CH444063A - Nouveau procédé de désionisation - Google Patents
Nouveau procédé de désionisationInfo
- Publication number
- CH444063A CH444063A CH893962A CH893962A CH444063A CH 444063 A CH444063 A CH 444063A CH 893962 A CH893962 A CH 893962A CH 893962 A CH893962 A CH 893962A CH 444063 A CH444063 A CH 444063A
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- exchanger
- anion exchanger
- carbon dioxide
- cation
- effluent
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 title description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 32
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 31
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical group OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 3
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000012458 free base Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 10
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 9
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 3
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 SO4-- Chemical class 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- DPEYHNFHDIXMNV-UHFFFAOYSA-N (9-amino-3-bicyclo[3.3.1]nonanyl)-(4-benzyl-5-methyl-1,4-diazepan-1-yl)methanone dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.CC1CCN(CCN1Cc1ccccc1)C(=O)C1CC2CCCC(C1)C2N DPEYHNFHDIXMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLDQAMYCGOIJDV-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(O)=C1O GLDQAMYCGOIJDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- UIAFKZKHHVMJGS-UHFFFAOYSA-N beta-resorcylic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1O UIAFKZKHHVMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229940083124 ganglion-blocking antiadrenergic secondary and tertiary amines Drugs 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003956 methylamines Chemical class 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWOFDIYIPNBWBG-UHFFFAOYSA-N n-benzyldodecan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCCCCCNCC1=CC=CC=C1 TWOFDIYIPNBWBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/14—Purification of sugar juices using ion-exchange materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J41/00—Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
- B01J41/04—Processes using organic exchangers
- B01J41/07—Processes using organic exchangers in the weakly basic form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J41/00—Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
- B01J41/08—Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
- B01J41/12—Macromolecular compounds
- B01J41/13—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/05—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D7/02—Preparation by double decomposition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
Nouveau procédé de désionisation
La présente invention se rapporte à un procédé d'élimination de substance ionisables à partir de liquides, notamment de solutions aqueuses, en mettant ces derniers séparément en contact avec certains échangeurs de cations et certains échangeurs d'anions au moyen d'un dispositif à désionisation inversée, en deux couches, reposant sur un échangeur d'anions faiblement basique dans une couche et un échangeur de cations faiblement ou fortement acide dans l'autre.
Les procédés de désionisation à lits uniques ou séparés, des types décrits jusqu'ici, n'ont pas eu un grand succès. La conséquence de ceci est que l'on a élaboré des procédés de désionisation dans lesquels on utilise des mélanges d'échangeurs d'anions faiblement basiques et d'échangeurs de cations faiblement acides, un exemple étant le procédé décrit dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2692244. Quand on utilise des lits mélangés de ce genre, il est en général nécessaire de séparer les échangeurs avant leur régénération, soit en retirant les résines de la colonne dans laquelle elles sont mélangées, soit en les stratifiant à l'intérieur de la colonne.
On a plus récemment élaboré un procédé pour régénérer les résines mélangées sans les séparer.
Bien que ces diverses techniques anciennes de désionisation par échange d'ions aient connu un succès croissant, leur utilité s'est révélée inférieure en ce qui concerne:
1. - Leur inaptitude à obtenir une utilisation totale de la capacité d'échange d'ions des résines, à des ni. veaux de régénération économiques.
2. - La nature changeante des approvisionnements en eau.
3. - Les propriétés physiques des résines, qui limitent leurs possibilités optimales en ce qui concerne les techniques courantes d'échange d'ions.
Ainsi, bien que les anciens procédés de désionisation de l'eau par échange d'ions soient encore ceux que l'on utilise le plus généralement, leur position dirigeante se trouve menacée par des procédés comme l'évaporation par détente brusque ou par d'autres procédés de distillation thermique, et ceci pour diverses raisons. L'une d'elles est que de nombreuses sources d'eau ont une salinité considérablement accrue en comparaison avec l'eau généralement traitée autrefois, et de nombreux procédés anciens à lits mélangés ou à lits multiples ne peuvent pas venir à bout économiquement du problème, lorsque la teneur en sel devient trop élevée.
