BR112018012297B1

BR112018012297B1 - método para remover a contaminação iônica de um solvente orgânico hidrofílico, e solvente orgânico hidrofílico

Info

Publication number: BR112018012297B1
Application number: BR112018012297-1A
Authority: BR
Inventors: Kaoru Ohba; Kenji Takano; Masonori Iida; Shinnosuke Abe; Takashi Masudo; Osamu Kishizaki; Ryo Ishibashi; Yusuke Yamashita
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2021-02-02
Also published as: US11759774B2; WO2017116755A1; ES2877091T3; US20190009266A1; CA3009876A1; JP6857184B2; EP3397385B1; JP2019509882A; EP3397385A1; CN108430632A; JP2017119234A; BR112018012297A2

Abstract

Métodos para a remoção de contaminantes iônicos de um solvente orgânico hidrofílico por um leito misto de resinas de permuta iônica são descritos. Um leito misto de resinas de permuta iônicas com resina permuta iônica catiônica de ácido forte tipo gel com uma capacidade de retenção de umidade específica e resina de permuta iônica aniônica do tipo gel é usado em algumas modalidades de tais métodos.

Description

Campo

[0001] A presente invenção refere-se geralmente a métodos para remoção de contaminantes de solvente orgânico hidrofílico. Em particular, a presente invenção refere-se a métodos para a remoção de contaminantes iônicos metálicos e não metálicos de solvente orgânico hidrofílico usando um leito misto de resinas de permuta iônica.

Introdução

[0002] O solvente puro isento de contaminantes iônicos é necessário para muitos fins industriais, como para a fabricação de produtos farmacêuticos e materiais eletrônicos. Em particular, solventes orgânicos hidrofílicos com um nível bastante baixo de contaminantes de íons metálicos são necessários para processos de fabricação de semicondutores, porque a contaminação com íons metálicos afeta negativamente o desempenho de dispositivos semicondutores. Alguns solventes orgânicos hidrofílicos são úteis para processos de fabricação de semicondutores incluindo, por exemplo, álcoois e éteres, tais como propileno glicol metil éter (PGME). Portanto, quando solventes orgânicos hidrofílicos são usados em processos de fabricação de semicondutores, seria desejável que tais solventes tivessem um nível bastante baixo de contaminantes iônicos metálicos.

[0003] As resinas de permuta iônica foram utilizadas para a purificação de água através da remoção de contaminantes iônicos da água. Recentemente, essa tecnologia de permuta iônica tem sido aplicada na purificação de solventes orgânicos usados na fabricação de materiais eletrônicos. No entanto, acredita-se que o comportamento de contaminantes iônicos em solvente orgânico é diferente do seu comportamento em água devido às diferenças nas polaridades, de modo que a tecnologia para purificação de água usando resina de permuta iônica geralmente não é adequada para uso em a purificação do solvente orgânico diretamente.

[0004] Métodos anteriores para a remoção de íons metálicos a partir de solventes orgânicos foram divulgados. A Patente US 7.329.354 descreve um sistema para purificação de um solvente orgânico por resina de permuta iônica. JP5.096.907B divulga um método para remoção de impurezas aniônicas de um éster por resina de permuta aniônica fraca ou resina de permuta aniônica nas quais os grupos OH na resina de permuta aniônica são capeados e inativados. A Patente US 6.123.850 descreve um método para a purificação de líquidos orgânicos virtualmente anidros por uma resina de permuta catiônica baseada num copolímero de poliestireno-divinilbenzeno com teores bastante elevados (50-60%) de divinilbenzeno. JP2009057286A divulga um método para remoção de impureza catiônica do álcool por resina de permuta catiônica com 8% em peso ou menos de reticulação cruzada. A Patente US 5.518.628 descreve um método para remoção de contaminação iônica de uma solução orgânica usando um leito misto de resina de permuta iônica em que a resina de permuta aniônica de base forte do leito misto de resina de permuta iônica é modificada por um sal de amônio de um ácido orgânico fraco.

[0005] No entanto, esses processos são insuficientes para a remoção de contaminantes iônicos de solventes orgânicos para serem usados em aplicações que exigem um nível de pureza bastante alto. Portanto, novos processos para a remoção de altos níveis de contaminantes iônicos do solvente orgânico hidrofílico são desejados.

