DD289868A7 - Verfahren zur regeneration von trifluortrichlorethan - Google Patents

Abstract

Adsorptive Regeneration von Trifluortrichlorethan erfolgt abhaengig vom Verschmutzungsgrad mit unterschiedlichen OEl- bzw. Fettgehalten. Bei OEl- und Fettgehalten ueber 150 mg/l erfolgt die Reinigung in zwei Stufen. Die Vorreinigungsstufe wird in einem statischen Adsorptionsverfahren durchgefuehrt, und es werden Reinheiten unter 150 mg/l erhalten. Bei OEl- bzw. Fettgehalten unter 150 mg/l erfolgt die Reinigung des Trifluortrichlorethans auf Werte unter 25 mg/l in einer Adsorptionssaeule mit einem Laengen- zu Durchmesserverhaeltnis von 30 bis 75 und einer Durchstroemgeschwindigkeit von 0,02 bis 0,25 l/(cm2h). Als Adsorptionsmittel werden Aktivkohlen mit Korngroeszen zwischen 0,8 und 4 mm Durchmesser, einer hohen spezifischen Oberflaeche und einem vergleichsweise hohen Anteil an Makro- und Mesoporen verwendet.{Adsorption; Reinigung; Entfettungsmittel; Aktivkohle; Verunreinigung; OElgehalt; Fettgehalt; Regeneration; Reaktivierung; Halogenkohlenwasserstoff; Trifluortrichlorethan}

Description

Die Reinigung von vorgoroinigtom oder weniger stark verunreinigtem Trlfluortrichlorothan mit Öl- bzw. Fettgehalten unter 150mg/l auf Öl- bzw. Fettgehalte kleiner 25my/l erfordert durch Adsorption In einer Adsorptlonssöulo, deren Längen· zu Durchmesserverhältnis zwischen 30 und 75 liegt, bei Durchströmungsgesc'.windigkelten des Tri'luortrichlorethnns zwischen 0,02 und 0,25l/(cm 2 - h), wobei das Verhältnis von zu reinigendem Trifluortrichlorethan und eingesetzter Aktivkohle zwischen und 70 liegt und der Eintritt von Feststoffverunroinigungen in den Adsorber und der Austritt von Aktivkohleteilchen aus dem Adsorber durch vor- und nachgeschalteto Filter verhindert wird.

Die für die Reinigung des Trifluortrichlorethans in der Adsorptionssäule eingesetzte Aktivkohle wird bei Bedarf nach ihrer Beladung in der Adsorptionssäule entweder allein oder gemischt mit frischer trockenur Aktivkohle in de Vorreinigungsstufe benutzt.

Es war überraschend, daß die adsorptive Reinigung mit einer speziellen Aktivkohle mit sehr großer spezifischer Oberfläche und einem vergleichsweise hohen Moso- und Makroporenanteil gelingt, obwohl Aktivkohlen bekanntermaßen das Trifluortrichlorethan in hoiiem Maße und sogar schneller als öl- oder fettartige Substanzen adsoroieren. Trotz einer Beladung mit Trifluortrichlorethan ist die genannte Aktivkohle in der Lage gelöste Fette und öle in einem langsamen Adsorptionsvorgang zu binden. Hinweise zu einem derartigem Verhalten waren der Literatur zum Stande der Technik nicht zu entnehmen.

Die Regenerierung und Reaktivierung der beladenen Aktivkohle erfolgt durch Spülen mit Heißdampf von 120 bis 15O⁰C und anschließendem Erhitzen in einer Stickstoffatmosphäre bei 800 bis 900⁰C. Steht kostengünstig Aktivkohle zur Verfügung, so kann die Aktivkohle nach ihrer Beladung verworfen werden.

Ausführungsbuispielo

Die Erfindung wird nachfolgend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Allen drei Ausführungsbeispielen ist gemeinsam:

Zur regenerativen Aufbereitung von Trifluortrichlorethan wurden einfache transportable Apparaturen geschaffen, mit deren Hilfe unterschiedlich stark mit Fetten und Ölen belastetes Trifluortrichlorethan auf die in den einzelnen Stufen festgelegten Mindestöl- biw. Mindestfettkonzentrationen gereinigt werden kann.

