DE4134662A1

DE4134662A1 - Verfahren zum abtrennen von celluloseether und anderen cellulosederivaten

Info

Publication number: DE4134662A1
Application number: DE19914134662
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr Kothe; Uwe Mueller; Reinhold Dr Sedelies; Lutz Dr Jeromin; Wilhelm Dr Johannisbauer; Levent Dr Yueksel; Horst Goetze
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1991-10-19
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1993-04-22
Also published as: WO1993008217A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Cellulose ether und anderen Cellulosederivaten aus einer wäßrigen Lösung/Sus pension, insbesondere aus dem bei der Reinigung von Rohcellulose ether anfallenden Waschwasser.

Die bei der Herstellung von Celluloseether erhaltenen Rohprodukte enthalten unerwünschte Nebenprodukte wie Kochsalz, Methanol, Gly cole, usw. Celluloseether, die bei Temperaturerhöhungen unlöslich werden und ausflocken, z. B. Methyl, Hydroxypropylcelluloseether, werden nach dem Stand der Technik durch Wäsche mit Heißwasser von den Nebenprodukten gereinigt und salzfrei gewaschen. Dabei werden Flocken von Cellulosederivat mitgerissen, die sich teilweise im Wasser lösen. Die gewaschenen Celluloseether werden in einem wei teren Schritt mittels Zentrifugen oder Filtern nach dem Stand der Technik vorgetrocknet (EP 03 05 898 A2 und EP 03 05 899 A2). Die durch die Heißwasserwäsche herausgewaschenen Celluloseether stellen einen deutlichen Produktverlust dar. Zur Rückgewinnung können zwar Absetzbecken eingesetzt werden, in denen die Cellulosederivatflocken abgetrennt werden. Mikroflocken und gelöstes Cellulosederivat werden jedoch nicht zurückgehalten, so daß der geklärte Überlauf des Absetz beckens noch Produkt enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effektives und wirt schaftliches Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, das eine erheblich größere Menge an Cellulosederivat aus dem Wasch wasser zurückzugewinnen erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in einer ersten Stufe aus der über dem Flockungspunkt erwärmten Lösung das ausgeflockte Cellulosederivat abtrennt, die erhaltene Lösung in ei ner zweiten Stufe nach Abkühlen unter den Flockungspunkt einer Mem branfiltration unterwirft und das erhaltene Konzentrat über den Flockungspunkt aufheizt und weiter einengt und insbesondere zum Ein gang der ersten Stufe zurückführt.

Gegenüber dem Einsatz eines einfachen Absetzbeckens kann erfindungs gemäß die aus dem Waschwasser zurückgewonnene Wertstoffmenge verdop pelt werden. Außerdem wird eine erhebliche Reduzierung der Abwasser belastung, ausgedrückt durch den CSB-Wert, erreicht.

In einer besonders wichtigen vorteilhaften Ausgestaltung trennt man in der ersten Stufe zunächst einen Teil des ungelösten Cellulose derivats in einem Absetzbehälter und dann den restlichen, in dessen Überlauf noch enthaltenen Teil ab. Dies kann durch einen Fliehkraft abscheider oder durch eine Flotation erfolgen. Damit wird eine prak tisch vollständige Abtrennung von ungelöstem Cellulosederivat er reicht.

Verfahrenstechnisch ist es vorteilhaft, wenn der im Fliehkraftab scheider oder in der Flotation abgetrennte restliche Teil der unge lösten Cellulosederivate zum Absetzbehälter zurückgeführt wird.

