DE1299878B - Process for the production of complex compounds from anion exchange resins and halogens - Google Patents

Process for the production of complex compounds from anion exchange resins and halogens

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DE1299878B
DE1299878B DE1962P0030542 DEP0030542A DE1299878B DE 1299878 B DE1299878 B DE 1299878B DE 1962P0030542 DE1962P0030542 DE 1962P0030542 DE P0030542 A DEP0030542 A DE P0030542A DE 1299878 B DE1299878 B DE 1299878B
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/08Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/12Macromolecular compounds
    • B01J41/14Macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds

Description

1 21 2

Es ist bekannt, daß Anionenaustauscherharze in ge- sat chlormethyliert und dann mit dem entsprechenden eigneter Halogenidform Brom und Jod chemisch tertiären Amin umsetzt.It is known that anion exchange resins are chloromethylated in gel and then with the appropriate suitable halide form bromine and iodine chemically converts tertiary amine.

adsorbieren (vgl. A ν e s t ο η und Mitarbeiter, Che- Spezielle Harze, die hier verwendet werden können,adsorb (see A ν e s t ο η and coworkers, Che- Special resins that can be used here,

mistry and Industry, 14. September 1957, sowie sind in der USA.-Patentschrift 2 591573 genannt. Ziegler, Angewandte Chemie, 71, 1959, S. 283). 5 Andere quaternäre Ammoniumharze, mit denen man Dabei scheinen sich bestimmte Harz-Halogen-Kom- arbeiten kann, sind in den USA.-Patentschriften plexe zu bilden, bei denen adsorbiertes Halogen auf 2 630 427, 2 597 494 und 2 597 440 beschrieben. Ein dem Harz in Zuordnung zu den festen kationischen spezielles, repräsentatives Beispiel ist das gemäß den Gruppen (R+) desselben in Form von Polyhalogenid- Beispielen (A-B-C) der USA.-Patentschrift 2 591 573 ionen, z. B. Br3 - (aus Br2 auf R+Br-) und J3" (aus J2 io hergestellte, stark basische Anionenaustauscherharz. auf R+J-) festgehalten werden. Die chemisch adsor- Die Hydroxydform dieses Harzes unterliegt beim bierten Polybromid- und Polyjodidionen besitzen, wie Hindurchleiten von Natriumchloridlösung, z. B. von Ziegler beschreibt, nur einen sehr geringen oder Meerwasser, einer Umwandlung in die Chloridform, gar keinen Geruch nach dem ursprünglichen Halogen, Man kann auch mit den Harzen gemäß USA.-Patentsie enthalten aber oxydierendes Halogen, was sich aus 15 schrift 2 900 352 arbeiten, z. B. dem gemäß Beispiel 5 ihrer Reaktionsfähigkeit mit bekannten Reduktions- dieser Patentschrift hergestellten Harz. Auch die allgemitteln für Halogen, wie Bisulfit, ergibt. Eine ähnliche mein in der USA.-Patentschrift 2 614 099 erläuterten Adsorption von molekularem Chlor ist nicht bekannt- und speziell im Beispiel 2 beschriebenen Harze können geworden. Wenn man eine solche Adsorption mit Verwendung finden.Mistry and Industry, September 14, 1957, and are cited in U.S. Patent 2,591,573. Ziegler, Angewandte Chemie, 71, 1959, p. 283). 5 Other quaternary ammonium resins, with which certain resin-halogen combinations seem to be able to work, are plexes to be formed in the USA patents, in which adsorbed halogen is described as 2,630,427, 2,597,494 and 2,597,440. A specific representative example of the resin in association with the solid cationic ions is that according to groups (R + ) of the same in the form of polyhalide examples (ABC) of US Pat. No. 2,591,573, e.g. B. Br 3 - (from Br 2 to R + Br - ) and I 3 "(strongly basic anion exchange resin made from J 2 io. To R + J-). The chemically adsorbed The hydroxide form of this resin is subject to the beer Polybromide and polyiodide ions, as described by the passage of sodium chloride solution, e.g. by Ziegler, have only a very small amount or sea water, a conversion into the chloride form, no odor at all of the original halogen. Patents, however, contain oxidizing halogen, as can be seen from work 2 900 352, for example the resin produced according to Example 5 of its reactivity with known reduction compounds of this patent US Pat. No. 2,614,099, the adsorption of molecular chlorine is not known - and resins specifically described in Example 2 can become Find.