Sumário

[0006] A presente invenção proporciona processos para a remoção de contaminantes iônicos de um solvente orgânico hidrofílico, de tal modo que o solvente tem um nível bastante baixo de contaminantes iônicos. Em algumas modalidades, o processo utiliza um leito misto de resinas de permuta iônica compreendendo uma resina de permuta iônica catiônica de ácido forte tipo gel com uma capacidade específica de retenção de umidade (40 - 55% em peso) e uma resina de permuta iônica aniônica do tipo gel. Ao utilizar o leito misto de resinas de permuta iônica, podem ser obtidos solventes orgânicos hidrofílicos bastante puros com contaminantes iônicos metálicos e não metálicos de baixo peso molecular.

[0007] Portanto, um aspecto da invenção refere-se a um método para remover contaminações iônicas de um solvente orgânico hidrofílico que compreende contatar o solvente orgânico hidrofílico com um leito misto de resinas de permuta iônica compreendendo resinas de permuta iônica catiônicas e resinas de permuta iônica aniônicas, em que (a) as resinas de permita iônica catiônicas são resinas de permuta iônica catiônica de ácido forte na forma de hidrogênio (H) com uma capacidade de retenção de umidade de 40 a 55% em peso e (b) tanto as resinas de permuta iônica catiônicas como as resinas de permuta iônica aniônicas têm uma porosidade de 0,001 a 0,1 cm3/g, um tamanho médio de poro de 0,001 a 1,7 nm, e uma área de superfície de B.E.T. de 0,001 a 10 m2/g.

[0008] Outro aspecto da invenção refere-se a um solvente orgânico hidrofílico obtido pelos métodos aqui descritos, em que as concentrações de Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, Zn, Cu, Cr e Sn são cada, 0,1 ppb ou inferiores.

[0009] Em outro aspecto, a invenção refere-se a um método para remoção de contaminantes iônicos de um solvente orgânico hidrofílico, que compreende as etapas de (i) preparar um leito misto de resinas de permuta iônica compreendendo resinas de permuta iônica catiônicas e resinas de permuta iônica aniônicas, em que (a) as resinas de permuta iônica catiônica são resinas de permuta iônica catiônicas de ácido forte na forma de hidrogênio com uma capacidade de retenção de umidade de 40 a 55% em peso e (b) tanto as resinas de permuta iônica catiônicas como as resinas de permuta iônica aniônicas têm uma porosidade de 0,001 a 0,1 cm3/g, um tamanho médio de poro de 0,001 a 1,7 nm, e uma área de superfície de B.E.T de 0,001 a 10 m2/g, e (ii) contatar um solvente orgânico hidrofílico com o leito misto de resinas de permuta iônica.

Descrição Detalhada

[0010] Como utilizado ao longo deste relatório descritivo, as abreviaturas dadas abaixo têm os seguintes significados, a menos que o contexto indique claramente o contrário: g = grama (s); mg = miligrama (s); L = litro (s); mL = mililitro (s); ppm = partes por milhão; ppb = partes por bilhão; m = metro (s); mm = milímetro (s); cm = centímetro (s); min. = minuto (s); s = segundo (s); h = hora(s); °C = grau(s) C = graus(s) Celsius; vol% = porcentagem(ns) em volume; % em peso = porcentagem(ns) em peso.

[0011] Os métodos da presente invenção são geralmente aplicáveis a solventes orgânicos hidrofílicos. Em particular, os métodos são úteis para solventes próticos miscíveis em água, tais como solventes orgânicos hidrofílicos. Exemplos de solventes orgânicos hidrofílicos incluem, mas não se limitam a, álcoois, éteres e misturas destes. Exemplos de álcoois para os quais os métodos da presente invenção podem ser utilizados incluem metanol, etanol, propanol, i-propanol e misturas destes. Exemplos de éteres para os quais podem ser utilizados os métodos da presente invenção incluem éter propileno glicol mono metil éter (PGME),dipropileno glicol mono metil éter, dietileno glicol mono metil éter, dietileno glicol mono metil éter e misturas dos mesmos.

