BE683464A - - Google Patents

Description

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  "Procédé amélioré pour le séchage de résines échangeuses d'ions et produits obtenus". 



   La présente invention concerne un procédé amélioré pour la régénération de résines échangeuses d'ions , qui sont utilisées comme desséchants. 



   Les desséchants formés par des résines échangeuses   d'ion* ,   qui se sont chargée d'eau, peuvent être régénérés en dirigeant un courant d'air sec chaud, habituellement une tempéra- ture de l'ordre de 100 à 150 C, à travers la résine pendant une 

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 période de temps suff!3anta pour enlever l'aau adso-b6o> Les périodes se mpG prolongées , n6ceDai3 ?ou: sécher le dessé- chant, et Z   7.Plt^Y': Ce 1. 1 if1s<:.alJ.ation =eJ.a#1<lem=n= C iâtE3l.13F3 qui . est ncessair0, :: :y,4x:...srr da 5éieux dèsa.vanragà;x d'un tel pro- T:4dë, 0"1. ;l1.:\'.ntAnant. découvert , et cette découverte forme la base de la présente invention, que l'évaporation peut être ac-   célérée   et réalisée de façon plus efficace par la présence d'un hydrocarbure halogéné formant azéotrope.

   Il est désirable que l'a- zéotrope formé ait un point d'ébullition à la pression atmosphéri- que de 50 à 165 C   L'azéotrope   bout de préférence à une températu- re de 85 à   125 C.   Les azéotropes ayant les points d'ébullition désirés sont formés par l'eau d'une résine échangeuse d'ions hu- mide et par un ou plusieurs hydrocarbures halogènes choisis parmi le 
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 'le tzichlorothylne,perchlorothylë:e; le ?,1,1--trichJ.orothana, le 1,1,2-tri;Éloroéthano, le 1, 1,1, 2-tëtzachloroLt?ane, le 1, 1, 2, 2-tétrachloro.thane, le tétrachlorure de carbone, le bichlorure d'éthylène, le bichlorure de propylène, le chloroforme et le 1,   2,3-trichloropropane.   



   On peut employer pratiquement toutes les résines échan- geuses d'ions dans le procédé de la présente invention. Cependant, àcause des caractéristiques améliorées de stabilité, il est dési- 
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 rable d'employer une résine échangeuse de cations . La résine ut'i- lisée -3at, de préférence, un copolymère de styrène et de divii1yl- 
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 benzène .ulfon6. --31-. an particulier 10$ r'sine sulfo'e5 qui ont 
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 été noutliaécs par un hydroxyd3 ou un carbonate de métal alcalin. 



   Dans la mise en oeuvra de l'invention, le mélange d'hy-   drocarbure   halogéné   et   do résina échangeuse d'ions chargée d'eau est maintenu à une température égale ou supérieure au point d'é- 
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 bulliti.on de l'azéotrope, et l'azéotropeêst séparé par distilla- tion.

   On utilise une quantité de 1'"ny#coca<bure halogéné au moine 
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 sùffis:'.t<3 por forme? un <:\zéotrc4,1 ,-: ,:c l'eau à séparer, et on poursuit la procédé de distillation jusqu'à ce que la résine 

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 échangeuse d'ions soit   séchée   au degré désiré, Le distillat d'azéotrope peut être condensé et l'hydrocarbure halogéné peut être récupéré en vue d'une nouvelle utilisation , par séparation des couchée d'eau et d'hydrocarbure halogéné essentiellement non miscibles du   condensat,   
L'hydrocarbure halogéné peut être mis en contact avec la résine échangeuse d'ions chargée d'eau , soit en faisant passer des vapeurs chauffées de l'hydrocarbure halogéné en contact avec la résine, soit par immersion de la résine dans l'hydrocarbure halogéné liquide.

   Dans l'un ou l'autre cas, l'eau présente eat séparée en maintenant le système au point d'ébullition de l'azé-      otrope ou au-dessus de ce point pour réaliser une distillation azéotropique. Lorsque les vapeurs chauffées d'hydrocarbure halogé- né sont amenées à passer en contact avec la réaine échangeuse d'ions chargée d'eau, la température nécessaire pour réaliser la distillation azéotropique peut être atteinte en prévoyant un temps suffisant pour que le système soit chauffé jusqu'à une tem- pérature égale ou supérieure au point d'ébullition de l'azéotrope. 