R+Cl- (d. h. dem Harz in der Chloridform) versucht, 20 Es stehen viele geeignete Harze zur Verfugung. Die so bildet sich kein bestimmter analoger Komplex. Harze des Typs I enthalten
Harz in der Chloridform (R+Cl-), welches, z. B. durch
R + Cl - (ie, the resin in the chloride form) tries 20 Many suitable resins are available. In this way, no specific analogous complex is formed. Type I resins included
Resin in the chloride form (R + Cl - ) which, e.g. B. by

Eintauchen in Chlorwasser, mit elementarem Chlor n ηΐΤ Immersion in chlorinated water , with elemental chlorine n “ηΐΤ

behandelt worden ist, verliert das molekulare Chlor — O6H1Ui2has been treated, the molecular chlorine - O 6 H 1 Ui 2 - loses

leicht schon beim Stehenlassen an der Luft bei gewöhn- 25 ,. . . , T TT
liehen Temperaturen und Drücken oder beim Aus- ^ejemgen aes lyps 11
waschen mit Wasser oder Salzlösung, wohingegen die +
easy even when left standing in the air at habitual 25,. . . , T TT
borrowed temperatures and pressures or on expulsion aes lyps 11
wash with water or saline, whereas the +

Polybromid- und Polyjodidform des Harzes eine be- -C6H4 — CH2-trächtliche Lagerungs- und Waschbeständigkeit aufweisen. Obwohl Chlor von der Chloridform des Harzes 30 während die Harze des Pyridintyps auf Pyridin als festgehalten werden kann, wenn man das Harz in einer Quelle für die kationischen Gruppen aufgebaut sind. Chloratmosphäre hält, ist dies nicht immer praktisch. Die Harze sind normalerweise als Körner oderPolybromid- Polyjodidform and the resin loading a -C 6 H 4 - CH 2 -trächtliche have storage and wash resistance. Although chlorine can be trapped from the chloride form of resin 30 while the pyridine-type resins are based on pyridine when the resin is built into a source of the cationic groups. Holding a chlorine atmosphere, this is not always practical. The resins are usually available as grains or

Es wurde nun gefunden, daß man Komplexverbin- gleichmäßige Perlen, gewöhnlich in der Hydroxyddungen aus Anionenaustauscherharzen, die quaternäre oder Chloridform in Korngrößen von etwa 1,2 bis Ammonium- bzw. Pyridiniumchlorid- oder -bromid- 35 0,002 mm erhältlich. Die Chloridform wird bevorzugt; gruppen enthalten, durch Behandeln mit Halogenen man kann jedoch auch andere Formendes Harzes ver- oder Verbindungen der Halogene untereinander vor- wenden, sofern nur der anionische Bestandteil gegen teilhaft herstellen kann, wenn man auf die Chloride Chlor- und Bromionen austauschbar ist, z. B. die der genannten Anionenaustauscherharze Bromchlorid Hydroxyd-, Acetat-, Nitrat-, Bisulfat-, Sulfat-, Phos- oder gleichzeitig Brom und Chlor oder auf die Bromide 40 phat- oder Fluoridf orm.It has now been found that complex compounds - uniform beads, usually in the hydroxide dung from anion exchange resins, the quaternary or chloride form in grain sizes from about 1.2 to Ammonium or pyridinium chloride or bromide 35 0.002 mm available. The chloride form is preferred; groups, but by treating with halogens one can also use other forms of the resin. or compounds of the halogens with one another, provided that only the anionic constituent is against can produce part if one is interchangeable on the chlorides chlorine and bromine ions, z. B. the of the mentioned anion exchange resins bromine chloride hydroxide, acetate, nitrate, bisulfate, sulfate, phosphate or at the same time bromine and chlorine or on the bromides 40 phat or fluoride form.

der genannten Anionenaustauscherharze Chlor ein- Normalerweise reagieren die im Handel erhältlichenof the above-mentioned anion exchange resins with chlorine Normally those commercially available react

wirken läßt. stark basischen Anionenaustauscherharze teilweiseworks. strongly basic anion exchange resins partially