Depuis l'élaboration des résines synthétiques échangeuses d'ions, commercialement accessibles il y a plus de dix ans, les techniques par échange d'ions ont constitué les procédés préférés pour le traitement des eaux, en raison de la pureté élevée qu'elles donnent. Ces traitements ont démontré qu'ils étaient tout à fait pratiques, parce que les eaux que l'on faisait généralement passer dans les colonnes de résine avaient une teneur totale en produits dissous relativement faible (désignée dans ce qui suit par STD ), mais les dépenses chimiques pour ce dispositif étaient très élevées par unité d'électrolyte éliminée.
I1 est de plus en plus nécessaire, à l'heure actuelle, d'utiliser des eaux à STD relativement élevé, et ceci a contribué encore plus aux difficultés qu'il y a à obtenir que les procédés courants d'échange d'ions fournissent un travail acceptable aussi économiquement que d'autres procédés, comme celui dans lequel on se sert d'évaporateurs.
La présente invention contribue sensiblement à la technique de l'utilisation des résines échangeuses d'ions pour désioniser des eaux, en améliorant considérablement les problèmes économiques du traitement des eaux à STD élevé. On peut réaliser ceci dans un dispositif à désionisation inversée, à deux couches, dans lequel on utilise une colonne d'échangeur d'anions et une colonne d'échangeur de cations. Dans une forme de réalisation préférée de ce dispositif, on fait d'abord passer l'eau à travers une couche d'échangeur d'anions faiblement basique, puis à travers une couche d'échangeur de cations faiblement acide.
Le nouveau procédé d'élimination de substances ionisables à partir de liquides est caractérisé par le fait qu'on fait passer les liquides à travers un échangeur d'anions faiblement basique, sous forme bicarbonate, de manière à transformer en bicarbonates correspondants tous les sels se trouvant dans les liquides; on fait passer l'effluent de cet échangeur d'anions, faiblement basique, à travers un échangeur de cations acide sous forme hydrogène pour éliminer les cations et libérer et chasser l'anhydride carbonique et on soutire l'effluent ainsi dégazé comme liquide désionisé.
On peut utiliser come échangeur d'anions solide la forme bicarbonate d'une résine échangeuse d'anions faiblement basiques, que l'on peut utiliser dans cette invenment sélective pour presque tous les anions courants, tels que S04--, C1-, etc.
Des exemples des résines échangeuses d'anions faiblement basique. que l'on peut utiliser dans cette invention, sont ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique No 2354671, No 2356151, No 2402384 et No 2675359. On peut aisément fabriquer certaines de ces résines en faisant réagir des phénols avec du formaldéhyde et une polyalkylèneamine. On fabrique un autre type de résine faiblement basique comme on le décrit dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2591574, en faisant réagir un polymère halométhylé rétifié, avec une amine primaire ou secondaire.
Des exemples d'échangeurs de cations utilisés dans cette invention sont ceux décrits dans les Brevets des
Etats-Unis d'Amérique No 2319359, 2333754, 2340110 et 2340111. Un échangeur de cations particulièrement préféré est celui qui a des groupes acide carboxylique dans la molécule, fabriqué par copolymérisation en suspension d'un mélange d'acide méthacrylique et de 3 à 10 /o environ de divinylbenzène. On peut se procurer ce type de résine dans le commerce sous le nom d' Am- berlite IRC-50) y à la Rohm & Haas Company, Philadel- phie, Pennsylvanie.
