DD254199B5 - PROCESS FOR CLEANING WAFERRIGER N-METHYLMORPHOLIN N-OXYD SOLUTIONS - Google Patents

PROCESS FOR CLEANING WAFERRIGER N-METHYLMORPHOLIN N-OXYD SOLUTIONS Download PDF

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Christoph Dr Dipl-Chem Michels
Peter Dipl-Chem Malitzke
Horst Dr Dipl-Chem Mertel
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Thueringische Faser Ag Schwarz
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    • 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

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, wäßrige NMMNO-Lösungen dadurch zu reinigen, daß man sie durch Vakuumdestillation auf ca. 86Ma.-% NMMNO einengt und das ausfallende Monohydrat in Aceton umkristallisiert (US-PS 3447939). Diese Methode ist sehr zeit- und energieaufwendig und gestattet Rückgewinnungsquoten nur bis maximal 85%.It is known to purify aqueous NMMNO solutions in that they are concentrated by vacuum distillation to about 86Ma .-% NMMNO and recrystallized the precipitated monohydrate in acetone (US-PS 3447939). This method is very time and energy consuming and allows recovery rates only up to 85%.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in einem vereinfachten Verfahren zur Reinigung von wäßrigen NMMNO-Lösungen mit geringem Zeit- und Energieaufwand.The object of the invention is a simplified process for the purification of aqueous NMMNO solutions with a low expenditure of time and energy.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Beseitigung der o.g. Mängel durch die Erarbeitung eines Verfahrens zur Reinigung von wäßrigen NMMNO-Lösungen durch Behandeln mit Austauscherharzen.The object of the invention is to eliminate the o.g. Deficiencies through the development of a process for the purification of aqueous NMMNO solutions by treatment with exchange resins.

Beim Lösen von Cellulose in N-Methylmorpholin-N-oxid-Monohydrat entstehen in Abhängigkeit von der Zeit und Temperatur intensiv gefärbte Abbauprodukte, die das Fällbad in unerwünschter Weise dunkel färben. Die Konzentration der Abbauprodukte ist sehr gering und läßt sich quantitativ durch spektroskopische Methoden erfassen.Upon dissolution of cellulose into N-methylmorpholine-N-oxide monohydrate, intensively colored degradation products, which darken the precipitation bath in an undesired manner, are formed as a function of time and temperature. The concentration of the degradation products is very low and can be quantified by spectroscopic methods.

Bestimmt wurde der Extinktionsmodul, das Produkt aus Extinktionskoeffizient und Konzentration der Verunreinigungen mit einem SPEK0L11 (Firma Carl Zeiss Jena) beieinerWellenlängevon450 um. Die Moduli zwischen verunreinigter und gereinigter Lösung unterscheiden sich um den Faktor von ca. 5-50 und gestatten damit eine ausreichende Klassifizierung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Specifically, the extinction modulus, the product of extinction coefficient and impurity concentration, was measured at 450 wavelengths with a SPEK0L11 (Carl Zeiss Jena). The moduli between contaminated and purified solution differ by a factor of about 5-50 and thus allow a sufficient classification of the method according to the invention.

Erfindungsgemäß wird die Reinigung erreicht, indem 5-60Ma.-% NMMNO enthaltende Lösungen mit einer Geschwindigkeit von 5-30cm/min und einer Temperatur von 10-60°C mit Styren-Divinylbenzen-Copolymerisat gefüllte Austauschersäulen passieren. Diese enthalten in der ersten Stufe tertiäre Aminogruppen vom Typ -CHjN(CHa)2 und in der zweiten Stufe quartäre Ammoniumgruppen vom Typ -CH2(N(CHs)3)OH.According to the invention, the purification is achieved by passing 5-60Ma .-% NMMNO containing solutions at a rate of 5-30cm / min and a temperature of 10-60 ° C with styrene-divinylbenzene copolymer filled exchanger columns. These contain in the first stage tertiary amino groups of the type -CHjN (CHa) 2 and in the second stage quaternary ammonium groups of the type -CH 2 (N (CHs) 3 ) OH.

Die Rückgewinnungsquote nach dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt bei > 99Ma.-% NMMNO, da minimale Verluste nur beim Regenerieren der Austauschersäulen zu verzeichnen sind.The recovery rate according to the inventive method is> 99Ma .-% NMMNO, since minimal losses are only recorded when regenerating the exchange columns.

Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen erläutert werden.The invention will be explained below by way of examples.

Beispiel 1example 1

Spinnbadlösung aus der Cellulosefaserstoffregenerierung mit 20Ma.-% NMMNO wird bei 200C und einer Geschwindigkeit von 20cm/min über Austauschersäulen geleitet, die mit Styren-Divinylbenzen-Copolymerisat gefüllt sind. In der ersten Stufe enthält das Copolymerisat als wirksame Gruppe -CH2N(CH3)2 (zum Beispiel Wofatit AD42) und in zweiter Stufe die Gruppe -CH2(N(CH3J3)OH (zum Beispiel Wofatit SZ30). Der Extinktionsmodul der verunreinigten Lösung beträgt 1,194 Von, nach der ersten Stufe 1,022 Vm und nach der zweiten Stufe 0,052 V<™. Die Lösung ist zu Beginn der Reinigung dunkel, nach Passierender ersten Stufe braun bis gelb und nach der zweiten Stufe hellgelb bis wasserklar gefärbt.Spunbath solution from cellulose pulp regeneration with 20Ma .-% NMMNO is passed at 20 0 C and a speed of 20cm / min on exchanger columns filled with styrene-divinylbenzene copolymer. In the first stage, the copolymer contains as active group -CH 2 N (CH 3 ) 2 (for example Wofatit AD42) and in the second stage the group -CH 2 (N (CH 3 J 3 ) OH (for example Wofatit SZ30). The extinction modulus of the contaminated solution is 1.194 from, after the first step 1.022 Vm and after the second step 0.052 V <™ The solution is dark at the beginning of the purification, brown to yellow after passing through the first step and pale yellow to water clear after the second step ,

