CZ280358B6 - Způsob oddělování aminoxidů z vodných roztoků - Google Patents

Abstract

K oddělování aminoxidů, zejména N-methylmorfolinoxidu z vodných roztoků, zejména z odpadních vod vznikajících při zpracování celulosy se roztoky uvádí ve styk s kationtoměničovou pryskyřicí, jejíž zakotvené skupiny sestávají z karboxylových skupin, aby se kationtoměnič aminoxidy zatížil, načež se zatížený kationtoměnič promyje a na aminoxidy se působí vodným roztokem slabé kyseliny s hodnotou pK.sub.a .n.větší než 3,0, aby se aminoxidy eluovaly.ŕ

Description

Způsob oddělování aminoxidů, zejména N-methoxymorfolinoxidu z vodných roztoků

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu oddělování aminoxidů, zejména N-methylmorfolinoxidu (NMMO) z vodných roztoků, zejména z odpadních vod vznikajících při zpracování celulosy, při kterém se roztoky uvádějí ve styk s kationtoměničovou pryskyřicí, aby se aminoxidy na kationtoměniči zachytily, potom se kationtoměnič promývá a aminoxidy se eluují.

Dosavadní stav techniky

Je známé vnášet celulosu do vodných roztoků aminoxidů, zejména N-methylmorfolinoxidu (NMMO) a vyrábět spřádátelné homogenní celulosové roztoky. Vysrážením těchto roztoků ve vodě se získají fólie, vlákna nebo výlisky na bázi celulosy. Při zpracování produktů odpadají odpadní vody, které obsahují až 4 % hmot. NMMO. Dříve než se mohou tyto odpadní vody vypustit, musí se obsažený NMMO dalekosáhle oddělovat.

Popsaný způsob je znám z SU-A-1 427 011. Při tomto způsobu se NMMO adsorbuje na silně kyselém kationtoměniči. Jako eluační prostředek se používá amoniakální vodný isopropylalkohol. Po eluaci se kationtoměnič musí opět kyselinou sírovou převést do kyselé formy.

Tato metoda je technicky a energeticky velmi náročná, protože vzniká směs amoniak-voda-isopropylalkohol obsahující NMMO, která se musí zpracovávat destilačně. Při tom se nejdříve oddělí prchavé součásti (amoniak a isopropylalkohol), potom se zbylý vodný roztok NMMO další destilací koncentruje na NMMO-monohydrát. Dále při regeneraci kationtoměniče vzniká silně kyselý roztok síranu amonného, který se musí neutralizovat amoniakem a potom odpařováním zpracovávat na pevný síran amonný.

Podstata vynálezu

Vynález si dává za cíl tyto nevýhody odstranit a dát k disposici způsob úvodem popsaného druhu, který se může provádět bez neutralizace a bez dělicích a regeneračních opatření náročných na energii.

Tohoto cíle se podle vynálezu dosáhne tím, že se při uvedeném způsobu použije kationtoměnič, jehož zakotvené skupiny sestávají z karboxylových skupin, a tím, že se na kationtoměnič obsahující aminoxidy působí vodným roztokem slabé kyseliny s hodnotou pK_a větší než 3,0, aby se aminoxidy eluovaly. Z eluátu se aminoxidy mohou oddělit destilací, přičemž se kondensované brýdy mohou opět použít jako eluační prostředek.

Ukázalo se, že způsob podle vynálezu se zvlášť dobře hodí zejména ke zpracování roztoků s až 4 % hmot. NMMO, protože umožňuje prakticky kvantitativní oddělení NMMO z vody.

-1CZ 280358 B6

Výhodná varianta způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se používá slabá kyselina, jejíž teplota varu leží pod 120 C. Jako takové přicházejí v úvahu zejména kyselina mravenčí nebo octová, které ve vodném roztoku jsou obsažené zejména mezi 8 a 15 % hmot. Jako vhodná se však ukázala i kyselina uhličitá, pokud je ve vodném roztoku v koncentraci mezi 2 a 20 % hmot., zejména mezi 10 a 15 %. hmot.

Ještě blíže se způsob podle vynálezu popisuje následujícími příklady. U zde uváděných procentických údajů se jedná o % hmot.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

100 ml slabě kyselého kationtoměniče s karboxylovými skupinami jako zakotvenými skupinami (Lewatit CNP 80 (základní skelet: polyakrylát); výrobce Bayer AG) se v průtokovém sloupci zatíží 5 objemy lože (OL), tj. 500 ml 1% vodného roztoku NMMO, přičemž průtoková rychlost je 10 OL/h. Potom se NMMO eluuje 10 OL vodného, 10% roztoku kyseliny octové a kationtoměnič se regeneruje a promyje se 15 OL vody (rychlost: 5 OL/h). V promývací vodě není známými metodami (titrací a HPLC) prokazatelný žádný NMMO.