On peut utiliser de nombreux autres types bien connus d'échangeurs carboxyliques de cations, comme un copolymère de styrène et d'anhydride maléique, rétifié avec du divinylbenzène et hydrolysé, acide résorcyliqueformaldéhyde et d'autres de cette nature générale. On peut se servir de Zéolites de gels siliceux, ainsi que des résines sulfoniques et phosphoniques, bien que celles-ci ne puissent pas tre efficacement régénérées par CQ.
La présente invention est ilustrée par le dessin annexé, sur lequel:
La fig. 1 est une représentation schématique de l'invention, telle qu'elle est mise en pratique dans un procédé cyclique, et
la fig. 2 est une représentation schématique, montrant une unité de dégazage, que l'on peut utiliser dans le stade d'ions et de dégazage selon l'invention.
A la place des échangeurs d'ions solides décrits cidessus, il est également possible d'utiliser des échangeurs d'anions liquides, tels que ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 2870207 et 2955018. Il existe dans le commerce un certain nombre de substances servant à constituer de tels échangeurs d'anions, et que l'on pourrait utiliser. De telles substances à base d'amines primaires, secondaires et tertiaires, servant à constituer des échangeurs d'anions faiblement basiques, sont fournies sous les marques commerciales de Amber lite LA-1 , Amberlite LA-2) et Primène JM par la Rohm & Haas Company, à Philadelphie, Pennsylvanie. Des substances servant à constituer des échangeurs de cations liquides, faiblement acides, sont également connus.
D'une manière générale, les échangeurs d'ions liquides préférés, et que l'on peut utiliser, sont ceux qui dérivent d'une catégorie de principe comprenant une solution formée par un mélange d'amines principalement constituées de t-CnH2n+lLNHX, dans un liquide non miscible à l'eau, formule dans laquelle n est un nombre compris entre 1 1 et 24 et X est de l'hydrogène ou un groupe alkyle ou alkényle comprenant jusqu'à 14 atomes de carbone. Le poids moléculaire des amines est d'au moins 185 environ.
Parmi de telles amines primaires qui sont utilisables, il y a des composés ayant pour formules:
EMI2.1
dans lesquelles R est un groupe alkyle dans la gamme de C8 à C11 ou un mélange de groupes allyle dans lequel le nombre moyen d'atomes de carbone est compris dans cette gamme. Comme types d'amines secondaires que l'on pourrait utiliser dans une telle solution, il y a la dodécylbenzyl amine, le tertio-didécylbenzylamine et le dodécylbenzyl-di-n-butyl amine.
Avant de faire passer à travers les échangeurs d'ions l'eau brute à traiter, on carbonate avec du CO2 l'échangeur d'anions, sous forme de base libre. Ainsi, quand on fait passer l'eau dans une colonne de l'échangeur d'anions, les sels de l'eau sont transformés par les ions HCO3- de l'échangeur d'anions en NaHCO8 ou en bicarbonate de tous les cations présents. On fait passer l'effluent de ce traitement d'échange d'ions dans un lit de l'échangeur de cations, qui est sous forme hydrogène.
Sur la fig. 1 du dessin annexé, 1 renferme de l'eau saumâtre; 2 est un échangeur d'anions faiblement basique, sous forme HCO3-; 3 est un échangeur de cations, faiblement ou fortement acide; 4 est le stockage de CO2 comprimé; 5 est du vide; 6 est une conduite de gaz; 7 renferme la solution de sel usée: 8 représente un chauffage; 9 renferme CO2 +H2O et 10 l'eau désionisée
On a figuré en trait simple le circuit d'épuisement et en trait double le circuit de régénération.
Dans le but de faciliter l'expulsion de CO2, on peut chauffer l'effluent de la colonne d'échange d'anions et le faire passer dans l'échangeur de cations sous pression réduite; si ce gaz n'est pas expulsé, la perte en bicarbonate peut tre très élevée, particulièrement dans le cas d'échangeurs de cations faiblement acides, et il en résulte une capacité médiocre et, bien entendu, une médiocre désionisation. En fait, les divers stades de ce cycle cationique constituent une opération combinée d'échange d'ions et de dégazéification. Le fonctionnement de l'unité des cations de manière à réaliser la dégazéification pour éliminer le CO2 de l'eau, est facilité s'il se fait sous vide et il a pour conséquence une amélioration considérable de la capacité d'échange d'ions.