[0012] Os métodos da presente invenção utilizam um leito misto de resina de permuta iônica. Um leito misto de resinas de permuta iônica refere-se a uma mistura de resinas de permuta iônica catiônicas e resinas de permuta iônica aniônicas. As resinas de permuta iônica catiônicas usadas no leito misto de resinas de permuta iônica são resinas de permuta iônica catiônica de ácido forte na forma de hidrogênio (H), que incluem grupos de permuta catiônica ligados a moléculas de polímero que formam grânulos de resina. Exemplos de tais grupos de permuta catiônica de ácido forte na forma de H incluem ácidos sulfônicos. Um grupo de permuta catiônica de ácido forte na forma DE H, como um ácido sulfônico, libera facilmente um próton (H+) em troca de uma impureza catiônica no solvente orgânico hidrofílico. Os grânulos de resina das resinas de permuta catiônicas são um polímero com a forma normalmente esférica formado a partir de uma composição compreendendo estireno e divinilbenzeno. Assim, em algumas modalidades, uma resina de permuta catiônica de ácido forte na forma de H compreende ácido sulfônico ligado a moléculas de polímero formado a partir de uma composição compreendendo estireno e divinilbenzeno.

[0013] A capacidade de retenção de umidade das resinas de permuta iônica catiônicas usadas no leito misto de resinas de permuta iônica é de 40 a 55% em peso. A capacidade de retenção de umidade refere-se a uma quantidade de água em uma resina de permuta iônica quando a resina de permuta iônica está em um estado hidratado (intumescida em água). A capacidade de retenção de umidade varia com vários fatores, principalmente uma estrutura química da resina base (tipo estireno ou acrílico), graus de reticulação da resina base, tipo morfológico de resina base (tipo gel ou MR) e, tamanho de grânulos de resina de permuta iônica, população de grupos de permuta catiônica. Em algumas modalidades preferidas, a capacidade de retenção de umidade das resinas de permuta iônica catiônicas é de 45 a 50% em peso em um estado hidratado. Como usado aqui, a capacidade de retenção de umidade é calculada pelo seguinte método: um teor de água nas resinas de permuta iônica catiônicas é calculado pela comparação dos pesos da resina de permuta iônica antes e depois da secagem. A condição de secagem é a 105°C por 15 horas sob vácuo de 20 mmHg, seguida de resfriamento em dessecadores por 2 horas. O peso desengordurado após a secagem com base em uma resina de permuta iônica de estado hidratado é usado para determinar a capacidade de retenção de umidade com base na seguinte fórmula:Capacidade de Retenção de Umidade = (Peso da resina de permuta iônica hidratada - Peso da resina de permuta Iônica após a secagem) * 100/Peso da resina de permuta iônica hidratada

[0014] Uma resina de permuta iônica aniônica utilizada no leito misto de resinas de permuta iônica é de preferência uma resina de permuta iônica aniônica de base forte. A resina de permuta iônica aniônica possui grupos de permuta aniônica presos a grânulos de resina. Em algumas modalidades, a resina de permuta iônica aniônica de base forte compreende grupos trimetilamônio (denominados Tipo I) ou grupos dimetiletanolamônio (Tipo II) ligados a moléculas de polímero que formam grânulos de resina de permuta iônica aniônica. A resina de permuta iônica aniônica de base forte libera íons hidroxil (OH-) em troca de contaminantes aniônicos em um solvente orgânico hidrofílico. Os grânulos de resina das resinas de permuta iônica aniônicas são também um polímero com a forma normalmente esférica formado a partir de uma composição compreendendo estireno e divinilbenzeno. Assim, em algumas modalidades, uma resina de permuta aniônica de base forte compreende grupos trimetil amônio e/ou dimetil etanol amônio num grânulo de resina formada a partir de uma composição compreendendo estireno e divinilbenzeno. Embora a capacidade de retenção de umidade das resinas de permita iônica aniônicas não seja particularmente limitada, a capacidade de retenção de umidade é de 55 a 65% em peso quando medida como descrito acima, em algumas modalidades preferidas.

[0015] Os inventores da presente invenção descobriram que um leito misto de resinas de permuta iônica, como aqui descrito, pode remover metais de forma mais eficaz em comparação com um leito único de cátion, e que tais leitos mistos de resinas de permuta iônica incorporam uma resina de permuta iônica catiônica específica (i.e. resinas de permuta iônica catiônica de ácido forte tipo H com capacidade de retenção de umidade de 40 a 55% em peso) podem fornecer um solvente orgânico hidrofílico puro com menos contaminantes iônicos.