   Ou bien, le mélange de résine chargée d'eau et d'hydrocarbure halogéné peut être chauffé jusqu'à la température de distillation azéotropique requise par des moyens externes. A titre d'exemple de ce dernier procédé, la résine échangeuse d'ions à sécher peut être contenue dans une colonne ou un lit , que l'on chauffe par un ruban chauffant électrique. 



   Comme signalé précédemment, l'hydrocarbure halogène employé dans le procédé de la présente invention est avantageuse- ment choisi pour donner un azéotrope d'eau et d'hydrocarbure halogéné, ayant un point d'ébullition compris entre environ 50 et 165*C. Des azéotropes à point d'ébullition plus bas donnent un séchage inefficace tandis que des azéotropes à point d'ébulli- tion plus élevé peuvent provoquer une dégradation de la résine. 



   Le procédé do la présente invention est de préférence mis en oeu- vre à la pression atmosphérique ou sensiblement à une telle 

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 pression, suivant les   convenances,   bien que l'on   puisse   utiliser 
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 " ,'> r.... "...¯Î'A des pressions supérieures à la pression atmosphérique. 



   La quantité d'hydrocarbure halogéné que l'on utilise dépend   nécessairement   de la quantité d'eau se trouvant dans la ré-   aine à   sécher, de la quantité d'eau que l'on désire séparer et du type et de la forme de la résine échangeuse d'ions. On réalise un séchage maximum lorsque la distillation azéotropique cesse comme indiqué par un changement de la température à laquelle le distillat s'échappe et par l'abaence d'une couche d'eau dans le   condensât..' ;

      
On peut régénérer par le procédé de la présente in- vent ion n'importe quelle résine échangeuse d'ions , qui est uti-   lisée   comme desséchant , ou dans un procédé ayant pour résultat la sorption   d'eauparla   résine, pourvu que cette résine soit inerte vis-à-vis de l'hydrocarbure halogéné sous des conditions de séchage   utilisées .   



   Les exemples suivants décrivent des formes de réali- sation particulières de la présente invention. 



  EXEMPLE 1 
Une seotion d'un tube de verre , ayant un diamètre interne de 15,8 mm,est utilisée pour conatruire une colonne de séchage. Cette colonne est remplie jusque une profondeur de 76,3 cm, ce qui équivaut à 138 gr ,d'un copolymère de styrène-divinyl- benzène sulfoné sec, contenant 8% en poids de divinylbenzène, sous la forme de particules sphériques ayant des diamètres moyens de 
0,3 à/0,84 mm. On fait passer du chlorure de méthylène humide, contenant   0,144%   en poids d'eau , de haut en bas, à travers cette colonne à raison de 20,4 ml par minute par cm2.

   L'effluent du bas de la colonne contient environ   0,0002%   en poids d'eau , ce qui équivaut à une efficacité de séparation d'environ   99,8%.   Cette circulation est poursuivie à travers la colonne jusqu'à ce que la teneur d'eau de l'effiuent s'élève à environ   0,001%   en poids,   moment   auquel la circulation est arrêtée. L'eau totale séparée 

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 à ce moment est calculée et la quantité s'élève à 14,9 parties d'eau pour 100 parties en poids de résine sèche. 



   Un petit pot évaporateur est relié au fond de la co- lonne de séchage. On ajoute dans ce pot une quantité d'environ 500 ml de perchloroéthylène et on chauffe jusqu'au point d'ébulli- tion :les vapeurs étant admises à s'élever à travers la colonne de desséchant. Ces vapeurs chauffent le lit de résine jusqu'à une température suffisamment élevée pour permettre la séparation de l'eau sous la forme de vapeurs d'azéotrope d'ea-perchloroéthylè- ne, qui peuvent s'échapper par le haut de la colonne, Ce procédé est arrêté pendant une période de 4 heures , jusqu'à,ce que l'abser ce d'une couche d'eau dans le condensat indique l'arrêt de la formation d'azéotrope.

   Le pot évaporateur est alors enlevé et la capacité de la résine séchée est une fois de plus déterminée par passage de chlorure de méthylène humide à travers la colonne jusqu'à ce que l'eau dans   l'affluent   relevé à   0,001%   en poids. 



  On a trouvé que la capacité après la régénération de la vapeur de perchloroéthylène est d'environ 15,6 parties d'eau séparées par 100 parties en poids de résine sèche. 



   Ce procédé a été répété plusieurs fois, en utilisant la môme résine, avec des résultats similaires tels que Mesurés par des capacités comparables après chaque régénération. 