Une conception commode de l'installation sous vide est représentée par la fig. 2 du dessin. Sur cette figure, on a représenté en 1 I'entrée de l'eau alcaline (renfermant des bicarbonates); 2 est la colonne échangeuse de cations; 3 est le récipient à vide et 4 est la sortie de l'eau désalcalinisée.
Le stade de désionisation (épuisement) fonctionne avec un très bon rendement, des capacités relativement importantes avec des débits modestes étant obtenues pour chacun des échangeurs d'ions utilisés. Les pertes sont très faibles, de telle sorte que, pour une alimentation à 1000 millionièmes de NaCI, on obtient aisément une résistance d'approximativement 15 millionièmes (30000 ohms-cm).
Bien qu'il ait été question ci-dessus de l'utilisation d'échangeurs faiblement acides dans le premier stade du procédé, ce ne sont que des considérations économiques qui ont suggéré de les utiliser. Des résines fortement acides, comme celles décrites dans le Brevet des Etats
Unis d'Amérique No 2366007 par exemple, sont certainement utilisables à la place des échangeurs de cations faiblement acides En fait, le codeur de l'invention réside dans l'échangeur d'anions faiblement basique que l'on utilise, quoique pas tant en raison du type de l'échangeurs d'anions utilisé que dans l'utilisation de la forme bicarbonate de cet échangeur d'anions pour transformer les sels du liquide traité en leurs bicarbonates respectifs.
Dans le second stade du procédé, on peut rencontrer une perte considérable parce que le COB libéré par la réaction nuit à l'efficacité de l'échangeur de cations.
Dans le but de réduire au minimum l'action du CO2, l'unité d'échange de cations fonctionne de préférence sous vide, avec aspiration, à chaud ou en combinant ces agents. Le but de la chaleur et de la pression rdéuite est d'abaisser la solubilité de CO2 dans la phase aqueuse.
L'opération est de préférence effectuée en remontant, comme il est indiqué sur la fig. 1.
Le troisième stade du procédé consiste en une régénération de l'échangeur de cations, après sa réaction. On peut adopter diverses combinaisons. Dans le cas d'échangeurs de cations faiblement acides, la combinaison préférée consiste à se servir de CO2 sous pression pour régénérer la résine acide.
On fait passer l'effluent de cette réaction sur l'échange geur d'anions, sous vide ou à chaud, comme le montre la fig. 1.
Les exemples suivants montrent la manière dont fonctionne la présente invention.
Exemple 1
On introduit dans une colonne de 12,7mu de diamètre, 25 mol d'une résine échangeuse d'anions faiblement basique conformément à la description du Brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2675359, et on la transforme en forme bicarbonate en faisant passer sur la résine 10 volumes d'eau saturée de CO2. On fait ensuite passer sur la résine une solution de 1000 millionièmes de NaCI, avec un débit de 267 litres/m3/mn. On recueille trente fois le volume du lit avant de déceler une fuite quelconque de chlorure et on a recueilli 40 fois le volume du lit lorsque la fuite est de 10 O/o de l'effluent.
On fait passer l'effluent de cette réaction sur l'échanlit renfermant 25ml de résine échangeuse de cations, faiblement acide, sous forme hydrogène, fabriquée conformément à la description du Brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2340110 précité. Le passage est facilité par un vide de 508 mm de mercure, le débit étant de 267 l/m3/mn. La fuite est de moins de 5 o/o après que l'on a recueilli 30 fois le volume du lit et de 10 oxo quand on a recueilli 40 fois le volume du lit.