[0016] Como acima mencionado, um grupo de permuta catiônica de ácido forte na forma de H libera um próton (H+) em troca de uma impureza catiônica em um solvente orgânico hidrofílico. Os inventores da presente invenção descobriram que uma resina de permuta iônica catiônica de ácio forte na forma de H com capacidade de retenção de umidade de 40 a 55% em peso possui a maior capacidade de permuta iônica em um solvente orgânico hidrofílico. Quando uma resina de permuta iônica é intumescida em um solvente orgânico, uma maior quantidade de solvente hidrofílico pode permear no interior do grânulo de resina por causa do impedimento menos estérico. Como resultado, a frequência da reação de permuta iônica aumenta à medida que os grupos de permuta iônica localizados dentro da esfera também contribuem para a reação de permuta iônica. Em contraste, uma resina de estado mais denso permite uma menor permeação do solvente, e apenas os locais de permuta iônica superficiais localizados na superfície dos grânulos de resina contribuem para a reação de permuta iônica. Por outro lado, as resinas de permuta iônica aniônica de base forte usadas no leito misto liberam íons hidroxil (OH-) em troca de impurezas aniônicas. Os prótons liberados e íons hidroxil formam água (H2O) num solvente orgânico hidrofílico. Como um solvente orgânico hidrofílico tem uma forte afinidade com a água, a água formada é misturada com o solvente orgânico hidrofílico de tal modo que a água é removida da vizinhança do leito misto de resinas de permuta iônica. Na presença de prótons, uma reação de permuta catiônica não irá prosseguir de acordo com a teoria da reação de equilíbrio. Utilizando o leito de mistura de resinas de permuta catiônica de ácido forte e de permuta aniônica de base forte, os prótons são removidos de forma mais eficaz como água, de modo que mais impurezas iônicas sejam ligadas a resinas de permuta iônica no leito misto de resina de permuta iônica.

[0017] Tanto as resinas de permuta iônica catiônicas como as resinas de permuta iônica aniônica são resinas do tipo gel em modalidades da presente invenção. Como aqui utilizado, e como geralmente entendido no campo das resinas de permuta iônica, uma resina do tipo gel refere-se a uma resina que tem uma porosidade muito baixa (inferior a 0,1 cm3/g), um tamanho de poro médio pequeno (menos de 1,7 nm) e uma baixa área de superfície de B.E.T. (inferior a 10 m2/g). A porosidade, o tamanho médio do poro e a área de superfície de B.E.T. podem ser medidos pelo método de adsorção de nitrogênio mostrado em ISO 15901-2. Tais resinas de permuta iônica são distintas das resinas de permuta iônica do tipo macroporoso que possuem uma estrutura macrorreticular (resina de permuta iônica do tipo MR) e um tamanho de macro poro que é claramente maior que a porosidade das resinas de permuta iônica do tipo gel.

[0018] As resinas de permuta iônica tipo gel são preferidos para uso na presente invenção por alguns motivos:(1) uma resina de permuta iônica do tipo gel é facilmente intumescida pelo solvente orgânico hidrofílico porque tem menos reticulação do que as resinas de permuta iônica macroporosas ou macrorreticulares (MR) disponíveis comercialmente que são projetadas para alta estabilidade da morfologia; e (2) as impurezas iônicas contidas nas resinas de permuta iônica do tipo gel são geralmente inferiores às impurezas iônicas contidas nas resinas de permuta iônica do tipo MR. As resinas de permuta iônica utilizadas no leito misto de resinas de permuta iônica, as resinas preferencialmente possuem uma capacidade de retenção de umidade de 40 a 55 por cento em peso. Para resinas com alta capacidade de retenção de umidade (por exemplo, mais de 55% em peso), há um risco maior de lixiviação de orgânicos da resina de permuta iônica. Para resinas com menor capacidade de retenção de umidade (por exemplo, menos de 40% em peso), é difícil enxaguar os contaminantes da resina de permuta iônica usando um procedimento de enxágue típico, e a atividade dos grupos de permuta iônica é baixa devido ao alto impedimento estéreo no solvente orgânico hidrofílico.

