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VERFAHREN ZUR REINIGUNG DER MUTTERLAUGE VON HEXA-
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MBTUYLENTETRAMIN Die vorliegende erfindung bezieht sich auf Verfahren
zur Reinigung der Mutterlauge von Hexamethylentetramin.
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Hexainethylentetramin findet eine umfassende Ansendunb bei der Herstellung
von Sxunststoffen, Sprengstoffen, in der Gummi-, pharmazeutischen und Textilindustrie
sowie in anderen Industriezweigen.
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Bei allen bekannten großtechnischen Verfahren zur Herstellung von
Hexamethylentetramin durch Umsetzung von Formaldehyd und Ammoniak ist die Bildung
von Verlrnreinigungen und ihre Anhäufung in der umlaufenden Mutterlauge unvermeidlich,
die Geschwindigkeit ihrer Anhäufung hängt von der Qualität der Rohstoffe und von
der Stabilität der technologischen Führung der Hexamethylentetramin-Synthese ab.
Die Menge der oxidierenden Verunreinigungen in der ungereinigten Mutterlauge des
Hexamethylentetramins erreicht 12So (umgerechnet auf Bormiat-Ion ) und der Gesamtgehalt
an Ammoniak und an flüchtigen Aminen beträgt 4%. Nach dem Zentrifugieren und der
Trocknung bleiben die Verunreinigungen zusammen mit der Nutterlauge in dem Hexamethylentetrazin,
wodurch seine Qualität verschlechtert wird.
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Die Verunreinigungen verleihen dem Hexamethylentetramin einen gelblichen
Farbton, erhöhen seine Neigung zum Zusammenklumpen und rufen Schwierigkeiten bei
seiner Verarbeitung hervor, insbesondere bei der Herstellung von Sprengstoffen.
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Eines der technologischen Verfahren sieht eine diskontinuierliche
Abführung eines Teils der Autterlauge aus dem Kreislauf zur Verbrennung vor, um
die Menge der in der Mutterlauge des Hexamethylentetramins vorhandenen Verunreinigungen
herabzusetzen. Anstelle der abgeführten Mutterlatige wird Wasser eingeführt, das
die Mutterlauge des Hexamethylentetramins verdünnt und dadurch die zunge der Verunreinigungen
herabsetzt (Ekspress-informacija, serija "Promy#lennyj organiceskij sintez", 1968,
Nr. 104 24-26, VINITI, Moskva).
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Bei der Verbrennung der Mutterlauge, die eine gesättigt e 45-46,0ige
Lösung des Hexamethylentetramins darstellt, geht eine beträchtliche Ynge des Endproducktes,
15 bis 35 kg
je 1 t Hexamethylentetramin, verloren.
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Hierdurch führt die Verbrennung zur Erhöhung der Verbrauchsmengen
an Rohstoffen und zur Senkung der Leistung von Auerüstungen, das heißt, daß dieses
Verfahren wirtschaftlich unzweckmäßig ist.
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Bekannt ist ein weiteres Verfahren zur Reinigung der Mutterlauge
des Hexamethylentetramins (J.F. walker, "Formaldhydlt, Verlag Goskhimizdat, iwioskau,
1957, S. 455).
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Dieses Verfahren besteht darin, daß die Mutterlauge des Hexamethylentetrainins
mit Wasser verdünnt, unter Zuhilfenahme von Aktivkohle gereinigt und in den Kreislauf
zurückgeführt wird.
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Bei der Durchführung dieses Verfahrens gelingt es, den Gesamtgehalt
an Verunreinigungen in der Jutterlauge des Hexamethylentetramins höchstens um das
2fache zu verringern, weil einige Verunreinigungen sich mit keinem der bekannten
Typen der aktivierten Kohle adsorbieren lassen.
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Bei der Verwirklichung dieses Verfahrens entsteht außerdem eine wesentliche
menge von festen Abfällen (Verbrauch an aktivierter Kohle beträgt etwa 100 kg je
1 t der gereinigten Mutterlauge).
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Der derzeitige Stand der Technik verfügt über kein ausreicnend effektives
und wirtschaftliches Verfahren zur Reinigung der .lutterlauge von Hexamethylentetramins,
das gestattet, aus der Mutterlauge alle darin vorhandenen Verunreinigungen zu entfernen
und ein Produkt mit hohem Reinheitsgrad zu erhalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur
Reinigung der Motterlauge von Hexamethylentetramin zu entwickeln, das gestattet,
ein Endprodukt mit rohem Reinheitsgrad zu erhalten, und das wirtschaftlich vorteilhaft
ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein solches Verfahren zur
Reinigung der Jutterlauge von Hexamethylen tetramin, das durch Umsetzung von Formaldehyd
und Ammoniak gewonnen wird, vorgessonlagen wird, in dem erfindungsgemäß die slutterlauge
von Hexamethylentetamin
mittels Durchlassen zwischen Ionenaustauscher-Membranen
hei einer konstanten elektrischen Spannunc von 0,5 bis 2,5 V elektrodialysiert wird.