On régénère ces colonnes épuisées en faisant passer 5 fois le volume du lit d'eau saturée de CO2 (sous 10 atmosphères), de haut en bas dans le lit de résine échangeuse de cations maintenue sous une pression de 10 atmosphères, puis de bas en haut dans la résine échangeuse d'anions, sous un vide de 508 mm de mercure. On épuise ensuite les deux colonnes comme on Fa décrit dans les exemples 2 et 3. 30 fois le volume du lit, d'effluent désionisé, ont une résistance électrique de 60000 ohms-cm.
Exemple 2
On met en contact, dans une colonne d'extraction sous pression, 100 ml d'une solution à 10 o/o d'un mélange de tertio-alkyl (aliphatique primaire)-amines, principalement dans la gamme de C18 à C, avec de l'eau saturée de CO2 sous la pression de 15 atmosphères. On met ensuite en contact à contre-courant cet échangeur d'anions liquide avec une solution de 500 ppm de Nazi, dans la colonne d'extraction, sous la pression de 15 atmosphères.
Bien que les exemples précédents illustrent l'invention telle qu'on l'applique à de simples solutions aqueuses de sel ordinaire, elle est également applicable à des substances ionisables comme les sels de métaux alcalins, alcalino-terreux et de métaux lourds d'acides minéraux, comme les hydracides halogénés, les acides sulfurique, phosphorique et les acides organiques, comme les acides: formique, acétique, oxalique, succinique, malique et citrique. Elle est également applicable à la séparation de sels de cations organiques comme les ions amine et quaternaire, tels que les méthylamines et les bétaines.
D'une manière similaire, l'invention n'est pas limitée à la désionisation d'eau seule, mais elle peut tre également appliquée à la purification de solutions de substances organiques renfermant des impuretés polaires.
L'exemple suivant illustre son application à l'élimination de sels des solutions de sucre, à laquelle elle est particulièrement applicable en raison de l'objection des milieux acides pendant le raffinage du sucre.
Exemple 3
On recommence suivant le procédé de l'exemple 1, avec les modifications suivantes: on remplace la solution 1000ppm de NaCi par du jus de diffusion de betteraves à sucre, à 500 C. On fait passer dans les colonnes, comme on l'a décrit dans l'exemple 1, 10 fois le volume du lit du jus chauffé (pureté 86 o/o à la concentration de 14 Brix) et on mélange l'effluent et on l'analyse. La pureté du jus traité est de 95 O/o et il ne subsiste que 10 0/o seulement de la couleur primitive.
Claims (1)
- REVENDICATION I Procédé d'élimination de substances ionisables à partir de liquides, caractérisé par le fait qu'on fait passer les liquides à travers un échangeur d'anions faiblement basique, sous forme bicarbonate, de manière à transformer en bicarbonate correspondants tous les sels se trouvant dans les liquides; on fait passer l'effluent de cet échangeur d'anions, faiblement basique, à travers un échangeur de cation acide sous forme hydrogène, pour éliminer les cations et libérer et chasser l'anhydride carbonique et on soutire l'effluent ainsi dégazé comme liquide désionisé.SOUS -REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé par le fait que l'échangeur de cations est fortement acide.2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé par le fait que l'échangeur de cations est faiblement acide.3. Procédé suivant la revendication I, caractérisé par le fait que l'échangeur d'anions est constitué par une solution d'une amine primaire, secondaire ou tertiaire sous forme bicarbonate dans un liquide insoluble dans le liquide à traiter.4. Procédé suivant