[0019] A razão de resina de permuta iônica catiônica para resina de permuta iônica aniônica no leito misto de resina de permuta iônica é geralmente de 1:9 a 9:1 em razão equivalente de grupos de permuta iônica em algumas modalidades. De preferência, a razão é de 2:8 a 8:2.

[0020] Por vezes resinas de permuta iônica catiônicas e/ou resinas de permuta iônica aniônicas contêm impurezas metálicas provenientes do seu processo de fabricação. Tais impurezas metálicas podem sair das resinas e causar contaminação de íons metálicos no solvente processado. Sem pretender estar vinculado a qualquer teoria particular, os inventores acreditam que essas impurezas metálicas lixiviáveis se combinam com compostos orgânicos de baixo peso molecular que estão contidos nas resinas de permuta iônica como produto de reação lateral ou produto de resinas não reagido/não reticulado. Tal complexo composto metal-orgânico é mais facilmente dissolvido em um solvente orgânico tal que o composto orgânico carrega a impureza do metal num solvente orgânico. Portanto, os inventores acreditam que é desejável minimizar a quantidade de impurezas metálicas e/ou espécies lixiviáveis de compostos orgânicos de baixo peso molecular nas resinas de permuta iônica para diminuir o potencial de contaminação iônica no solvente a ser processado.

[0021] As impurezas metálicas contidas nas resinas de permuta iônica podem incluir Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, Zn, Cu, Sn e Cr. Para evitar a contaminação por íons metálicos das resinas de permuta iônica, o teor dessas impurezas metálicas em resinas de permuta iônica a ser utilizado em algumas modalidades da presente invenção são de preferência 10mg/Kg ou menos, respectivamente, com base no peso seco das resinas de permuta iônica. Mais preferivelmente, o teor destes íons metálicos é de 5 mg/Kg ou menos com base no peso seco das resinas de permuta iônica. Os teores dos metais pode ser analisado com ICP-MS após a amostra de resina incinerar (isto é, queimando as resinas de permuta iônica, dissolvendo a cinza remanescente em solução aquosa de ácido clorídrico, e analisando as concentrações de íons metálicos por ICP-MS).

[0022] Os teores de espécies lixiviáveis de compostos orgânicos de baixo peso molecular incluídos em resinas de permuta iônica podem ser avaliados pelo seguinte método. Primeiramente, a água ultrapura é continuamente fluída para uma coluna de resina de permuta iônica a 25 BV/Hr, então, os valores de TOC (carbono orgânico total) de entrada de água ultrapura (chamado UPW) e saída de UPW são medidos depois de 24 horas de fluxo. Então, a diferença, ou delta (Δ) valor TOC é calculada a partir dos dois valores TOC. O valor ΔTOC é calculado pela subtração do valor TOC de entrada do valor TOC de saída. Em algumas modalidades da presente invenção, o valor ΔTOC medido pelo método acima é de preferência 10 ppb ou menos. Mais preferencialmente, o valor ΔTOC é de 5 ppb ou menor. O TOC pode ser analisado por analisadores de TOC comercialmente disponíveis, utilizando técnicas conhecidas dos versados na técnica.

[0023] A resina de permuta iônica catiônica e a resina de permuta iônica aniônica originalmente contêm água (intumescida pela água em condição de equilíbrio com água). Nesta invenção, os teores de água na resina de permuta iônica catiônica e na resina de permuta iônica aniônica são reduzidos para 5% em peso ou menos, respectivamente (isto é, para cada resina) antes da utilização. Preferencialmente, os teores de água em resina de permuta iônica catiônica e resina de permuta iônica aniônica são 3% em peso ou menos em cada resina. Iniciar o leito de resina com resina seca pode economizar o tempo de solvatação da resina de permuta iônica e também minimizar o volume de solvente necessário para deslocar a água. Para diminuir o teor de água, a resina de permuta iônica catiônica e a resina de permuta iônica aniônica podem ser secas antes de entrar em contato com um solvente orgânico hidrolisável. Um aparelho de secagem e condições como temperatura, tempo e pressão para secagem de resinas de permuta iônica pode ser selecionado utilizando técnicas conhecidas dos versados na técnica. Por exemplo, as resinas de permuta iônica podem ser aquecidas em um forno a 60 a 120 °C por 1 a 48 horas em condições descomprimidas. O teor de água pode ser calculado pela comparação dos pesos da resina de permuta iônica antes e depois de aquecê-la a 105°C por 15 horas em um forno de vácuo menor que 20 mmHg, seguido de resfriamento em um dessecador por 2 horas.