Zum Einsatz kam eine aus Winklerasche hergestellte und bei 120°C getrocknete Aktivkohle mit einem Porenvolumen von 1,19cm³/g, sowie einem Porenanteil von 0,21 cm³/g für den Porenbereich 10 bis 50nm und von 0,28cm³/g für den Porenbereich größer 50nm und einer spezifischen Oberfläche von 1125m²/g. Die Körnung liegt im Bereich von 0,8 bis 1,6mm.

Zur Gewährleistung einer stets einwandfreien Reinigung wurde der Reservebehälter vor der Adsorptionskolonne auf 301 begrenzt, und das Adsoi ptionsmittel wird nach Durchlauf der im Reservebehälter befindlichen 301 gewechselt.

Zum Schutz vor Eintritt von Feststoffverunreinigungen in den Adsorber und Austritt von Aktivkohleteilchen aus dem Adsorber sind vor und nach der Adsorptionskolonne entsprechende Filter eingebaut. Die Durchlaufgeschwindigkeit wird durch eine Düse nach der Adsorptionskolonne eingestellt. Auf die Regeration der Aktivkohle wurde verzichtet.

Beispiel 1

Trifluortrichlorethan mit einer Verunreinigung von 4 200 mg/l Öl bzw. Fett wird durch 40stündigen Kontakt mit Aktivkohle auf 125mg/l vorgereinigt. Hierzu wird ein Siebbehälter mit 10kg der aus der Feinreinigung entnommen, schwach vorbelasteten Aktivkohle in einem Behälter mit 30I Trifluortrichlorethan gehängt. Zur Verbesserung des Entölungsprozesses wird der Siebbehälter zeitweise bewegt. Die Ausbeute an vorgeroinigtem Trifluortrichlorethan beträgt 90%. Bei der aufgeführten Verunreinigung handelt es sich um eine extrem starke Verunreinigung, die in dieser Art nur bei einer geringen Menge des insgesamt benutzten Entfettungsmittels auftritt.

Beispiel 2

Trifluortrichlorethan mit einer Verunreinigung von 130mg/l Öl bzw. wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,3 l/h durch eine Adsorptionskolonne von 40mm Durchmesser und 2800mm Länge geleitet. Die eingesetzte Menge Aktivkohle betrug 1,4 kg, die Menge des zu reinigenden Trifluortrichlorethans 301. Die Ausbeute des auf 24 mg/l Öl bzw. Fett ger^.nigten Entfettungsmittels betrug 90%.

Beispiel 3

Trifluortrichlorethan mit einer Verunreinigung von 147 mg/l Öl bzw. Fett wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,4 l/h durch eine Adsorptionskolonne von 40mm Durchmesser und 1400mm Länge geleitet. Die eingesetzte Menge Aktivkohle betrug 0,75kg, die Menge des zu reinigenden Trifluortrichlorethans 301. Die Ausbeute des auf 20mg/l Öl bzw. Fett gereinigten Entfettungsmittels betrug 93%.

Claims (2)