la revendication I et la sousrevendication 3, caractérisé par le fait que l'échangeur d'anions est constitué par une solution d'un mélange d'amines principalement constitué de t-CnH2n+NHX, sous forme bicarbonate, n étant, dans ladite formule, un nombre allant de 1 1 à 24 et X représentant de l'hydrogène ou un groupe alkyle ou alkényle dont le nombre d'atomes de carbone est compris entre 1 et 14 et dont le poids moléculaire est d'au moins 185.5. Procédé suivant la revendication I, caractérisé par le fait qu'il est cyclique et qu'on fait passer une solution aqueuse d'anhydride carbonique à travers un échangeur d'anions faiblement basique, sous forme base libre, de manière à transformer l'échangeur en forme bicarbo nate; on fait passer le liquide à désioniser à travers cet échangeur d'anions, de manière à transformer tout sel se trouvant dans le liquide en bicarbonate correspondant; on fait passer l'effluent de cet échangeur d'anions faiblement basique à travers un lit d'un échangeur de cations acide sous forme hydrogène, pour éliminer les cations et pour libérer et expulser l'anhydride carbonique; on soutire l'effluent ainsi dégazé comme liquide désionisé;on régénère l'échangeur de cations en faisant passer une solution aqueuse d'anhydride carbonique à travers le lit échangeur de cations, de manière à le ramener à sa forme hydrogène en éliminant les cations qui sont venus y adhérer, et on régénère l'échangeur d'anions en faisant passer l'effluent du stade de régénération de l'échangeur de cations à travers l'échangeur anionique, de manière à éliminer les sels qui sont venus y adhérer et on le ramène dans sa forme bicarbonate, tout excès d'anhydride carbonique sortant de cet échangeur d'anions étant ensuite utilisé pour régénérer le lit d'échange de cations.6. Procédé selon la revendication I et la sousrevendication 5, caractérisé par le fait qu'on a recours au vide par aspiration pour faciliter l'expulsion de l'anhydride carbonique passant à travers l'échangeur de cations.7. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'on chauffe l'effluent de l'échangeur d'anions pour faciliter l'expulsion de l'anhydride carbonique que l'on fait passer à travers l'échangeur de cations.8. Procédé selon la revendication I, et la sousrevendication 5, caractérisé par le fait qu'on chauffe les effluents respectifs, provenant respectivement de l'échangeur d'anions et de l'échangeur de cations, pour faciliter l'expulsion de l'anhydride carbonique des couches respectives.REVENDICATION II Application du procédé selon la revendication I et la sous-revendication 5, au traitement d'une solution de sucre pour en éliminer des corps colorés constituant les substances ionisables.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH992467A CH471746A (fr) | 1961-07-25 | 1962-07-25 | Nouveau procédé de préparation de bicarbonates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US126551A US3156644A (en) | 1961-07-25 | 1961-07-25 | Deionization process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH444063A true CH444063A (fr) | 1967-09-15 |
Family
ID=22425442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH893962A CH444063A (fr) | 1961-07-25 | 1962-07-25 | Nouveau procédé de désionisation |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3156644A (fr) |
| BE (1) | BE620638A (fr) |
| BR (1) | BR6241095D0 (fr) |
| CH (1) | CH444063A (fr) |
| DE (1) | DE1442467A1 (fr) |
| ES (1) | ES279413A1 (fr) |
| FR (1) | FR1329880A (fr) |
| GB (1) | GB1012928A (fr) |
| NL (1) | NL281359A (fr) |
