktól, a köztük végrehajtani kívánt reakciótól, a céltermék 5 előírt sajátságaihoz is igazodó reakcióparaméterektől, á katalizátor sajátságaitól, a reaktor geometriai és áramlási viszonyaitól. Előfordulhat, hogy az előnyösen nagy térsebesség mellett előírt konverziót (azaz a termékben pl. kellően kevés 10 reaktánst vagy mellékterméket) csak jelentős katalizátor-koncentrációval lehet biztosítani. Ez a körülmény arra vezet, hogy a reaktort elhagyó termékben szuszpendált katalizátor túlnyomórészben még aktív marad, és ez az aktív hányad 15 még előnyösen újra felhasználható. Az utóbbi tapasztalat más fogalmazásban: adott esetben a szükséges jelentős katalizátorkoncentráció kis fajlagos katalizátorfogyasztással jár együtt. A találmány célja a szuszpendált katalizátor és a 20 folyékony reakciótermék elválasztásának a célszerű megoldása. Célja továbbá a reakcióban (vagy akár más célra) ismételten felhasználható, aktív és a reakció során (akár a folyamat természetéből adódóan szükségszerűen, akár pl. gondatlan 25 eljárásmód következtében) inaktívvá vált katalizátorszemcsék elkülönítése, beleértve a megfelelő szemcsefrakció kiválasztását is. Az aktív-inaktív elválasztás és a megfelelő szemcsefrakció kiválasztása egy-egy folyamat fajlagos katalizátorfogyasz- 30 tásának csökkentése, az aktív katalizátor legkedvezőbb koncentrációjának fenntartása, a fölösleges katalizátorvisszavezetés elkerülése szempontjából jelentős. Célja továbbá a találmánynak a katalizátorként inaktív anyag-hányad egyéb célokra való 35 hasznosíthatóságának biztosítása, ezzel kapcsolatban — katalitikus folyamatoktól függetlenül is — fém-fémoxid keverékek elválasztása. Találmányunkkal megoldottuk a szuszpendált 40 katalizátorok egy jelentős csoportjának, mégpedig a ferromágneses katalizátoroknak az elválasztását. E katalizátorok inaktiválódott származékai paramágnesesek. Ugyancsak megoldottuk a ferromágneses fém és paramágneses fémoxid elválasz- 45 tást. Találmányunk értelmében a fém-fémoxid elválasztáson túlmenően a részecskeméret szerinti „válogatás" is megoldható, mert a mágneses tér és a részeőske közötti kölcsönhatás mértéke méretfüggő. Adott erősségű mágneses térben egy- 50 részt a részecskére ható erő abszolút nagysága arányos a részecske tömegével, másrészt, ha a részecske folyadékban van szuszpéndálva, a szolvátburok viszonylagos nagysága a részecskeméret növekedésével csökken, ezért áramló szuszpenzió- 55 ban az adott mágneses tér és adott áramlási sebesség esetén a ferromágneses részecske elmozdulásának sebessége (nagyság és irány szerint) függ a részecskemérettől. Azt találtuk, hogy kellően megválasztott mág- 60 neses térerősség alkalmazásával (amely térerősséget mind permanens mágnesekkel, mind elektromágnesekkel létrehozhatunk) könnyűszerrel elválaszthatunk egymástól ferro- és paramágneses részecskéket, egészen széles viszkozitás — (tehát kon- 6S centráció) — tartományú különféle oldatokból: a mágneses térerősség célszerű szabályozásával egyszersmind a technológiai szempontból értékes szemcsefrakciót is kiválaszthatjuk. Találmányunk lényege az, hogy az elválasztandó részecskéket is tartalmazó, áramló szuszpenzióra olyan mágneses teret alkalmazunk, amelynek erőssége (a geometriai értelemben vett tér egy-egy pontjában) időben változó, mimellett az elválasztandó kétfázisú közeget (szuszpenziót) egy vékony folyadékréteg alakjában áramoltatjuk a mágneses téren keresztül. A folyadékréteg vastagságát a mágneses térerősséggel összhangban állítjuk be, a mágneses teret pedig (a geometriai értelemben vett térben) úgy változtatjuk, hogy a folyadék áramlási sebességének abszolút értéke az említett rétegben megegyezzék, vagy legfeljebb kétszerese legyen az áramlással azonos, vagy vele tetszésszerinti szöget alkotó irányban eltolódó mágneses tér vándorlási sebessége abszolút értékének (az azonos térerősséggel bíró pont mechanikai értelemben vett eltolódási sebessége abszolút értékének). A folyadékréteg vastagságát úgy választjuk meg, hogy a réteg egészére teljesüljön az a feltétel, hogy a folyadékban szuszpendált és elválasztani kívánt szilárd részecskék elmozdulása — a viszkozitásra is figyelemmel — a mágneses térerősség irányában megtörténjék. Megjegyezzük, hogy - mivel találmányunk célja szuszpendált fémkatalizátorok és a szuszpendáló folyadék elválasztása, a reakciók természetéből adódóan a szóbanforgó szuszpenziók „hígak", bennük viszonylag kevés a szilárd anyag, másrészt ez utóbbi, mint katalizátor részecskemérete kicsiny - találmányunk körében a folyadék viszkozitását lényegében az oldat viszkozitása szabja meg, a viszkozitás gyakorlatilag független a szilárd anyag jelenlététől, tehát az az elválasztás során sem változik. Találmányunkat az alábbi példákon szemléltetjük, amelyek azonban az oltalmazni kívánt területet semmilyen szempontból nem korlátozzák. 1. Példa Nagynyomású hidrogénezésből származó 28 kg, 50 s% szorbitot és szuszpendált Raney-nikkel katalizátort tartalmazó (a hidrogénezés előtt a katalizátor szemcsemérete 45 és 15 m^ közötti volt), szobahőmérsékletű, 9 cP viszkozitású vizes oldatot táplálunk be az 1. ábra szerinti 1 csőcsonkon a 2 (oldalnézetben ábrázolt) vályúba, amelynek az áramlás irányára (a rajz síkjára) merőleges keresztmetszete 0,50 m2

. A 0,65 m • sec-1

lineáris sebességgel áramoltatott folyadék állandó nívóját a 3 túlfolyóval biztosítjuk. A folyadék áramlásirányával párhuzamos, függőleges síkokban 0,50 m sugarú 4 tárcsákat (az ábra csak egyetlen darabot tüntet fel) forgatunk, amelyek a folyadékkal érintkező felületükön 800... 1200 Oersted térerősséget adnak. A tárcsákból csak egy-egy 0,25 m szélességű körgyűrű hordozza az 5 korongalakú permanens mágneseket. A tárcsák vastagsága - a folyadékzáró burkolattal együtt — 2