[0024] Quando se contata um solvente orgânico hidrofílico com um leito misto de resina de permuta iônica, podem ser utilizados quaisquer métodos conhecidos para o contato de líquidos com resinas de permuta iônica. Por exemplo, um leito misto de resina de permuta iônica pode ser empacotado numa coluna e o solvente pode ser vertido do topo da coluna através do leito misto de resina de permuta iônica. A taxa de fluxo do solvente pode ser de 1 a 100 BV/h, preferivelmente de 1 a 50 BV/h. Como aqui utilizado, "BV" significa volume do leito, e refere-se a uma quantidade de líquido em contato com o mesmo volume de um leito misto úmido hidratado de resina de permuta iônica. Por exemplo, se forem utilizados 120 ml de um leito misto úmido hidratado de resina de permuta iônica, 1 BV significa que 120 ml de solvente orgânico hidrofílico é posto em contato com o leito misto de resina de permuta iônica. O 'BV/h' foi calculado pela taxa de fluxo (mL/h) dividida pelo volume do leito (mL).

[0025] A temperatura durante o contato de um solvente orgânico hidrofílico com um leito misto de resina de permuta iônica pode ser de 0 a 100 °C, preferencialmente de 10 a 60, mais preferencialmente de 20 a 40, em várias modalidades.

[0026] O solvente orgânico hidrofílico obtido inclui nível muito baixo de contaminações iônicas metálicas e não-metálicas. As contaminações podem incluir Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, Zn, Cu, Sn e Cr. As concentrações destas contaminações podem ser de 0,1 ppb ou menos, respectivamente, em várias modalidades. Portanto, solventes orgânicos hidrofílicos obtidos usando métodos da presente invenção podem ser úteis em aplicações que requerem um nível bastante alto de solvente puro, tal como para a fabricação de produtos farmacêuticos e materiais eletrônicos, e especialmente para uso em processos de fabricação de semicondutores.

[0027] Algumas modalidades da invenção serão agora descritas em detalhes nos Exemplos a seguir. Exemplos As seguintes resinas de permuta iônica foram utilizadas. Resina de permuta iônica mista

Resina de permuta iônica catiônica

Resina de permuta iônica aniônica

[0028] Exemplo comparativo 1: A resina de permuta catiônica forte DOWEX ™ MONOSPHERE™ 650 C UPW120 mL (94g) de DOWEX™ MONOSPHERE™ 650 C UPW de estado hidratado (MS650C UPW, resina de permuta catiônica forte do tipo gel) são carregados em uma coluna de Teflon com 20 mm de diâmetro interno e 500 mm de comprimento. O DOWANOL™ PM (PM) é fluído a 40mL/min por 3 horas para deslocamento de água com PM. Em seguida, a amostragem é iniciada, variando a taxa de fluxo.

[0029] Exemplo Comparativo 2: O leito de resina de permuta catiônica forte MS650C UPW é enxaguado com fluxo de PM. Depois de realizar o teste “Exemplo Comparativo 1”, a taxa de fluxo é reduzida e continua a alimentar PM a 2BV/h. Após 48 horas de fluxo a 2 V/h, a taxa de fluxo é aumentada para 16 BV/h e as amostras são retiradas. O volume de resina encolhe para aproximadamente 100mL no estado solvatado por PM para os exemplos comparativos 1 e 2.

[0030] Exemplo Comparativo 3: Resina de permuta catiônica fraca DOWEX™ MAC-3 Resina MAC-3 de estado hidratado (resina de permuta catiônica fraca do tipo gel) é carregada na coluna TEFLON com 20 mm para diâmetro interno e 500 mm para comprimento. Depois que a água é deslocada com fluxo de PM por 3 horas a 16BV/h, a primeira amostra de PM é retirada. O volume da resina expande para 150mL no estado solvatado por PM a partir de 120ml no estado hidratado.

