DE19538014A1 - Verfahren zur Abtrennung von organischen Flüssigkeiten aus wäßrigen Lösungen - Google Patents
Verfahren zur Abtrennung von organischen Flüssigkeiten aus wäßrigen LösungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von in
einem wäßrigen Medium vorliegenden, in dem wäßrigen Medium
unlöslichen organischen Flüssigkeiten.
Wasser bzw. wäßrige Lösungen sind häufig durch organische
Flüssigkeiten verunreinigt. Organische Flüssigkeiten, die
spezifisch leichter sind als Wasser, wie z. B. Öl, Benzin oder
Petroleum, schwimmen auf der Oberfläche von wäßrigen Lösungen.
In vielen Fällen liegt die organische Flüssigkeit dabei als
geschlossene Schicht vor. Um eine solche organische Schicht von
einer Wasseroberfläche zu entfernen, wurden verschiedene
Systeme entwickelt. Bei dem sogenannten Scheibenabskimmer wird
die organische Flüssigkeit in eine Art Scheibe eingesaugt und
anschließend von der Scheibe abgenommen. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, ein Band auf die Oberfläche zu
legen, das die organische Flüssigkeit einsaugt und diese
anschließend von dem Band abzutrennen. Bei diesen Verfahren ist
jedoch keine kontinuierliche Verfahrensführung möglich.
Bei den bekannten Verfahren zur Abtrennung von organischen
Flüssigkeiten aus wäßrigen Lösungen wird jedoch die organische
Flüssigkeit nicht vollständig abgetrennt, d. h. es liegen noch
Reste der organischen Flüssigkeit in der wäßrigen Lösung vor.
Zudem weist die abgetrennte organische Flüssigkeit zumeist
einen relativ großen Wasseranteil auf, da die Verfahren die
organische Flüssigkeit nicht selektiv genug abtrennen.
Weiterhin sind keine Verfahren bekannt, die auch zur Abtrennung
von dispergierten organischen Flüssigkeiten sowie zur
Abtrennung von organischen Flüssigkeiten, die spezifisch
schwerer als Wasser sind und somit zu Boden sinken, verwendbar
sind.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur
Abtrennung von organischen Flüssigkeiten aus einer wäßrigen
Lösung bereitzustellen, bei dem die Nachteile der bestehenden
Verfahren zumindest teilweise beseitigt sind und das es daher
ermöglicht, die abgetrennte organische Flüssigkeit praktisch
frei von Wasser und die zurückbleibende wäßrige Lösung
praktisch frei von flüssigen organischen Verunreinigungen zu
erhalten. Das Verfahren sollte außerdem für eine
kontinuierliche Verfahrensführung geeignet sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur
Abtrennung von in einem wäßrigen Medium vorliegenden, in dem
wäßrigen Medium unlöslichen organischen Flüssigkeiten, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß ein hydrophobes poröses
Material mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, wobei
die organische Flüssigkeit in oder/und durch das hydrophobe
poröse Material tritt, vom wäßrigen Medium abgetrennt und
anschließend gegebenenfalls abgeleitet wird.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die organische Flüssigkeit
durch Kapillarkräfte in das poröse Material eingesogen. Da nur
die organische Phase, nicht aber Wasser in die hydrophoben
Poren treten kann, wird sehr selektiv die organische
Flüssigkeit abgetrennt.
Das hydrophobe poröse Material, das erfindungsgemäß mit der
Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, kann verschiedene
Strukturen aufweisen und aus verschiedenen Materialien
bestehen. Bevorzugt ist das hydrophobe poröse Material eine
Membran oder ein poröser Körper. Eine bevorzugte hydrophobe
poröse Membran kann aus bekannten hydrophoben
Membranmaterialien bestehen und besonders bevorzugt aus
Polypropylen-, Polytetrafluorethylen- oder
Polyethylenmembranen. Ein erfindungsgemäß bevorzugt verwendeter
hydrophober poröser Körper kann z. B. aus gesintertem Material
oder anderen, dem Fachmann bekannten hydrophoben porösen
Materialien bestehen.
Das erfindungsgemäß verwendete hydrophobe poröse Material
enthält bevorzugt Poren mit einem Durchmesser von 0,05 bis 20
µm. Je nach Anwendung sind aber auch andere Porendurchmesser
denkbar. Die Porengröße kann leicht an die jeweilige Anwendung
angepaßt werden, wobei zwei Faktoren berücksichtigt werden
müssen. Je kleiner die Poren sind, desto besser wird die
organische Flüssigkeit aufgesaugt, aber desto größer ist auch
der Strömungswiderstand. Eine geeignete Porengröße kann
allerdings leicht auf die Bedürfnisse der Anwendung abgestellt
werden.