Die Ausgangsprodukte sind im Handel in der mit freiem Brom und Chlor und verbrauchen zunächst Chloridform erhältlich oder lassen sich leicht durch irreversibel einen Teil dieses Halogens, wobei Substieinfachen Ionenaustausch in diese Form überführen. 45 tutions- oder Additionsreaktionen stattfinden. Um Die quaternären Ammoniumchloride bestehen im gleichbleibende Adsorptionsergebnisse zu erzielen, ist wesentlichen aus langen kettenartigen und bahnartigen, es zweckmäßig, wenn auch nicht notwendig, das Harz wasserunlöslichen Molekülen, die quaternäre Ammo- durch Vorbehandeln mit Chlor, Brom oder beiden zu niumgruppen als feste, d. h. nicht austauschbare kat- konditionieren, um die labilen (oder reaktionsfähigen) ionische Gruppen besitzen. Diesen Gruppen zugeord- 50 Stellen »fortzubrennen« (oder zu halogenieren) und net sind Anionen, die in bekannter Weise bei ent- ein Harz zu erhalten, welches bei Adsorptionsverfahren sprechender Behandlung geändert werden können. durchweg hohe Ausbeuten an rückgewinnbarem Brom Typische Harze sind auf einem Polystyrolgerüst auf- liefert. Zweckmäßig wird das Harz, z. B. ein Handelsgebaut, wobei vernetzende Divinylbenzoleinheiten produkt in der Chloridform, einer Reaktionsfolge dem Polymerisat die notwendige Formbeständigkeit 55 unterworfen, indem es zuerst mit einer Lösung von und Wasserunlöslichkeit verleihen, während Gruppen Brom und Chlor, z. B. angesäuertem und chloriertem der Formel Meerwasser, zwecks Adsorption von oxydierendemThe starting products are available in stores with free bromine and chlorine and are consumed first Chloride form available or can easily be irreversibly replaced by a part of this halogen, being substi-simpler Convert ion exchange into this form. 45 tution or addition reactions take place. Around The quaternary ammonium chlorides consist in achieving consistent adsorption results essentially from long chain-like and web-like, it is useful, if not necessary, the resin water-insoluble molecules that quaternary ammo by pretreating with chlorine, bromine, or both nium groups as fixed, d. H. non-exchangeable cat- conditioning to avoid the unstable (or reactive) possess ionic groups. "To burn away" (or to halogenate) these groups net are anions that can be obtained in a known manner in a resin, which in adsorption processes speaking treatment can be changed. consistently high yields of recoverable bromine Typical resins are supplied on a polystyrene framework. Appropriately, the resin, for. B. a commercial building, wherein crosslinking divinylbenzene units product in the chloride form, a reaction sequence the polymer is subjected to the necessary dimensional stability by first treating it with a solution of and impart water insolubility, while groups bromine and chlorine, e.g. B. acidified and chlorinated of the formula sea water, for the purpose of adsorption of oxidizing

+ Halogen, dann mit einem Reduktionsmittel, z. B.+ Halogen, then with a reducing agent, e.g. B.

— Alkylen — NR1R2R3 Schwefeldioxyd in Gegenwart von Wasser, zwecks- Alkylene - NR 1 R 2 R 3 sulfur dioxide in the presence of water, for the purpose

60 Reduktion des Halogens behandelt und schließlich mit60 reduction of halogen treated and finally with

die positiv geladenen Gruppen bilden. R1, R2 und R3 Salzlösung gewaschen wird, um die Chloridform zu resjnd gewöhnlich Alkylgruppen, wie Methyl- oder generieren. Die Reaktionsfolge wird wiederholt, bis Äthylgruppen, können aber auch Alkylolgruppen, wie man eine hinreichend reproduzierbare Halogenadsorp-Oxyäthylgruppen, darstellen. Sie können auch so ver- tion erhält. Gelegentliches Auswaschen mit einem einigt sein, daß mit dem Stickstoffatom ein hetero- 65 organischen Lösungsmittel, z. B. Aceton, ist zweckcyclischer Rest gebildet wird, wie Methylpiperidinium mäßig, um das Harz von wasserunlöslichen, jedoch in oder Pyridinium. Harze dieser Art sind erhältlich, in- Lösungsmitteln löslichen organischen Stoffen rein zu dem man ein Polystyrol-Divinylbenzol-Mischpolymeri- halten, die die Harzporen verstopfen könnten.form the positively charged groups. R 1 , R 2 and R 3 are washed with brine to generate the chloride form and usually alkyl groups such as methyl or. The reaction sequence is repeated until ethyl groups, but alkylol groups can also represent a sufficiently reproducible halogen adsorption-oxyethyl group. You can also get so veration. Occasional washing with one agree that with the nitrogen atom a hetero-organic solvent, z. B. acetone, is purpose cyclic radical is formed, such as methylpiperidinium moderately to the resin of water-insoluble, but in or pyridinium. Resins of this type are available in solvent-soluble organic substances in pure form, to which a polystyrene-divinylbenzene copolymer is added, which could clog the pores of the resin.