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Das erfindungsge:äie Verfahren zur Reinigung der .'Sutterlauge v0nHexamethylentetramin
beruht auf der Anwendung der Elektrodialyse. Unter Einwirkung des elektrischen Gleichfeldes
erfahren die dissoziierten Ionen der Verurireinigungen, die in der ì,lutterlauge
des Hexamethylentetramins enthalten sind, eine ausgerichtete Bewegung und verlassen
durch die Membranen die Mutterlauge. Das praktisch nicht dissoziterte Hexamethylentetramin
bleibt in der Lösung.
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Die Reinigung erfolgt bei einer optimal gewählten Spannung des elektrischen
Feldes in einem Bereich von 0,5 bis 2,5 V.
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Bei einer Spannung unter dem genannten Viert verringert sich die
Effektivität der Reinigung und die Leistung der Prozeßführung, bei einer Spannung
über den genannten Wert hinaus entstehen Verluste an Hexamethylentetramin.
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Das Verfangen ermöglicht es, eine gereinigte Mutterlauge des Hexamethylentetramins
zu erhalten, in der keine oxydierbaren Verunreinigungen vorhanden sind. Der Gehalt
an Ammoniak und an flüchtigen Aminen übersteigt nicht 0,5%.
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Die Verringerung von Verunreinigungen in der .Jutterlauge führt zur
Verbesserung der Qualität des Hexamethylen t etramins.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens fehlen praktisch
Produktionsabfälle. Als Abfälle gilt die konzentrierte Lösung der Verunreinigungen
in einer Menge von höchstens 10 kg je 1 t des Hexamethylentetramins, das zusammen
mit Methanol abwässern der Hexamethylentetramin -Produktion in einer Rektifizierkolonne
verarbeitet wird.
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Zur Durchführung des Verfahrens werden standardisierte Elcktrodialyse-Anlagen
eingesetzt.
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Das Verfahren ist einfach in seiner technologischen Ausführung und
wird wie folgt durchgeführt.
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Die Mutterlauge des Hexamethylenteíramins wird bei
einer
Temperatur von 20 bis 400C einem Elektrodialysator zugeführt. Dem Blektrodialysator
wird Spannung zugeführt und es erfolgt die Zirkulation der Mutterlauge zwischen
den lonenaust aus cher-Meinbranen.
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Die gereinigte Mutterlauge wird aus dem ReinigunÓskreislauf herausgeführt
und einem Sammelbehälter für die Mutterlauge zwecks Herstellung von Hexamethylentertamin
zugeleitet.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfinduna werden folgende
konkrete Beispiele angeführt.
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Beispiel 1 Die Mutterlauge von Hexamethylentetramin, die 10,2/ó oxydierbare
Verunreinigungen (umgerechnet auf Formiat-lon) und 3,3% Ammoniak und flüchtige Amine
enthält, wird einem Blektrodialysator zugeführt. Man führt dem Blektrodialysator
eine Spannung von 0,5 V für jede Arbeitskammer zu und unternimmt eine mehrmalige
Zirkulation der Mutterlauge zwischen den Ionenaustauscher-Membranen.
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In der gereinigten Mutterlauge des Hexametharlentetramins beträgt
der Gehalt an oxydierbaren Verunreinigungen 0,15%, der Gehalt an Ammoniak und flüchtigen
aminen beträgt 0,5%.
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Beispiel 2 Die Mutterlauge des Hexamethylentetramins der selben Zusammensetzung
wie in Beispiel 1 wird einem lektrodialy-Stator zugeführt. Man führt dem Elektrodialysator
eine Spannung von 1,5 V für jede Arbeitskammer zu und unternimmt eine mehrmalige
Zirkulation der Jutterlauge zwischen den Ionenaustauscher-Membranen.
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In der gereinigten Mutterlauge des Hexamethylente tramins fehlen
die oxydierbaren Verunreinigungen; der Gehalt an Ammoniak und flüchtigen Aminen
beträgt 0,4%.
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Beispiel 3 Die Mutterlauge des Hexamethylentetramins wie in Beispiel
1 wird einem Elektrodialysator zugeführt. an führt dem Elektrodialysator eine Spannung
von 2,5 V für jede Arbeitskammer zu und unternimmt eine mehrmalige Zirkulation der
Mutterlauge zwiscnen den Ionenau3tauscher-i.embranen.
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In der gereinigten mutterlauge des Hexamethylentetramins fehlen die
oxydierbaren Verunreinigungen; der Gehalt an Ammoniak und flüchtigen Aminen beträgt
0,3%.