Der erfindungsgemäß verwendete hydrophobe poröse Körper ist
bevorzugt ein Hohlkörper und stellt als solcher eine Art
Auffanggefäß dar, das besonders bevorzugt einen Abfluß enthält.
Die organische Flüssigkeit wird durch die Poren in den
Hohlkörper gesaugt und dann abgeleitet. In einer anderen
bevorzugten Ausführungsform wird durch Membranen ein
geschlossener Körper, z. B. ein Membranschlauch gebildet, in dem
dann die organische Flüssigkeit abgeführt werden kann. Es ist
erfindungsgemäß auch möglich, das hydrophobe poröse Material
als Scheidewand zu verwenden, die mit ihrer einen Seite mit der
wäßrigen Lösung in Kontakt gebracht wird und die auf ihrer
anderen Seite bevorzugt Abflußmöglichkeiten für die organische
Flüssigkeit aufweist.
Das hydrophobe poröse Material wird bevorzugt in einer Form mit
einer möglichst großen Oberfläche verwendet. Durch eine
zusätzliche Vergrößerung der Oberfläche, die z. B. durch
Erzeugen von Vertiefungen erreicht wird, werden die
Kapillareffekte erhöht. In einer speziellen bevorzugten
Ausführungsform wird die Vergrößerung der Oberfläche durch enge
Vertiefungen von 0,01 mm bis 5 mm Breite erreicht. In anderen
bevorzugten Ausführungsformen wird die Vergrößerung der
Oberfläche durch gefaltete Membranen, sternförmige
Membranschläuche oder/und Kerben in porösen Körpern erreicht.
In einer weiteren erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform
wird ein zweites nicht poröses Material in einer solchen
räumlichen Anordnung mit dem hydrophoben porösen Material
verbunden, daß ein Flüssigkeitsfluß zwischen den beiden
Materialien möglich und die Kapillarwirkung erhöht ist.
Das hydrophobe poröse Material kann z. B. bevorzugt von einem
zweiten Körper umgeben sein. Der Abstand des zweiten Materials
vom hydrophoben porösen Material wird so gewählt, daß die
Kapillarwirkung erhöht wird, wodurch ein höherer Fluß erzielt
wird. Besonders bevorzugt beträgt der Abstand zwischen dem
zweiten Material und dem hydrophoben porösen Material 0,1 µm
bis 10 mm. Das zweite Material kann z. B. die Form einer Scheibe
haben, wenn das hydrophobe poröse Material die Form einer
flachen Ebene (z. B. Membran) hat, oder z. B. ein Rohr sein, das
über einen porösen Körper oder über einen Membranschlauch
geschoben wird. Allgemein wird die Form des zweiten nicht
porösen Materials der Form des hydrophoben porösen Materials
angepaßt.
Mehrere hydrophobe porös e Membranen oder/und hydrophobe poröse
Körper können bevorzugt zu Einheiten, wie Bündeln oder Modulen,
zusammengefaßt werden. Dadurch kann die Abtrennrate erhöht
werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
durch Anlegen eines Differenzdrucks an das poröse Material die
Kapillarwirkung erhöht. Der angelegte Druck wird so angepaßt,
daß praktisch kein Wasser mit durchgesaugt wird. Durch Anlegen
eines Unterdrucks an der dem wäßrigen Medium abgewandten Seite
kann z. B. die treibende Kraft und damit die Abtrennrate erhöht
werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine äußerst
selektive Abtrennung von in einem wäßrigen Medium vorliegenden,
in dem wäßrigen Medium unlöslichen organischen Flüssigkeiten.
Die Abtrennung erfolgt unabhängig von der Verteilung der
organischen Flüssigkeit in dem wäßrigen Medium, d. h. es kann
sowohl oben auf der Wasseroberfläche schwimmende als auch
dispergierte als auch sich unter dem Wasser befindliche
organische Flüssigkeit abgetrennt werden. Die Abtrennung der
organischen Flüssigkeit kann durch Ableiten auch kontinuierlich
erfolgen. Durch geeignete Maßnahmen, wie Anlegen einer
Druckdifferenz, Vergrößern der Oberfläche oder Zusammenfassen
von mehreren Membranen oder/und porösen Körpern zu einer
Einheit, kann die Abtrennrate erhöht werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.