3 43 4

Da Meerwasser nennenswerte Menge an Bromionen nicht erforderlich. Die Reaktion (4) ist an sich wertvoll (65 Teile Br~ je Million) enthält, kann der Bromgehalt und kann ausgenutzt werden, um Chlor aus wäßrigen des Meerwassers im Sinne der Erfindung in die für die Lösungen oder aus der Gasphase, z. B. aus radio-Adsorption an dem Harz geeignete Interhalogenform aktiven Chlorabdampfströmen, auszuwaschen. Beim gebracht werden, indem man dieses Wasser oder eine 5 Auswaschen von chlorhaltigen Gasströmen hält man sonstige, in der Natur vorkommende, bromidhaltige das Harz vorzugsweise mit Wasser befeuchtet, um die Chloridlauge ansäuert und genügend Chlor zusetzt, Berührung der Phasen zu erleichtern. Wenn statt der um die Bromionen nach der folgenden Gleichung zu Bromidform des Harzes die Chloridform für diesen Brom zu oxydieren: Zweck verwendet werden soll, wird in den Chlorstrom 2 Br~ + Cl = Br + 2 Cl~ f 1) 10 zunächst eine dem Chlor äquivalente Menge Brom 2 2 eingespritzt, bevor der Strom durch die Chloridform und einen Chlorüberschuß zur Verfügung zu stellen, des Harzes geleitet wird.Since seawater does not require a significant amount of bromine ions. The reaction (4) is valuable in itself (65 parts Br ~ per million) contains, the bromine content and can be used to chlorine from the aqueous of the seawater within the meaning of the invention in the solutions or from the gas phase, z. B. from radio adsorption on the resin suitable interhalogen form active chlorine vapor streams to wash out. When bringing this water or by washing out chlorine-containing gas streams, other naturally occurring bromide-containing resins are preferably moistened with water in order to acidify the chloride solution and add enough chlorine to facilitate contact between the phases. If instead of the bromine ion according to the following equation to oxidize the chloride form for this bromine to bromide form of the resin was to be used purpose is in the chlorine stream 2 Br ~ + Cl = Br + 2 Cl ~ f 1) 10 ton ächst a the Chlorine equivalent amount of bromine 2 2 is injected before the current is passed through the chloride form and to provide an excess of chlorine of the resin.

der mindestens etwa 50% des nach diesem Verfahren Die Methode, nach der die Halogenidform desthe at least about 50% of the by this process The method by which the halide form des

theoretisch erhältlichen Broms entspricht. Mit anderen Harzes im Sinne der Erfindung mit dem entsprechen-theoretically obtainable bromine corresponds. With other resin within the meaning of the invention with the corresponding

Worten, man arbeitet mit mindestens dem l,5fachen, 15 den Halogen behandelt wird, ist unerheblich. DieIn words, one works with at least 1.5 times the amount of halogen treated, is irrelevant. the

vorzugsweise dem Doppelten der stöchiometrischen Reaktionsteilnehmer können absatzweise oder konti-preferably twice the stoichiometric reactants can batchwise or continuously

Chlormenge, die nach Gleichung (1) erforderlich wäre. nuierlich zusammengebracht werden, wobei das HarzAmount of chlorine that would be required according to equation (1). need to be brought together, the resin

Größere Mengen, z. B. das 3fache dieser Menge, kön- in Ruheschüttung oder in der Wirbelschicht vorliegenLarger amounts, e.g. B. 3 times this amount, can be in quiescent bed or in the fluidized bed

nen angewandt werden, sind gewöhnlich jedoch nicht kann. Das Halogen kann als Flüssigkeit oder Dampf,but usually cannot. The halogen can be liquid or vapor,

notwendig. Die bisher üblichen Methoden der Brom- 20 rein oder mit im wesentlichen inerten Trägern ver-necessary. The previously customary methods of bromine 20 pure or with essentially inert carriers

gewinnung durch Oxydieren des Bromidgehaltes von dünnt, angewandt werden. Gewöhnlich arbeitet manextraction by oxidizing the bromide content of thin. Usually one works

Meerwasser arbeiten nur mit einem geringen Über- bei normalen atmosphärischen Bedingungen; dieSea water only work with a slight over- under normal atmospheric conditions; the

schuß über die nach Gleichung (1) erforderliche Temperaturen können jedoch auch niedriger (00C)One shot above the temperatures required according to equation (1) can, however, also be lower (0 0 C)

stöchiometrische Menge oder mit einem Überschuß oder höher (6O0C) sein, wobei die niedrigeren Tempe-stoichiometric amount or with an excess or higher (6O 0 C), the lower temperatures

bis etwa 15 °/0. Die Erfindung ist zwar nicht an eine be- 25 raturen bevorzugt werden, um den Angriff der Halogeneup to about 15 ° / 0 . The invention is not intended to be preferred to attack the halogens

stimmte theoretische Erklärung für die scheinbare auf das Harz zu vermindern.agreed theoretical explanation for the apparent diminish on the resin.