| SE (1) | SE326164B (fr) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3317424A (en) * | 1963-03-01 | 1967-05-02 | Nalco Chemical Co | Demineralization of polar liquids, especially water |
| US3443889A (en) * | 1964-08-17 | 1969-05-13 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Method of synthesis of alkali metal salts |
| US3439027A (en) * | 1964-12-23 | 1969-04-15 | Marathon Oil Co | Production of aromatic carboxylic acids and their alkali metal salts |
| US3361518A (en) * | 1965-02-24 | 1968-01-02 | Sylvania Electric Prod | Method of preparing heteropoly acids |
| US3438891A (en) * | 1965-03-15 | 1969-04-15 | Nalco Chemical Co | Process for demineralizing polar liquids and for regenerating ion exchange resins |
| US3420773A (en) * | 1966-03-03 | 1969-01-07 | Ionics | Treatment of water |
| US3423311A (en) * | 1966-03-29 | 1969-01-21 | Rohm & Haas | Process for obtaining complete softening of waters where hardness exceeds alkalinity |
| US3531401A (en) * | 1968-01-23 | 1970-09-29 | Crane Co | Method of regenerating ion exchangers |
| US3618589A (en) * | 1970-03-16 | 1971-11-09 | Sybron Corp | Desalination process by ion exchange |
| US3617562A (en) * | 1970-05-08 | 1971-11-02 | Allen Cywin | Neutralization of ferrous iron-containing acid wastes |
| US3691109A (en) * | 1970-05-25 | 1972-09-12 | Marathon Oil Co | Process for regenerating resins of deionization system |
| US3617554A (en) * | 1970-06-02 | 1971-11-02 | Gulf Degremont Inc | Desalting and purifying water by continuous ion exchange |
| US4186174A (en) * | 1972-05-03 | 1980-01-29 | Eco Tec Limited | Process and apparatus for obtaining a more concentrated solution of a component using ion exchange beds |
| US3961981A (en) * | 1973-08-02 | 1976-06-08 | Rohm And Haas Company | Refining of sugar containing liquids by ion exchange |
| DE2735995C2 (de) * | 1977-08-10 | 1982-06-09 | Gerhard Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 4040 Neuss Quentin | Verfahren zur Reinigung technischer Zuckerlösungen |
| US4475772A (en) * | 1978-02-27 | 1984-10-09 | Wyoming Mineral Corporation | Process for recovering uranium and other base metals |
| FR2437868A1 (fr) * | 1978-10-02 | 1980-04-30 | Rohm & Haas | Procede de demineralisation par echange d'ions |
| US4329183A (en) * | 1980-05-30 | 1982-05-11 | Rohm And Haas Company | Decationization of aqueous sugar solutions |
| DE3109848A1 (de) * | 1980-09-25 | 1982-05-27 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum behandeln von abwasser |
| US4657752A (en) * | 1985-04-16 | 1987-04-14 | Phillips Petroleum Company | Process for preparing ferrous carbonate |
| ES2250633T5 (es) | 2001-04-12 | 2013-03-19 | Mitsubishi Shoji Foodtech Co., Ltd | Método de desalación de solución de azúcar y cambiador de aniones |
| US7297547B2 (en) * | 2004-10-05 | 2007-11-20 | Metara, Inc. | Analysis of metals in acidic solutions |
| US10040704B2 (en) | 2014-10-29 | 2018-08-07 | Dow Global Technologies Llc | Water treatment assembly including hyperfiltration module and cation exchange resin |
| US12259377B2 (en) | 2022-04-05 | 2025-03-25 | Saudi Arabian Oil Company | Detecting hydrocarbon fuels in lubrication oils |
| US12216041B2 (en) | 2022-05-31 | 2025-02-04 | Saudi Arabian Oil Company | Method to detect diesel in fluid samples using partially dissolvable cuvettes |
| US12427516B2 (en) | 2022-07-07 | 2025-09-30 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus for forming and testing inorganic salts |
| US12546759B2 (en) | 2023-03-30 | 2026-02-10 | Saudi Arabian Oil Company | Thin polymer film dissolved under tension to detect hydrocarbon fuels hidden in paraffin-based lubrication oils |