1. Verfahren zur Regeneration von Trifluortrichlorethan, dessen Öl- bzw. Fettgehalt nach einem Einsatz als Entfettungsmittel die für die weitere Benutzung zulässigen Konzontrationsgrenzen überschreitet, gekennzeichnet dadurch, daß die Regeneration adsorptiv an einer trockenen Aktivkohle mit einer Korngröße zwischen 0,8 und 4mm Durchmesjor und einem hohen Makro- und Mesoporenanteil erfolgt, wobei ungereinigtes Trifluortrichlorethan mit einem öl- bzw. Fettgehalt größer als ca. 150 mg/l durch statische Adsorption, deren Dauer vom Verschmutzungsgrad abhängig ist und durch Bewegung des Behälters mit der Aktivkohle im Trifluortrichlorethan unterstützt wird, auf Öl- bzw. Fettgehalte unter 150 mlg/l vorrjereinigt wird und Trifluoitricl 'orethan mit einem Öl bzw. Fettgehalt kleiner als 150 mg/l in einer Adsorptionssäule, deren Längen-zu Durchmesser Verhältnis zwischen 30 und 75 liegt, bei Durchströmgeschwindigkeiten des zu reinigenden Trifluortrichlorethans zwischen 0,02 und 0,25l/(cm 2 · h), wobei das Trifluortrichlorethan auf Öl- bzw. Fettgehalte kleiner 25mg/l gereinigt wird und das Verhältnis von zu reinigendem Trifluortrichlorethan und eingesetzter Aktivkohle zwischen 25 und 70 liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die in der Adsorptionssäule benutzte und beladene Aktivkohle zur Vorreinigung von stärker beladonem Entfettungsmittel eingesetzt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird angewandt bei der Regeneration von Trifluortrichlorethan, dessen Öl- bzw. Fettgehalt nach einem Einsatz als Entfettiingsmittel die für die weitere Benutzung zulässigen Konzentrationsgrenzen überschreitet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Entfettung von Apparaten, Rohrleitungen und Bauteilen erfolgt wegen der günstigen thermodynamischen und sicherheitstechnischen Kennwerte vorwiegend mit Trifluortrichlorethan. Aufgabenbedingt nimmt dieses Entfettungsmittel dabei zum Teil bedeutende Mengen von Fetten und/oder Ölen auf, die in gelöster Form im Trifluortrichlorethan vorble jn. Zur besseren Auslastung der Kapazität des Entfettungsmittels erfolgt die Entfettung in mehreren Stufen, wobei nur für die Endreinigung frisches Entfettungsmittel benutzt wird und die einzelnen Vorreinigungsstufen mit bereits gering- bis mittelstark belasteten Entfettungsmittelchargen durchgeführt werden. Auf diese Art wird als Endprodukt meist ein stark verunreinigtes Entfettungsmittel erhalten, dessen Wiederaufbereitung bisher nicht bzw. nur auf destillativen Weg mit je nach Aufwand unterschiedlichen Verlusten von 30 bis 70% des eingesetzten Produktes möglich war. In der Textilreinigung wird vorrangig Tetrachlorethylen als Reinigungsmittel eingesetzt. Es orfolgt eine geschlossene Kreislaufführung mit Regeneration. Die Entfernung von gelösten Substanzen erfolgt durch Azeotropdestillation. Teilweise im Regenerationsteil eingesetzte Aktivkohle dient hier lediglich der Beseitigung geruchsintensiver Substanzen, nicht der Entfernung von gelösten Ölen und Fetten (Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie Bd.9, S.263ff.). Da Halogenkohlenwasserstoffe zu den langfristig umweltbelastenden Stoffen gehören, ist die schadlose Beseitigung dc- M- bzw. fettverschmutzten Entfettungsmittels, sowie der bei der Destillation anfallenden RestfraKtionen schwierig und kostenaufwendig. Die destillative Aufbereitung ist bei Erreichen höherer Rückgewinnungsraten (größer 60%) energie- und kostenintensiv und lohnt nur dort, wo größere Mengen an verschmutzten Entfettungsmitteln anfallen. Dies ist jedoch euch in Großbetrieben der chemischen Industrie und des Anlagenbaus meist nicht der Fall. Aus diesem Grund werden die belasteten Entfettungsmittel gesammelt und erst bei Anfall einer größeren Menge aufbereitet. Hierzu sind zusätzlich Lager- und Transportkapazitäten erforderlich.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, bei der Regeneration von Trifluortrichlorethan, die Ausbeute zu erhöhen, die Produktqualität zu verbessern und gleichzeitig den energetischen und manuellen Aufwand für dip Wiederaufbereitung der verschmutzten Entfettungsmittel zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches es erlaubt, mit minimalem apparativen, energetischen, regeltechnischen und manuellen Aufwand bereits benutztes, mit Öl-und/oder Fettresten verunreinigtes Trifluortrichlorethan zu regenerieren, mit Ausbeuten an gereinigtem Produkt von etwa 90%. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein adsorptives Verfahren zur Regeration von Trifluortrichlorethan, in welchem Aktivkohle mit einem hohen Makro- und Mesoporenanteil und einer Körnung von 0,8 bis 4 mm Teilchendurchmesser verwendet wird. Stärker verunreinigtes Trifluortrichlorethan mit Öl- bzw. Fettgehalten über 150mg/l wird dabei durch statische Adsorption auf Öl- bzw. Fettgehalte unter 150 mg/l vorgereinigt, wobei das Kontaktieren von Aktivkohle und Trifluortrichlorethan durch Bewegen des Behälters unterstützt wird.