[0031] Exemplo Comparativo 4: Leito de mistura seca de resina de permuta catiônica forte com alta capacidade de retenção de umidade e resina aniônica forte do tipo MR40ml de AMBERLYST™ 31 Úmida de estado hidratado (resina de permuta catiônica forte tipo gel) e 80 ml de AMBERJET™ 9000 OH hidratado (resina de permuta aniônica forte tipo MR) são misturados. ΔTOC é medido como 12,8 ppb após fluxo UPW de 2 horas a 25BV/h e 2,3 ppb após fluxo de 24 horas.

[0032] A mistura de resina é seca em forno a vácuo (60°C, 20 mmHg, 15 horas). Após 2 horas de fluxo de PM a uma taxa de fluxo de 16BV/h, a primeira amostra é retirada. Em seguida, outras amostras são coletadas, variando a taxa de fluxo. 120 mL do volume de resina hidratada encolhe para 96 mL no estado PM solvatado.

[0033] Exemplo Comparativo 5: Leito misto de resina de permuta catiônica forte do tipo MR e resina aniônica forte do tipo MR AMBERLITE 904Cl (resina de permuta catiônica forte na forma de Cl- do tipo MR) são convertidos para a forma OH pela seguinte maneira.500mL de AMBERLITE™ 904 Cl são carregados em uma coluna de aço inoxidável com 50mm de diâmetro e 800mm de comprimento. Uma solução aquosa de soda cáustica de 4% em peso é aquecida em tanque de temperatura controlada de 60deg.C. A solução de soda cáustica a 4% aquecida é fluída do topo da coluna a 10 BV/hora por 2 horas para converter a forma de cloro em forma de hidroxil. Então, a lavagem de fluxo de UPW é feita a 10BV/h por 2 horas à temperatura ambiente. A resina retirada da coluna é uma resina de permuta aniônica convertida em OH de estado hidratado.

[0034] Um leito misto é construído da seguinte maneira.40 ml de AMBERLYST™ 15 Úmida hidratado (resina de permuta catiônica forte na forma de H do tipo MR) e 80 ml de AMBERLITE™ 904 Cl convertido em OH de estado hidratado são misturados uniformemente. A razão de mistura de volume base acima da resina de permuta catiônica e da resina de permuta aniônica é de 1:1 numa razão equivalente. O ΔTOC da resina de mistura de estado hidratado é medido como 98 ppb após fluxo de UPW de 2 horas a taxa de fluxo de 25 BV/h e 30 ppb após fluxo de 24 horas. A resina de mistura é seca em estufa de vácuo (60°C, 20 mmHg) por 15 horas. A resina de mistura seca é carregada em uma coluna de Teflon com 20 mm para diâmetro interno e 500 mm para comprimento. O PM flui a uma taxa de fluxo de 16BV/h durante 2 horas. 120 mL de volume de resina hidratada encolhem para 108 mL no estado solvatado de PM. As amostras são coletadas, variando a taxa de fluxo.

[0035] Exemplo 1: Leito de mistura de resina de permuta catiônica forte MS650C UPW e resina de permuta aniônica forte AMBERJET™ UP4000A resina catiônica úmida hidratada MS650 C UPW e a resina aniônica úmida hidratada AMBERJET™ UP4000 são misturadas na razão de peso de 39:61 como 1:1 para a razão de peso equivalente. ΔTOC foi medido como 8,2 ppb após 2 horas de fluxo UPW a 25BV/h e 0,7ppb após 24 horas de fluxo UPW. Os teores de metal seco à base de resina na mistura de resina são medidos como 0,13 mg/kg para Na, 0,12 mg/kg para Al, 0,17 mg/kg para Ca, 1,44 mg/kg para Fe, 0,01 mg/kg para Cu.

[0036] 120mL da resina de mistura são carregados na coluna de Teflon com 20mm para o diâmetro interno e 500mm para o comprimento. O PM flui a 16 BV/h durante 3 horas para deslocar a água com PM, seguida de interrupção de fluxo durante uma noite. O volume da resina encolhe de 120mL no estado hidratado para 114mL no estado solvatado com PM. Então, a primeira amostra é tirada após 1 hora de fluxo a 16BV/h no dia seguinte. Outras amostras são tiradas, alterando a taxa de fluxo.