In einem Gefäß wird Petroleum über Wasser geschichtet. Die
Dicke der auf der Wasseroberfläche schwimmenden Petroleum
schicht beträgt ca. 5 mm. Verschiedene Polypropylen-Membranen
mit gleicher Oberfläche werden in die Flüssigkeit getaucht.
Beim Membrantyp 1 handelt es sich um eine Rohrmembran, bei den
Membrantypen 2, 3 und 4 um Kapillarmembranen mit unterschied
lichen Porengrößen. Die Kapillarmembranen haben im Vergleich
zur Rohrmembran einen kleineren Innen- und Außendurchmesser
sowie eine geringere Wandstärke. Nach Sättigung der Membran
fließt die organische Flüssigkeit, die praktisch frei von
Wasser erhalten wird, an der wasserabgewandten Seite ab. Die
abgesaugten Flüssigkeitsmengen sind in Tabelle 1
zusammengestellt.
In einem Gefäß wird Petroleum über Wasser geschichtet. Die
Dicke der auf der Wasseroberfläche schwimmenden Petroleum
schicht beträgt ca. 5 mm. Ein poröser Polyethylen-Sinterkörper
mit der gleichen Oberfläche wie die Membranen in Beispiel 1
wird in die Flüssigkeit getaucht. Nach Sättigung des porösen
Körpers fließt die organische Flüssigkeit, die praktisch frei
von Wasser ist, an der wasserabgewandten Seite ab. Zur Erhöhung
des Flusses wird die Außenfläche des porösen Körpers mit einem
zweiten Körper in geringem Abstand umgeben. Die abgesaugten
Flüssigkeitsmengen sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Claims (15)
1. Verfahren zur Abtrennung von in einem wäßrigen Medium
vorliegenden, in dem wäßrigen Medium unlöslichen
organischen Flüssigkeiten,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein hydrophobes poröses Material mit der Flüssigkeit
in Kontakt gebracht wird, wobei die organische Flüssigkeit
in oder/und durch das hydrophobe poröse Material tritt,
vom wäßrigen Medium abgetrennt und anschließend
gegebenenfalls abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als hydrophobes poröses Material eine hydrophobe
Membran verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als hydrophobe poröse Membran eine Polypropylen-,
Polytetrafluorethylen- oder Polyethylenmembran verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als hydrophobes Material einen hydrophoben porösen
Körper verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als hydrophoben porösen Körper einen Hohlkörper
verwendet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der hydrophobe poröse Körper aus gesintertem Material
besteht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das hydrophobe poröse Material Poren mit einem
Durchmesser von 0,05 bis 20 µm enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine sich auf der Oberfläche eines wäßrigen Mediums
befindliche oder/und eine in einem wäßrigen Medium
dispergierte oder/und eine sich unter einem wäßrigen
Medium befindliche organische Flüssigkeit abgetrennt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das hydrophobe Material in einer Form mit möglichst
großer Oberfläche eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vergrößerung der Oberfläche durch Anbringen von
Vertiefungen von 0,01 bis 5 mm Breite oder von Kerben in
das hydrophobe Material oder/und durch Falten von
Membranen erhalten wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß man ein zweites nicht poröses Material in einer
solchen räumlichen Anordnung mit dem hydrophoben porösen
Material verbindet, daß ein Flüssigkeitsfluß zwischen den
beiden Materialien möglich und die Kapillarwirkung erhöht
ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen dem zweiten hydrophoben Material
und dem hydrophoben porösen Material 0,1 µm bis 10 mm
beträgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere hydrophobe Membranen oder/und hydrophobe
poröse Körper verwendet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß man mehrere hydrophobe Membranen oder/und hydrophobe
poröse Körper zu einer Einheit zusammengefaßt verwendet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der dem wäßrigen Medium abgewandten Seite des
hydrophoben porösen Materials ein Differenzdruck angelegt
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19538014A DE19538014A1 (de) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Verfahren zur Abtrennung von organischen Flüssigkeiten aus wäßrigen Lösungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19538014A DE19538014A1 (de) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Verfahren zur Abtrennung von organischen Flüssigkeiten aus wäßrigen Lösungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19538014A1 true DE19538014A1 (de) | 1997-04-17 |
Family
ID=7774667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19538014A Ceased DE19538014A1 (de) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Verfahren zur Abtrennung von organischen Flüssigkeiten aus wäßrigen Lösungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19538014A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-10-12 DE DE19538014A patent/DE19538014A1/de not_active Ceased
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |