DE2426274A1

DE2426274A1 - Removal of aldehydes, ketones and acids - from solns. using weak or medium basic anion exchanger

Info

Publication number: DE2426274A1
Application number: DE19742426274
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Eliasek; Zdenek Dipl Ing Matejka; Jiri Prof Mostecky; Miroslav Dipl Ing Ocenasek; Jiri Dipl Ing Prokupek; Jaroslav Dipl Ing Tuna; Jiri Dipl Ing Uher
Original assignee: Vysoka Skola Chemicko Technologicka V Praze
Current assignee: Vysoka Skola Chemicko Technologicka V Praze
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1974-12-05
Also published as: SE7407138L; ATA424774A; FI162874A; CS177426B1; AT332816B

Abstract

The named materials are reversibly collected on a weak or medium strength basic anion exchanger in hydrogen sulphite form. The process is esp. used for the purificn. of alcoholic solns. and prods. in the food industry, and also for removal of aldehydes and organic acids from waste H2O in the paper industry. When compared with the use of strongly basic exchangers, the vol. capacity of the exchanger is increased and smaller amts. of alkali are needed for regeneration.

Description

Verfahren zur gleichzeitigen Beseitigung von Aldehyden, Ketonen und Säuren aus wäßrigen oder nicht wäßrigen Lösungen mit Hilfe von Anionenaustauschern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Beseitigung von Aldehyden, Ketonen und Säuren aus wäßrigen oder nicht wäßrigen Lösungen mit Hilfe von Anionenaustauschern. Es handelt sich insbesondere um die Beseitigung von Aldehyden und Ketonen bei der Reinigung von alkoholischen Lösungen und ferner um die Beseitigung von Aldehyden und organischen Säuren aus dem Abwasser in der Papierindustrie. Process for the simultaneous elimination of aldehydes, ketones and Acids from aqueous or non-aqueous solutions with the aid of anion exchangers The invention relates to a method for the simultaneous removal of Aldehydes, ketones and acids from aqueous or non-aqueous solutions with the help of anion exchangers. In particular, it concerns the elimination of aldehydes and ketones in the purification of alcoholic solutions and also in the disposal of aldehydes and organic acids from wastewater in the paper industry.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik ist es möglich, Aldehyde und Ketone aus Lösungen mit Hilfe von stark basischen Anionenaustauschern in der Hydrogensulfitform zu beseitigen, mit welcher die genannten;5toffe Komplexverbindungen bilden und in Form von oC-Hydroxysulfonsäuresalzen aufgefangen werden. According to the current state of the art it is possible to use aldehydes and ketones from solutions with the help of strongly basic Anion exchangers to eliminate in the hydrogen sulfite form, with which the mentioned; 5toffe complex compounds and are collected in the form of oC-hydroxysulfonic acid salts.

Die Nachteile des genannten Verfahrens liegen in einer verhältnismäßig niedrigen nutzbaren Volumenkapazität und darin, daß zur Regenerierung des Anionenaustauschers große Mengen Lauge notwendig sind. The disadvantages of the method mentioned are relative low usable volume capacity and that for the regeneration of the anion exchanger large amounts of lye are necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren derart abzuwandeln, daß sich die nutzbare Volumenkapazität des Anionenaustauschers erhöhen läßt und zu seiner Regenerierung geringere Laugenmengen als bisher benötigt werden. The invention is based on the object of such a method to modify that increase the usable volume capacity of the anion exchanger can and its regeneration smaller amounts of lye are required than before.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Beseitigung von Aldehyden, Ketonen und Säuren aus wäßrigen oder nicht wäßrigen Lösungen mit Hilfe von basischen Anionenaustauschern, mit dem Kennzeichen, daß die genannten Stoffe reversibel auf einem schwach oder mittelstark basischen Anionenaustauscher in der Hydrogensulfitform aufgefangen werden. The invention, with which this object is achieved, is a Process for the simultaneous removal of aldehydes, ketones and acids from aqueous or non-aqueous solutions with the help of basic anion exchangers, with the Indicator that the substances mentioned are reversible to a weak or medium strength basic anion exchanger are collected in the hydrogen sulfite form.