Die Aktivierung der Säulen erfolgt mit Lösungen, die 3Ma.-% Natriumhydroxid enthalten und die Regenerierung mit Lösungen, die 3Ma.-% Natriumhydroxid und 10Ma.-% Kochsalz enthalten.Activation of the columns is carried out with solutions containing 3% by mass of sodium hydroxide and regeneration with solutions containing 3% by mass of sodium hydroxide and 10% by mass of common salt.

Beispielexample

Spinnbadlösungen aus der Celiulosefolieregenerierung mit 52 Ma.-% NMMNO werden bei Temperaturen von 50-55°C und einer Geschwindigkeit von 10 cm/m in über Austauschersäulen geleitet, die analog Beispiel 1 gefüllt sind.Spinning bath solutions from the Celiulosefolieregenerierung with 52 wt .-% NMMNO are passed at temperatures of 50-55 ° C and a speed of 10 cm / m in exchange columns, which are filled analogously to Example 1.

Die ungereinigte Lösung ist dunkelbraun gefärbt und besitzt einen Extinktionsmodul von 1,8021Am. Die gereinigte Lösung mit einem Extinktionsmodul von 0,065Vcm ist hellgelb gefärbt und frei von Stabilisatoren, die beim Herstellen der Celluloselösung zugesetzt wurden und beim Ausfällen der Cellulose in das Spinnbad gelangen. Im vorliegenden Beispiel enthielt die Celluloselösung 0,02Ma.-% Propylgallat als Stabilisator. Die Prüfung auf Abwesenheit von Stabilisatoranteilen im gereinigten Spinnbad erfolgte qualitativ durch Zusatz von einigen Tropfen weinsäurehaltiger Eisen-ll-sulfat-Lösung. In Gegenwart von Propylgallat entsteht eine intensive Gelbfärbung, die gegebenenfalls auch quantitativ durch Messung des Extinktionsmoduls bei 530 nm ausgewertet werden kann.The crude solution is dark brown in color and has an extinction modulus of 1.802 1 Am. The purified solution with an extinction modulus of 0.065Vcm is light yellow in color and free of stabilizers added during preparation of the cellulose solution and entering the spinning bath upon precipitation of the cellulose. In the present example, the cellulose solution contained 0.02% by weight of propyl gallate as a stabilizer. The test for the absence of stabilizer components in the purified spinning bath was carried out qualitatively by adding a few drops of tartaric acid-containing ferrous sulfate solution. In the presence of propyl gallate produces an intense yellowing, which can be optionally evaluated quantitatively by measuring the extinction at 530 nm.

Claims (1)

Verfahren zur Reinigung wäßriger Lösungen von N-Methylmorpholin-N-oxid aus der Cellulosefaserstoff- bzw. Celiulosefolieregenerierung durch Behandeln mit einem lonenaustauscherharz, dadurch gekennzeichnet, daß 5-60 Ma.-% N-Methylmorpholin-N-oxid enthaltende Lösungen mit einer Geschwindigkeit von 5-30cm/min bei einer Temperatur von 10-600C eine mit Styren-Divinylbenzencopolymerisat gefüllte Austauschersäule passieren, die in einer ersten Stufe ein mit tertiären Aminogruppen vom Typ-CH2N(CH3>2 und in einer zweiten Stufe ein mit quartären Ammoniumgruppen vom Typ-CH2(N(CH3)3)OH besetztes Austauscherharz enthält.Process for the purification of aqueous solutions of N-methylmorpholine-N-oxide from the cellulose pulp or Celiulosefolieregenerierung by treatment with an ion exchange resin, characterized in that 5-60 wt .-% N-methylmorpholine-N-oxide-containing solutions at a rate of 5-30 cm / min at a temperature of 10-60 0 C pass through a filled with styrene-divinylbenzene copolymer exchange column, which in a first stage with tertiary amino groups of the type CH 2 N (CH3> 2 and in a second stage with quaternary Contains ammonium groups of the type CH 2 (N (CH 3 ) 3 ) OH occupied exchange resin. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung wäßriger N-Methylmorpholin-N-oxid-Lösungen, die beim Lösen und Regenerieren von Cellulose in der Chemiefaser- und Folieindustrie anfallen.The invention relates to a process for the purification of aqueous N-methylmorpholine-N-oxide solutions which are obtained in the dissolution and regeneration of cellulose in the chemical fiber and film industry.
DD29704486A 1986-12-04 1986-12-04 PROCESS FOR CLEANING WAFERRIGER N-METHYLMORPHOLIN N-OXYD SOLUTIONS DD254199B5 (en)

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