Vznikající směs NMMO a kyseliny octové (1 000 ml) se za vakua 100x10²Pa zahřívá na 100 °C a oddestiluje se 950 ml. V destilátu se opět nachází 98 % použité kyseliny octové. Roztok NMMO se zkoncentruje na 10 %.

Příklad 2

Provedení jak popsáno v příkladu 1. Zatížení se provede 8 OL 0,5% roztoku NMMO. V promývací vodě není možno prokázat NMMO. Zpracování eluátu se provádí jak popsáno v příkladu 1. Směs NMMO-kyselina octová se zahustí na 50 ml, v destilátu se opět nachází 100 % kyseliny octové, koncentrace NMMO stoupá na 8 %.

Příklad 3

Provedení jako v příkladu 1. Zatížení se však provede 2 OL 4% roztoku NMMO a promytí 15 OL vody. V promývací vodě se neprokáže žádný NMMO.

Zpracování eluátu se provede jak popsáno v příkladu 1. Směs NMMO-kyselina octová se zahustí na 300 ml, potom se přidá 200 ml vody a tato směs se zahustí na 50 ml. V destilátu se nachází 97 % kyseliny octové, koncentrace NMMO stoupá na 16 %.

Příklad 4

100 ml slabě kyselého kationtoměniče s karboxylovými skupinami jako zakotvenými skupinami (Dowex CCR-2 (základní skelet.“ polyakrylát); výrobce: Dow Chemical) se v průtokovém sloupci zatíží 7 OL 1% vodného roztoku NMMO, přičemž průtoková rychlou, činí 10 OL/h. Potom se NMMO eluuje 10 OL vodného, 10% roztci

-2CZ 280358 B6 kyseliny octové, kationtoměnič se regeneruje a promyje 15 OL vody (rychlost: 5 OL/h). V promývací vodě není dostupnými metodami (titrace a HPLC) prokazatelný žádný NMMO.

Zpracování eluátu se provádí jako v příkladu 1. Směs NMMO-kyselina octová se zahustí na 80 ml; v destilátu se nachází 97 % kyseliny octové; koncentrace NMMO stoupá na 8,5 %.

Příklad 5

100 ml slabě kyselého kationtoměniče s karboxylovými skupinami jako zakotvenými skupinami (Duolite C 433 (základní skelet: polyakrylát); výrobce: Rohm a Haas) se v průtokovém sloupci zatíží 4 OL 1% vodného roztoku NMMO, přičemž je průtoková rychlost 10 OL/h. Potom se NMMO eluuje 10 OL vodného, 10% roztoku kyseliny octové, kationtoměnič se regeneruje a promyje se 10 OL vody (rychlost: 5 OL/h). V promývací vodě není přístupnými metodami (titrace a HPLC) prokazatelný žádný NMMO.

Zpracování eluátu se provádí jako popsáno v příkladu 1. Směs NMMO-kyselina octová se zahustí na 40 ml; v destilátu se nachází 100 % kyseliny octové, koncentrace NMMO stoupá na 10 %.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Způsob oddělování aminoxidů, zejména N-methoxymorfolinoxidu, z vodných roztoků, zejména z odpadních vod vznikajících při zpracování celulosy, při kterém se roztoky uvádějí do styku s kationtoměničovou pryskyřicí pro nasycení kationtoměniče aminoxidy, potom se nasycený kationtoměnič promyje a aminoxidy se eluují, vyznačující se tím, že se použije kationtoměničová pryskyřice, jejíž zakotvené skupiny sestávají z karboxylových skupin a na kationtoměnič, nasycený aminoxidy, se po eluci aminoxidů působí vodným roztokem slabé kyseliny s hodnotou pK_a větší než 3.0.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se použije slabá kyselina, jejíž teplota varu je nižší než 120 °C.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se jako slabá kyselina použije kyselina mravenčí nebo kyselina octová, přičemž kyselina je ve vodném roztoku obsažena zejména v koncentraci 8 až 15 % hmot.
4. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se jako slabá kyselina použije kyselina uhličitá, která je ve vodném roztoku obsažena v koncentraci 2 až 20 % hmot., zejména 10 až 15 % hmot.