Zweckmäßig überführt man einen schwach basischen Anionenaustauscher erst während des Sorptionsverlaufs mit Hilfe des in der behandelten Lösung enthaltenen Schwefeldioxids in die Hydrogensulfitform, wobei es von Vorteil ist, wenn die molare Schwefeldioxidkonzentration in der behandelten Lösung dieselbe oder größer als die molare Konzentration der zu beseitigenden Oxoverbindungen ist. A weakly basic anion exchanger is expediently transferred only during the course of sorption with the aid of the solution contained in the treated solution Sulfur dioxide into the hydrogen sulfite form, it being advantageous if the molar Sulfur dioxide concentration in the treated solution is the same or greater than that molar concentration of the oxo compounds to be eliminated.

Zu den genannten Zwecken verwendet man bevorzugt einen schwachen oder einen mittelstark basischen Anionenaustauscher mit einer makroporösen Struktur. A weak one is preferred for the purposes mentioned or a moderately basic anion exchanger with a macroporous Structure.

Die Erfindung geht von der neu aufgefundenen Tatsache aus, daß das cC-Hydroxysulfonsäuream.on, welches bei der bekannten Reaktion von Oxoverbindungen mit dem HSO3-Anion entsteht, sogar von einem 3 schwach oder mittelstark basischen Anionenaustauscher sehr fest gebunden wird, was ein quantitatives Auffangen der angeführten Oxoverbindungen auch mit Anionenaustauschern dieser Art ermöglicht. The invention is based on the newly found fact that the cC-Hydroxysulfonsäuream.on, which occurs in the known reaction of oxo compounds with the HSO3 anion, even from a 3 weakly or moderately basic one Anion exchanger is bound very tightly, resulting in a quantitative collection of the listed oxo compounds with anion exchangers of this type.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß man einen stark basischen Anionenaustauscher durch einen mittelstark oder schwach basischen Anionenaustauscher ersetzen kann, und insbesondere darin, daß sich die nutzbare Volumenkapazität von einem Wert von 0,7 bis 0,8 val/Uter Anionenaustauscher auf den Wert von 1,0 bis 1,1 val/Liter Anionenaustauscher erhöhen läßt und man gleichzeitig eine Herabsetzung der zur Regenerierung notwendigen Zugabe von 300 96 der stöchiometrischen Menge (bei einem stark basischen Anionenaustauscher) auf 150 bis 180 % der stöchiometrischen Menge (bei einem schwach oder mittelstark basischen Anionenaustauscher) erreicht. Bei einem stark basischen Anionenaustauscher läßt sich die Herabsetzung der zur Regenerierung notwendigen Menge lediglich mit Hilfe einer Gegenstromregenerierung erzielen, wozu erhöhte Investitions- und Betriebskosten erforderlich sind. The advantages of the process according to the invention are that one a strongly basic anion exchanger with a medium or weakly basic one Can replace anion exchangers, and in particular that the useful Volume capacity of a value of 0.7 to 0.8 eq / uter anion exchanger the value of 1.0 to 1.1 eq / liter of anion exchanger can be increased and one at the same time a reduction in the addition of 300 96 necessary for regeneration of the stoichiometric Amount (with a strongly basic anion exchanger) to 150 to 180% of the stoichiometric Amount (in the case of a weakly or moderately basic anion exchanger). In the case of a strongly basic anion exchanger, the reduction in the to Regeneration necessary amount only with the help of a countercurrent regeneration achieve, for which increased investment and operating costs are required.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man so vor, daß man einen schwach oder mittelstark basischen Anionenaustauscher in Form der freien Base mit Schwefeldioxid in die Hydrogensulfitform überführt, und zwar entweder vor dem Beginn der Sorptionsperiode oder mit Hilfe des in der zu reinigenden Lösung enthaltenen Schwefeldioxids, das mit den übrigen Anionen aufgefangen wird. Die in der behandelten Lösung anwesenden Oxoverbindungen reagieren sofort mit der sich bildenden Hydrogensulfitform des Anionenaustauschers und werden als i-Hydroxysulfonsäuresalze aufgefangen. Auf diese Weise läßt sich die Zeit, während der sich der Anionenaustauscher in der Hydrogensulfitform befindet und welche die Stabilität des Skeletts ungünstig beeinflußt, auf ein Minimum begrenzen. Bei einem Gel-Anionenaustauscher verläuft die Reaktion langsamer, und die Oxoverbindungen können so mit den unteren Schichten des Anionenaustauschers in Berührung kommen, welche immer in Form der freien Base vorliegen und dieselben irreversibel entxferten können. Bei einem Anionenaustauscher mit makroporöser Struktur verläuft die Reaktion wesentlich rascher, und es kann keine irreversible Verstopfung des Anionenaustauschers auftreten. In the practical implementation of the method according to the invention one proceeds in such a way that one uses a weakly or moderately strong basic anion exchanger converted in the form of the free base with sulfur dioxide into the hydrogen sulfite form, either before the start of the sorption period or with the aid of the to be cleaned Solution containing sulfur dioxide, which with the remaining anions is captured. The oxo compounds present in the treated solution react immediately with the hydrogen sulfite form of the anion exchanger that forms and are collected as i-hydroxysulfonic acid salts. In this way you can the time during which the anion exchanger is in the hydrogen sulfite form and which adversely affects the stability of the skeleton to a minimum. With a gel anion exchanger, the reaction is slower, and so do the oxo compounds can come into contact with the lower layers of the anion exchanger, which are always in the form of the free base and irreversibly remove the same can. In the case of an anion exchanger with a macroporous structure, the reaction takes place much faster, and there can be no irreversible clogging of the anion exchanger appear.