[0037] Exemplo 2: Resina de mistura AMBERLITE™ UP6040 (Resina seca) ΔTC da resina testada é medido como 1,9 ppb após 2 horas de fluxo de UPW a 25 BV/h e inferior a 0,1 ppb após fluxo de 24 horas de UPW.120 ml de AMBERLITE™ UP6040 de estado hidratado (1:1:mistura estequeométrica de resina de permuta catiônica forte e resina de permuta aniônica fraca) são secos a 105°C a 20 mmHg durante 15 horas. Os teores de metais de base da resina seca na resina de mistura são medidos como 0,18 mg/kg para Na, 0,12 mg/kg para Al, 0,18 mg/kg para Ca, 3,42 mg/kg para Fe, 0,00 mg/kg para Cu e 0,02 mg/Kg para Zn. A resina seca é carregada na coluna de Teflon e o PM é fluído durante 3 horas a 16BV/h para fins de solvatação, e interrompe o fluxo durante uma noite. O volume da resina expande para 131mL no estado solvatado por PM a partir de 125mL de estado hidratado. As primeiras amostras são coletadas após 1 hora de fluxo a 16BV/h no dia seguinte. Outras amostras são retiradas, alterando a taxa de fluxo.

[0038] Análise As concentrações de metais nas amostras de solvente são analisadas por ICP-MS (espectrometria de massa de plasma acoplado indutivamente), e os resultados analíticos são mostrados nas Tabelas 1 a 6. O nível de metal original (concentração) e a razão de elementos metálicos são variados por lote de solvente de alimentação.

[0039] A concentração de 1-metoxi-2-propanol (um componente principal em PM) é avaliada com GC-FID (Cromatografia gasosa - detector de ionização por chama) e os resultados são mostrados nas Tabelas 1 a 6. Definição de pureza é a % de área de 1-metoxi-2 propanol. Tabela 1 Resultados da avaliação (Exemplos Comparativos 1 a 2)

Tabela 2 Resultados da avaliação (Exemplos Comparativos 3)

Tabela 3 Resultados da avaliação (Exemplos Comparativos 4)

Tabela 4 Resultados da avaliação (Exemplos Comparativos 5)

Tabela 5 Resultados da avaliação (Exemplo Inventivo 1)

Tabela 6 Resultados da avaliação (Exemplo Inventivo 2)

Claims

1. Método para remover a contaminação iônica de um solvente orgânico hidrofílico, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender: (a) contatar o solvente orgânico hidrofílico com um leito misto de resinas de permuta iônica compreendendo resinas de permuta iônica-catiônicas e resinas de permuta iônica-aniônicas, em que: (b) as resinas de permuta iônica catiônicas são resinas de permuta iônica catiônicas de ácido forte na forma de hidrogênio (H) com uma capacidade de retenção de umidade de 40 a 55% em peso, e (c) tanto as resinas de permuta iônicas catiônicas quanto as resinas de permuta iônicas aniônicas têm uma porosidade de 0,001 a 0,1 cm3/g, um tamanho médio de poro de 0,001 a 1,7 nm, e um área de superfície de B.E.T. de 0,001 a 10 m2/g.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o leito misto de resinas de permuta iônica apresentar 10 ppb ou menos de carbono orgânico total medido pelo seguinte método lavar o leito misto de resinas de permuta iônica com 25 volumes de leito (BV) de água ultrapura por 24 horas; e depois analisar o carbono orgânico total da água ultrapura.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o teor de Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, Zn, Cu, Cr e Sn nas resinas de permuta iônica catiônicas e resinas de permuta iônica aniônicas fortes na forma de H ser cada qual de 10 mg/kg ou menos com base no peso seco das resinas de permuta iônicas.

4. Solvente orgânico hidrofílico, obtido pelo método definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a concentração de Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, Zn, Cu, Cr e Sn no solvente orgânico hidrofílico depois de contatar com o leito misto de resinas de permuta iônica é de 0,1 ppb ou menos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as resinas de permuta aniônica serem resinas de permuta de íon aniônico de base forte.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o método compreender ainda: (iii) enxaguar o leito misto de resinas de permuta iônicas em 30 a 50 volumes de leito (BV) do solvente orgânico hidrofílico sob uma taxa de fluxo de 1 a 50 BV/H, e a etapa (iii) ser realizada entre as etapas (i) e (ii).