| US12298266B2 (en) | 2023-03-30 | 2025-05-13 | Saudi Arabian Oil Company | Changes in resistivity of mesh-patterned polymer thin films coated with conductive traces used to detect hydrocarbon fuels hidden in paraffin-based lubrication oils |
| US12517107B2 (en) | 2023-04-11 | 2026-01-06 | Saudi Arabian Oil Company | Detecting hydrocarbon fuels in lubrication oils |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2227520A (en) * | 1938-04-13 | 1941-01-07 | Permutit Co | Purifying water |
| US2855363A (en) * | 1953-07-20 | 1958-10-07 | American Water Softener Co | Water treatment |
| US2989370A (en) * | 1957-08-21 | 1961-06-20 | American Potash & Chem Corp | Production of potassium carbonate by anion exchange |
-
0
- BE BE620638D patent/BE620638A/xx unknown
- NL NL281359D patent/NL281359A/xx unknown
-
1961
- 1961-07-25 US US126551A patent/US3156644A/en not_active Expired - Lifetime
-
1962
- 1962-07-12 GB GB26877/62A patent/GB1012928A/en not_active Expired
- 1962-07-17 DE DE19621442467 patent/DE1442467A1/de active Pending
- 1962-07-18 BR BR141095/62A patent/BR6241095D0/pt unknown
- 1962-07-21 ES ES279413A patent/ES279413A1/es not_active Expired
- 1962-07-25 FR FR905072A patent/FR1329880A/fr not_active Expired
- 1962-07-25 CH CH893962A patent/CH444063A/fr unknown
-
1965
- 1965-11-24 SE SE15180/65A patent/SE326164B/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1442467A1 (de) | 1968-12-12 |
| NL281359A (fr) | |
| SE326164B (fr) | 1970-07-20 |
| ES279413A1 (es) | 1963-01-01 |
| BR6241095D0 (pt) | 1973-07-03 |
| FR1329880A (fr) | 1963-06-14 |
| GB1012928A (en) | 1965-12-08 |
| US3156644A (en) | 1964-11-10 |
| BE620638A (fr) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CH444063A (fr) | Nouveau procédé de désionisation | |
| US3618589A (en) | Desalination process by ion exchange | |
| JPH0757308B2 (ja) | 電気透析槽 | |
| WO2019180389A1 (fr) | Procede de demineralisation de lactoserum et lactoserum ainsi obtenu | |
| CN101121555A (zh) | 电去离子装置及其操作方法 | |
| JPS6111155A (ja) | 陽イオン交換体及び陰イオン交換体で液体を処理する方法及び装置 | |
| CH416478A (fr) | Procédé pour préparer de l'eau douce | |
| JP4157605B2 (ja) | 酸性ｐＨで安定でない物質を脱イオン化する方法 | |
| EP0106466B1 (fr) | Elimination des solutions aqueuses de sucre des matières extractibles par résine sulfonique en utilisant une résine acrylique échangeuse d'anion | |
| RU2205692C2 (ru) | Способ ионообменной очистки воды, содержащей органические вещества, с противоточной регенерацией ионообменных материалов | |
| RU2016637C1 (ru) | Способ получения сахара-песка из сахарных соков методом салдадзе | |
| GB2063094A (en) | Water purification by ion exchange | |
| US4718946A (en) | Selective removal of sulfonic resin extractables with acrylic anion exchange resins | |
| JP2853210B2 (ja) | 軟水製造装置 | |
| JP6718309B2 (ja) | アルコール含有液の精製方法及びアルコール含有液の精製装置 | |
| RU2036160C1 (ru) | Способ обессоливания воды | |
| JPH0372900A (ja) | 蔗糖液の精製方法及び処理設備 | |
| WO1998012356A1 (fr) | Procede de regeneration de resines echangeuses d'ions dans le processus de decalcification des jus de sucrerie | |
| Bloch et al. | Ion Exchange-Operation of Commercial Scale Plant for Demineralization of Cane Sirups and Molasses | |
| RU2389693C2 (ru) | Способ очистки высокоминерализованной воды | |
| Norman | Juice enhancement by ion exchange and adsorbent technologies | |
| RU2072325C1 (ru) | Способ обессоливания воды | |
| NORMAN | 9 Juice enhancement by ion exchange and adsorbent | |
| JP3765716B2 (ja) | 飲料用濃縮梅果汁の製造方法 | |
| JP2021029189A (ja) | 糖類の精製方法 |