Um den Energieaufwand beim Abkühlen und Erwärmen in der zweiten Ver fahrensstufe gering zu halten, wird vorgeschlagen, daß der Zulauf und das Konzentrat der Membranfiltration über einen Rekuperator ge führt werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den übrigen Unteransprüchen genannt.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird im folgenden anhand des schematischen Verfahrensfließbildes in Fig. 1 beschrieben. Das bei der Reinigung von Rohcelluloseether anfallende heiße Waschwasser läuft zunächst in ein Absetzbecken 1, in dem der größte Teil der mitgerissenen Celluloseetherflocken abgetrennt und bei 2 wieder in den Produktionsprozeß zurückgeführt wird. Der Überlauf des Absetz beckens 1 wird mittels einer Pumpe 3 in einen Hydrozyklon 4 geför dert, aus dem das Konzentrat über Leitung 5 zurück in das Absetz becken gefördert wird. Die noch heiße gereinigte Wasserphase des Hydrozyklons wird in einem Rekuperator 6 und einem weiteren, mit Kühlwasser betriebenen Wärmeaustauscher 7 unter die Flockungstem peratur der gelösten Celluloseether abgekühlt. Die Flüssigkeit wird dann in einer Querstrommembranfiltrationsanlage aufkonzentriert, die aus einem Membranmodul 8, einer Umwälzpumpe 9 und einer zum Einstel len des Betriebsdrucks dienenden Druckpumpe 10 besteht. Es können sowohl organische als anorganische Membranen eingesetzt werden, wo bei die Trenngrenze in Nano-, Ultra- oder im Mikrofiltrationsbereich liegen kann. Das von Celluloseether freie Permeat 11 kann kanali siert werden. Das Konzentrat wird zur Energieeinsparung im Rekupera tor 6 und einem weiteren Wärmeaustauscher 12 über die Flockungstem peratur aufgeheizt und zum Absetzbecken 1 zurückgeführt.

Aus dem Absetzbecken 1 wird der zurückgewonnene Celluloseether kontinuierlich oder absatzweise abgezogen, aufgearbeitet und mit dem Produkt verschnitten. Werden die Waschwässer der einzelnen Produk tionsstränge getrennt aufgearbeitet, ist eine direkte Verschneidung ohne Qualtitätseinbußen des Produkts möglich. In einer einfacheren Ausführungsform werden die Waschwässer vermischt, und die zurück gewonnenen Celluloseether werden zu einem Produkt mit geringeren Qualitätsanforderungen verarbeitet.

Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt beispielhaft die einzelnen CSB- Konzentrationen und Gehalte an Methylcelluloseether. Bei diesem Ver such wurde ein Hydrozyklon und als Trennmembran eine Ultra-Filtra tionsmembran aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) eingesetzt. Die Lösung wurde in der Membrananlage um den Faktor 2 aufkonzentriert. Die an gegebenen Permeatwerte zeigen deutlich, daß erfindungsgemäß nahezu der gesamte Celluloseether aus dem Waschwasser zurückgewonnen werden können.

Tabelle 1

Waschwasserbelastung nach den einzelnen Trennstufen

Bezugszeichenliste

1 Absetzbecken
2 Pfeil
3 Pumpe
4 Hydrozyklon
5 Leitung
6 Rekuperator
7 Wärmeaustauscher
8 Membranmodul
9 Umwälzpumpe
10 Druckpumpe
11 Permeat
12 weiterer Wärmeaustauscher
13 Probenahme
14 Probenahme
15 Probenahme

Claims

1. Verfahren zum Abtrennen von Celluloseether und anderen Cellulo sederivaten aus einer wäßrigen Lösung/Suspension, insbesondere aus dem bei der Reinigung von Rohcelluloseether anfallenden Waschwasser, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Stufe aus der über dem Flockungspunkt erwärmten Lösung das ausgeflockte Cellulosederivat abtrennt, die erhaltene Lösung in einer zweiten Stufe nach Abkühlen unter den Flockungspunkt einer Membranfiltration unterwirft und das erhal tene Konzentrat über den Flockungspunkt aufheizt und weiter ein engt und insbesondere zum Eingang der ersten Stufe zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe zunächst einen Teil des ungelösten Cellulosederivats in einem Absetzbehälter und dann den rest lichen, in dessen Überlauf noch enthaltenen Teil abtrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der restliche Teil des ungelösten Cellulosederivats zum Absetzbehälter zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf und das Konzentrat der Membranfiltration über einen Rekuperator geführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fliehkraftabscheider einen Hydrozyklon einsetzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Membranfiltration das Volumenverhältnis von Konzen trat zu Permeat im Bereich von 0,5 bis 5, insbesondere bei etwa 1 liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querstrom-Membranfiltration vorgenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ultrafiltrationsmembran aus Polyvinylidenfluorid eingesetzt wird.