Beispiel Zum Auffangen von Aldehyden wurde ein schwach basischer Anionenaustauscher ("Wofatit AD 41") in Form der freien Base verwendet. Example To trap aldehydes became a weak base Anion exchanger ("Wofatit AD 41") used in the form of the free base.

Die Eingangslösung enthielt 42 mval CH3COOH/Liter, 2 mval HCOOH/ Liter, 5 nmol Acetaldehyd/Liter und 10 nmol SO /Liter. Die spezifische 2 Belastung bei der Sorptionsphase betrug 10 Liter/Std/Liter. Der Anionenaustauscher fing alle angeführten Stoffe quantitativ auf, die ersten Spuren derselben erschienen im Filtrat nach Durchfluß von 17,5 Liter Lösung/Liter Anionenaustauscher, was eine nutzbare Volumenkapazität von 1,03 val/Liter darstellt.The input solution contained 42 meq CH3COOH / liter, 2 meq HCOOH / liter, 5 nmol acetaldehyde / liter and 10 nmol SO / liter. The specific 2 load at the sorption phase was 10 liters / hour / liter. The anion exchanger caught all of the listed Substances quantitatively, the first traces of them appeared in the filtrate after flow through of 17.5 liters of solution / liter of anion exchanger, which is a usable volume capacity of 1.03 eq / liter.

Die Erfindung kann bei der Beseitigung von Oxoverbindungen aus verschiedenen Produkten in der Lebensmittelindustrie und bei der Behandlung des Abwassers in der Papierindustrie Anwendung finden. The invention can be used in the elimination of oxo compounds from various Products in the food industry and in the treatment of wastewater in the Paper industry application.

Claims

1. Process for the simultaneous elimination of aldehydes, ketones and acids from aqueous or non-aqueous solutions with the help of basic anion exchangers, characterized in that the substances mentioned are reversible on a weak basis or moderately strong basic anion exchanger in hydrogen sulfite form will.

2. The method according to claim 1, characterized in that one weakly basic anion exchanger only during the course of the sorption cycle With the help of the sulfur dioxide contained in the treated solution, it is converted into the hydrogen sulfite form convicted.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the molar sulfur dioxide concentration in the treated solution is the same or is greater than the molar concentration of the oxo compounds to be removed.

4. The method according to claims 1, 2 and 3, characterized in that that one preferably has a weakly or moderately basic anion exchanger used with a macroporous structure.