Wechselwirkung zwischen Brom und Chlor bei der Harz mit adsorbiertem Bromchlorid ist je nach derInteraction between bromine and chlorine in the resin with adsorbed bromine chloride is depending on the

Entstehung der neuen Harz-Halogen-Komplexe ge- Konzentration gelb bis rötlichgelb, während mit BromFormation of the new resin-halogen complexes. Concentration yellow to reddish yellow, while with bromine

bunden; man kann das Gemisch aus Brom und Chlor beladenes Harz je nach dem Beladungsgrad orange bisbound; the mixture of bromine and chlorine loaded resin can be orange to depending on the degree of loading

jedoch als die Interhalogenverbindung Bromchlorid 30 tiefrot ist. Die Harz-Interhalogen-Komplexe scheinenhowever, as the interhalogen compound bromine chloride 30 is deep red. The resin-interhalogen complexes appear

betrachten, die sich nach der Gleichung bei gewöhnlichen Temperaturen unbegrenzt haltbar zuconsider which, according to the equation, can be kept indefinitely at ordinary temperatures

ρ 1 /11 _ λ -o pi o\ sem· Daß sie oxydierendes Halogen enthalten, zeigtρ 1/11 _ λ -o pi o \ sem · That they contain oxidizing halogen shows

JJr2 -1- U2 - ζβπ_ι \Δ) sich an ihrer Wirksamkeit als Oxydationsmittel, undJJr 2 -1- U 2 - ζβπ_ι \ Δ) in their effectiveness as an oxidizing agent, and

bildet, und man kann annehmen, daß diese Inter- auf dieser Basis können sie auch analysiert werden,forms, and one can assume that these inter- on this basis they can also be analyzed,

halogenverbindung sich mit einem Chlorion (des Meer- 35 Die Harz-Interhalogen-Komplexe eignen sich alshalogen compound with a chlorine ion (of the sea- 35 The resin-interhalogen complexes are suitable as

wassers oder einer Chlorionengruppe des Harzes Bromchlorierungsmittel. Durch Behandeln von Äthy-water or a chlorine ion group of the resin, bromine chlorinating agent. By treating ethy-

selbst) zu komplexen Bromchlorionen nach der len mit einem solchen Harzkomplex erhält man z. B.even) to complex bromine chlorine ions after the len with such a resin complex is obtained z. B.

Gleichung Äthylenchlorbromid, welches als Bleispülmittel inEquation ethylene chlorobromide, which is used as a lead detergent in

Bleitetraalkyl-Antiklopfmitteln verwendbar ist.Tetraalkyl lead anti-knock agents are useful.

BrCl + Cl = BrCL (3) ^0 £)je neuen produkte eignen sich ferner infolge desBrCl + Cl = BrCL (3) ^ 0 £) j e new products are also suitable due to the

verbindet. oxydierenden Halogencharakters der Interhalogen-connects. oxidizing halogen character of the interhalogen

Der Anteil des an dem Harz adsorbierten Brom- Komplexanionen als Desinfizier- und Keimtötungschlorides variiert natürlich mit der Menge des ange- mittel und können daher zur Herstellung von Trinkwandten Br2 und Cl2; ein äquimolekulares Gemisch wasser oder zum Desinfizieren des Wassers von aus Br2 und Cl2 ist stöchiometrisch 2 Mol BrCl äqui- 45 Schwimmbädern verwendet werden,
valent. Wenn das Verhältnis von Cl2 zu Br2 kleiner als Die Harz-Interhalogen-Komplexe sind besonders 1 ist, sind an dem Harzkomplex andere Polybrom- wertvoll zur Gewinnung von Bromionen aus wäßrigen chloridanionen als BrCt, welches hier als eine Korn- Lösungen. Sie sind bedeutend wirksamer als die plexverbindung aus BrCl und Cl~ aufgefaßt wird, Chloridform des Harzes selbst für die Bromgewinnung adsorbiert, die durch niedrigere Cl-Gehalte gekenn- 50 durch Ionenaustausch. Eine Erklärung hierfür könnte zeichnet sind, wie z. B. Br2Cl- (welches sich bildet, die sein, daß die Chlorgruppen des Komplexes BrCl2" wenn Br2 sich mit Cl- zu einer Komplexverbindung des Harzes sich leicht gegen Bromionen austauschen zusammenlagert oder wenn BrCl mit Br- reagiert). lassen, wobei sich Br2Cl- und Br3" unter Freisetzen
The proportion of the bromine complex anions adsorbed on the resin as disinfectant and germ-killing chlorides naturally varies with the amount of the medium and can therefore be used to produce drinking walls Br 2 and Cl 2 ; an equimolecular mixture of water or to disinfect the water from Br 2 and Cl 2 is stoichiometric 2 mol BrCl equi- 45 swimming pools are used,
valent. If the ratio of Cl 2 to Br 2 is less than The resin-interhalogen complexes are especially 1, other polybromine are valuable in the resin complex for the recovery of bromine ions from aqueous chloride anions than BrCt, which here as a grain solution. They are considerably more effective than the plex compound of BrCl and Cl ~ is considered, the chloride form of the resin itself is adsorbed for the production of bromine, which is characterized by lower Cl contents through ion exchange. An explanation for this could be drawn, such as B. Br 2 Cl- (which forms that the chlorine groups of the complex BrCl 2 "when Br 2 reacts with Cl- to form a complex compound of the resin easily exchanges for bromine ions or when BrCl reacts with Br-) , whereby Br 2 Cl- and Br 3 "are released

Bei den erfindungsgemäßen erhältlichen Harzkom- von Chlorionen Cl- bilden,
plexen überwiegen die Gruppen auf der Grundlage 55
In the case of the resin components obtainable according to the invention from chlorine ions Cl- form,
plexes outweigh the groups based on 55

von Bromchlorid (BrCl2-) diejenigen auf der Grund- Beispiel 1
lage von Brom (Br2Cl-), und bezüglich des Gesamt- Man arbeitet mit einem Harz vom Typ I, welches halogengehaltes überwiegt das Chlor gegenüber dem eine mittlere Porosität besitzt, aus Perlen einer Korn-Brom, größe von 0,15 bis 0,3 mm besteht, Trimethylbenzyl-
of bromine chloride (BrCl 2 -) those on the basic example 1
location of bromine (Br 2 Cl-), and with regard to the overall one works with a resin of type I, which halogen content outweighs the chlorine over which has a medium porosity, from pearls of a grain bromine, size from 0.15 to 0 , 3 mm consists of trimethylbenzyl

Die Harz-Interhalogen-Komplexe können auch her- 60 ammoniumgruppen als kationische Gruppen enthält,The resin-interhalogen complexes can also contain ammonium groups as cationic groups,

gestellt werden, indem man die Bromidform des einen Feuchtigkeitsgehalt von 43 °/0 und eine Gesamt-by taking the bromide form of a moisture content of 43 ° / 0 and a total

Harzes (R+Br-) unmittelbar mit Chlor nach der austauschkapazität (in der Cl~-Form) von 1,33 Milli-Resin (R + Br-) immediately with chlorine after the exchange capacity (in the Cl ~ form) of 1.33 milli-

Gleichung äquivalent je Milliliter des nassen Harzes hat.Equation has equivalent per milliliter of wet resin.

R+Br~ 4- CL = R+BrCIr (4) ^as *n ^er Chloridform vorliegende Harz wird inR + Br ~ 4- CL = R + BrCIr (4) ^ as * n ^ er chloride form present resin is in

22 65 einem oder mehreren Arbeitszyklen vorbehandelt, in- 22 65 pretreated for one or more work cycles,

umsetzt, wobei man vorzugsweise mindestens die dem man ihm 4 Raumteile Meerwasser zusetzt, zuimplemented, preferably at least the 4 parts by volume of seawater added to it

stöchiometrische Menge Cl2 verwendet. Man kann welchem Salzsäure (bis zu einem pH-Wert von 4,5),stoichiometric amount of Cl 2 used. Which hydrochloric acid (up to a pH value of 4.5),

mit überschüssigem Chlor arbeiten; dies ist jedoch 4 g Chlor und 8 g Brom je Liter zugesetzt worden sind.work with excess chlorine; However, this is 4 g of chlorine and 8 g of bromine per liter have been added.

Nach 16 Stunden wird das Harz abfiltriert, in eine Kolonne übergeführt und durch Hindurchleiten von gasförmigem Schwefeldioxyd vollständig entfärbt. Dann wird das Harz mit 16 Raumteilen gesättigter Kochsalzlösung und anschließend mit 4 Raumteilen Wasser gewaschen.After 16 hours, the resin is filtered off, transferred to a column and passed through gaseous sulfur dioxide completely discolored. Then the resin becomes more saturated by 16 parts by volume Saline solution and then washed with 4 parts by volume of water.

Das so vorbehandelte Harz (in der Chloridform) wird folgendermaßen in den Brom-Chlor-Komplex übergeführt: 8 1 Meerwasser (65 Teile Brom je Million) werden mit Salzsäure auf pH 4,3 angesäuert. Dann leitet man 5 g (0,07 Mol) gasförmiges Chlor ein und setzt hierauf 11 g (0,07 Mol) flüssiges Brom zu und rührt die Lösung, bis das Brom gelöst ist. 200 ml des vorbehandelten Harzes werden mit dieser Lösung 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und abfiltriert. Das so behandelte Harz enthält oxydierendes Halogen in Mengen von 55,5 mg Br2 je Milliliter und 21,0 mg Cl2 je Milliliter.The resin pretreated in this way (in the chloride form) is converted into the bromine-chlorine complex as follows: 8 liters of seawater (65 parts of bromine per million) are acidified to pH 4.3 with hydrochloric acid. Then 5 g (0.07 mol) of gaseous chlorine are passed in and 11 g (0.07 mol) of liquid bromine are then added and the solution is stirred until the bromine is dissolved. 200 ml of the pretreated resin are stirred with this solution for 4 hours at room temperature and filtered off. The resin treated in this way contains oxidizing halogen in amounts of 55.5 mg Br 2 per milliliter and 21.0 mg Cl 2 per milliliter.

Die folgenden Versuche zeigen die bemerkenswerte Fähigkeit der Harz-Interhalogen-Komplexe, Bromionen zu adsorbieren. Eine Vorratslösung, die 10,3 mg Bromionen je Milliliter enthält und durch Vermischen von 125 ml 37°/oiger Salzsäure, 42 ml 69°/oiger Schwefelsäure, 13 ml 48 %iger Bromwasserstoffsäure und Auffüllen mit Meerwasser auf 11 hergestellt ist, wird folgendermaßen behandelt: Je 10 ml des wie vorstehend hergestellten Brom-Chlor-Harzkomplexes werden mit 25, 50 bzw. 450 ml der Vorratslösung 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann abfiltriert, mit 100 ml destilliertem Wasser gewaschen und auf auswaschbares Brom analysiert. Die Ergebnisse sind die folgenden:The following experiments demonstrate the remarkable ability of resin-interhalogen complexes to adsorb bromine ions. A stock solution which contains 10.3 mg of bromine ions per milliliter and is prepared by mixing 125 ml of 37% hydrochloric acid, 42 ml of 69% sulfuric acid, 13 ml of 48% hydrobromic acid and making up to 11 with seawater is prepared as follows treated: 10 ml each of the bromine-chlorine resin complex prepared as above are stirred with 25, 50 or 450 ml of the stock solution for 1 hour at room temperature and then filtered off, washed with 100 ml of distilled water and analyzed for bromine that can be washed out. The results are as follows:

Versuch attempt

Volumen derVolume of

behandeltentreated

BromidlösungBromide solution

mlml

2525th

5050

450450

Gesamtes, aus dem Harz auswaschbares Brom, mg/mlTotal bromine leachable from the resin, mg / ml

zu Anfanginitially

55,5
55,5
55,5
55.5
55.5
55.5

am Endeat the end

adsorbierte Mengeamount adsorbed

79,6 108,0 163,279.6 108.0 163.2

24,124.1

52,552.5

107,7107.7

3535

4040

Praktisch gleiche Ergebnisse erhält man, wenn man den Harz-Interhalogen-Komplex in Ruheschüttung einsetzt und die Bromidlösung durch dieses Bett hindurchströmen läßt.Practically the same results are obtained if the resin-interhalogen complex is left at rest begins and lets the bromide solution flow through this bed.

In den Versuchen TSTr. 1 und 2 wird der Lösung das Brom durch das Harz fast vollständig entzogen. Im Versuch Nr. 3 hört die Bromaufnahme offensichtlich auf, wenn das Harz an den Bromionen der Lösung gesättigt ist; die gesamte Brombeladung ist jedoch dreimal so groß wie die anfängliche.In the experiments TSTr. 1 and 2 will be the solution Bromine is almost completely removed by the resin. In experiment no. 3, the bromine uptake obviously stops on when the resin is saturated with the bromine ions of the solution; however, the total bromine load is three times as big as the initial one.

Die Adsorption von Bromionen durch die erfindungsgemäß hergestellten Harz-Interhalogen-Komplexe (die unter den obigen Bedingungen zur Verdreifachung der Brombeladung führt) ist besonders bemerkenswert in Anbetracht der Anwesenheit von mit den Bromionen in Wettbewerb stehenden Sulfat- und Chlorionen in der Lösung, die ebenfalls eine hohe Affinität für die Harzgruppen haben. Im Vergleich dazu adsorbiert die Chloridform des Harzes unter praktisch gleichen Bedingungen nur eine Höchstmenge von etwa 26 mg Bromionen je Milliliter.The adsorption of bromine ions by the resin-interhalogen complexes prepared according to the invention (which results in tripling the bromine loading under the above conditions) is particularly noteworthy in view of the presence of sulfate and Chlorine ions in the solution, which also have a high affinity for the resin groups. In comparison in addition, the chloride form of the resin adsorbs only a maximum amount under practically the same conditions of about 26 mg of bromine ions per milliliter.