   Dans une autre expérience, la colonne de séchage à résine est entourée extérieurement d'un ruban chauffant électrique et la colonne est chauffée modérément durant le cycle de régénéra- tion. Ceci diminue la durée de la régénération et a pour résultat une accumulation moindre de pression dans l'évaporateur,une régénération totale de la résine étant réalisée en une période d'une heure et demie. 



   D'une manière similaire, on a utiliséd'autres hydrocar- bures   halogènes ,   notamment du trichloroéthylène et du   méthylchlo-     roforme   pour la régénération de desséchants formés par des   résines !   

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 échanbgeuses d'ions chargées d'eau, et ce en employant   le procède   de l'exemple précédent, On a trouvé que ces hydrocarbures   halogé-   nés sont efficaces de façon similaire pour séparer l'eau à partir du desséchant. 



   Les formes sodium et hydrogène de la résine utilisée dans l'exemple précédent ont également été employées dans le pro- cédé décrit ci-dessus , et ce avec obtention de résultats simi- hires. 



  EXEMPLE 2 
On a employé le procédé de l'exemple 1, sauf qu'on a placer la résine échangeuse d'ions humide dans un récipient con- tenant du trichloroéhtylène. Ce récipient contenant la résine humide immergée dans l'hydrocarbure   halogéné   est alors chauffé jusqu'au point d'ébullition de l'azéotrope de trichloroéthylène et les vapeurs azéotropiques d'eau-trichloroéthylène sont menées à une colonne de condensation. Après une heure et demie environ, la résine est enlevée et on trouve qu'elle est totalement régéné- rée en vue d'une nouvelle utilisation comme desséchant . 



   En résumé, il y a lieu de noter que le procédé de la présenté invention ne dépend pas de la solubilité de l'eau dans l'hydrocarbure halogéné. Au contraire, le procédé de la présente invention utilise un hydrocarbure halogéné qui est capable de for- mer un azéotrope à bas point d'ébullition qui, lors d'une con- densation ultérieure, se sépare en deux composés essentiellement non miscibles. De ce fait, dans le procédé de la présente inven- tion, la solubilité des composants présents, à savoir l'eau et l'hydrocarbure halogéné, n'est ni nécessaire ni désirable. 



   Test comparatif 
Pour des besoins de   comparaison ,   deux poids égaux d'une résine échangeuse d'ions chargée d'eau sont sèches par des procédés séparés, c'est-à-dire par régénération par passage   d'air-   chauffé   à   travers la résine et régénération par le procédé de      

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 la présente invention en utilisant du perchloroéthylène, On a utilisé dans les deux cas une température de régénération de 150 C. 



  La résine est pratiquement totalement séchée en une heure et de- mie lorsqu'on emploie le procédé de la présente invention, compa- rativement à une période de 4 heures et demie nécessaire pour atteindre la même quantité de séparation d'eau lorsqu'on utilise le procédé courant à air chaud. 



   REVENDICATIONS 
1. Un procédé pour sécher une résine échangeuse d'ions comprenant l'évaporation de l'eau adsorbée à partir de la résine tant une atmosphère chauffée, dans lequel l'évaporation est réali- sée en présence d'un hydrocarbure halogéné formant azéotrope.

Claims (1)

1. 2. Un procédé suivant la revendication 1, dans lequel l'hydrocarbure halogéné employé forme un azéotrope ayant un point EMI7.1 d'ébullition de 50 à 1650C à la pression atmosphériqlle.

   3, Un procédé suivant la revendication 2, dans lequel l'azéotrope aqueux bout à une température de 85 à 125 C.

   4. Un procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, dans lequel l'hydrocarbure halogéné employé est choi- ne EMI7.2 si parmi s trichloroéthylè9,eporchlorcéthylène, 1,1,1-trichloro- éthane, 1,1,2-trichloroéthane, 1,1,1,2-tétrachlorothano, 1,1,2,2-tétrachloroéthane, tétrachlorure de carbone, bichlorure chloroforme. EMI7.3 d'éthylène, bichlorure de propyléne,/1,2;3-trichloropropan< ou un mélange de deux ou plus de ces produits.

   5, Un procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, dans lequel la résine échangeuse d'ions séchée est un copolymère de styrène-divinylbenzène sulfon6.

   6. Un procédé suivant la revendication 5, dans lequel la résine sulfonée est neutralisée avec un hydroxyde ou un carbo- nate de métal alcalin.

   7. Un procédé de séchage d'une résine échangeuse d'ions <Desc/Clms Page number 8> tel que décrit ci-dessus , notamment dans les exemples donnés.

   8. Résines échangeuses d'ions , lorsqu'elles sont traitées par le procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7.