Beispiel 2Example 2

Man arbeitet nach Beispiel 1 mit 8 1 Meerwasser vom pH 4, denen 3,95 g (0,056 Mol) Chlor und 7,68 g (0,049 Mol) Brom zugesetzt werden. Die Chlormenge reicht mindestens aus, um alles Brom einschließlich des anfänglichen Bromionengehaltes von 0,52 g (0,0033 Mol, berechnet als Br2) in Bromchlorid BrCl überzuführen.Example 1 is used with 8 liters of seawater with a pH of 4, to which 3.95 g (0.056 mol) of chlorine and 7.68 g (0.049 mol) of bromine are added. The amount of chlorine is at least sufficient to convert all of the bromine, including the initial bromine ion content of 0.52 g (0.0033 mol, calculated as Br 2 ), into bromine chloride BrCl.

Das so behandelte Harz enthält oxydierendes Halogen entsprechend 56,8 mg Bromchlorid je Milliliter (d. h. 39,4 mg Brom je Milliliter und 17,4 mg Chlor je Milliliter).The resin treated in this way contains oxidizing halogen corresponding to 56.8 mg bromine chloride per milliliter (i.e. 39.4 mg bromine per milliliter and 17.4 mg chlorine per milliliter).

Ebenso wie der Harz-Interhalogen-Komplex gemäß Beispiel 1 nimmt auch dieses Produkt leicht Bromionen auf, indem es unter praktisch gleichen Bedingungen bis 60 mg/ml adsorbiert.Just like the resin-interhalogen complex according to Example 1, this product also easily takes bromine ions by adsorbing up to 60 mg / ml under practically the same conditions.

Beispiel 3Example 3

10 ml mit Wasser gesättigtes Anionenaustauscherharz gemäß Beispiel 1 in der Bromidform werden als zylinderförmiges Bett von einer Tiefe von 9 cm und einer Querschnittsfläche von 1,1 cm2 in eine Kolonne eingebracht. Durch dieses Bett wird ein mit Wasser gesättigtes Gemisch aus Chlor und Luft mit einem Chlorgehalt von etwa 0,1 Gewichtsprozent bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 15,5 l/Minute bei Raumtemperatur hindurchgeleitet. Das anfänglich farblose Harz färbt sich bei der Adsorption von Chlor allmählich gelborange, und in dem Abgas kann bei Prüfung mit Kaliumjodid-Stärkepapier kein Chlor festgestellt werden. In 15 Minuten adsorbiert das Harz bis 1 Millimol Cl2Je Milliäquivalent je Milliliter Harz, was der Umwandlung der Bromionengruppen Br~ des Harzes in das Bromidchlorion BrCLr entspricht.10 ml of anion exchange resin saturated with water according to Example 1 in the bromide form are introduced into a column as a cylindrical bed with a depth of 9 cm and a cross-sectional area of 1.1 cm 2. A water-saturated mixture of chlorine and air with a chlorine content of about 0.1 percent by weight is passed through this bed at a flow rate of 15.5 l / minute at room temperature. The initially colorless resin gradually turns yellow-orange in color when chlorine is adsorbed, and no chlorine can be found in the exhaust gas when tested with potassium iodide starch paper. In 15 minutes the resin adsorbs up to 1 millimole of Cl 2 per milliequivalent per milliliter of resin, which corresponds to the conversion of the bromine ion groups Br ~ of the resin into the bromide chlorine ion BrCLr.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Komplexverbindungen aus Anionenaustauscherharzen, die quaternäre Ammonium- bzw. Pyridmiumchlorid- oder -bromidgruppen enthalten, durch Behandeln mit Halogenen oder Verbindungen der Halogene untereinander, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Chloride der genannten Anionenaustauscherharze Bromchlorid oder gleichzeitig Brom und Chlor oder auf die Bromide der genannten Anionenaustauscherharze Chlor einwirken läßt.Process for the preparation of complex compounds from anion exchange resins, the quaternary Contain ammonium or pyridmium chloride or bromide groups by treating with Halogens or compounds of the halogens with one another, characterized in that the chlorides of the anion exchange resins mentioned are used Bromine chloride or bromine and chlorine at the same time, or chlorine on the bromides of the anion exchange resins mentioned, can act.
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