DE4223776C1 - Recycling amine from sand moulding process - by progressively increasing pH of used gases in solution and removing amine by gravity separation - Google Patents
Recycling amine from sand moulding process - by progressively increasing pH of used gases in solution and removing amine by gravity separationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aushärten von Sand formkörpern, insbesondere Gießkernen, gemäß dem Oberbegriff des 1. Patentanspruches, wie es beispielsweise aus der DE-PS 25 50 588 oder der DE-PS 37 36 775 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a method for hardening sand Shaped bodies, in particular casting cores, according to the preamble of 1. Patent claim, as for example from DE-PS 25 50 588 or DE-PS 37 36 775 emerges as known.
Nach den bekannten Kaltaushärtverfahren lassen sich entspre chende Sandformkörper mit einer guten Biege- und Abriebfestig keit, einer hohen Maßgenauigkeit und Oberflächengüte sowie gu ter Lagerfähigkeit aus kalten Formwerkzeugen in sehr kurzen Taktzeiten herstellen. Die Sandmischung für dieses Kaltaushärt verfahren besteht aus einem trockenen Quarzsand und einem flüssigen Zweikomponenten-Kunstharzbindersystem, das bei Zu tritt eines Katalysators aushärtet.According to the well-known cold curing process, this can be done sand moldings with good resistance to bending and abrasion speed, high dimensional accuracy and surface quality as well as good ter shelf life from cold molds in very short Establish cycle times. The sand mix for this cold curing process consists of a dry quartz sand and a liquid two-component synthetic resin binder system, which at Zu occurs a catalyst hardens.
Als Katalysator werden bei der Verfahrensdurchführung bei Raum temperatur flüssige, leichtflüchtige Amine, meistens Triethyl amin, Dimethylethylamin oder Dimethylisopropylamin verwendet. Diese Amine stellen übelriechende und giftige Substanzen dar, weshalb man schon immer bemüht war, aus gesundheitlichen Gründen diese Amine aus dem Abluftstrom der Kernherstellung zu entfer nen. Dies geschah durch eine Säurewäsche des Abluftstromes, durch eine Nachverbrennung des Abluftstromes oder durch eine Verbrennung des Abluftstromes in einem Kupolofen nach Zuführung in den Heißwindstrom. Bei diesen Verfahrensweisen gehen die Amine verloren, was bei dem relativ teuren Anschaffungspreis als negativ anzusehen ist. Man hat daher auch bereits versucht, aus dem Abluftstrom bei der Kernherstellung die Amine zu ent fernen und gleichzeitig für einen erneuten Einsatz bei dem Aus härtungsprozeß zurückzugewinnen. So wird in der DE-PS 25 50 588 ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aushärten von Sandform körpern angegeben, wonach aus dem katalysatorhaltigen Abgas bei der Kernherstellung der Katalysator und andere kondensierbare Dämpfe durch Kondensation abgeschieden werden. Das gesammelte Kondensat wird einer fraktionierten Destillation unterworfen, die Katalysatorfraktion abgezweigt und wiederverwendet. Nach teilig ist bei dieser Verfahrensweise, daß der Katalysator in dem Trägergasgemisch nur in einer verhältnismäßig geringen Kon zentration vorhanden ist. Zur Entfernung des Katalysators ist daher eine starke Abkühlung des gesamten Gasstromes erforder lich. Wegen der damit verbundenen hohen Kosten konnte sich da her das Verfahren in der Praxis nicht durchsetzen. Aus der DE-PS 37 36 775 ist ein weiteres Verfahren zum Aushärten von Sandform körpern bekannt, bei dem nach der Permeation des Katalysator/ Trägergasgemisches durch eine semipermeable Membran ein an Katalysator angereichertes Gasgemisch erzeugt wird, aus dem der Katalysator z. B. ebenfalls durch Kondensation zurückgewonnen werden kann. Auch diese Verfahrensweise ist noch nicht voll zufriedenstellend, wenn auch mit ihr die Aufbereitungskosten für die Abluft reduziert werden können.As a catalyst when carrying out the process in space temperature liquid, volatile amines, mostly triethyl amine, dimethylethylamine or dimethylisopropylamine used. These amines are malodorous and toxic substances which is why you always tried, for health reasons to remove these amines from the core air exhaust stream nen. This was done by acid washing the exhaust air flow, by post-combustion of the exhaust air flow or by a Combustion of the exhaust air stream in a cupola furnace after feeding into the hot wind stream. With these procedures, the Amines lost, which at the relatively expensive purchase price is to be regarded as negative. One has therefore already tried to remove the amines from the exhaust air flow during core production distant and at the same time for a renewed use at the end to recover the hardening process. So in DE-PS 25 50 588th a method and device for curing sand mold body specified, after which from the catalyst-containing exhaust gas core manufacturing the catalyst and other condensable Vapors are separated by condensation. The collected Condensate is subjected to fractional distillation, the catalyst fraction branched off and reused. After Part of this procedure is that the catalyst in the carrier gas mixture only in a relatively low con concentration is present. To remove the catalyst is therefore a strong cooling of the entire gas flow is required Lich. Because of the high costs involved, there could be not enforce the procedure in practice. From the DE-PS 37 36 775 is another method of curing sand mold bodies known, in which after the permeation of the catalyst / Carrier gas mixture through a semipermeable membrane Catalyst-enriched gas mixture is generated from which the Catalyst z. B. also recovered by condensation can be. This procedure is also not yet complete satisfactory, albeit with the processing costs for the exhaust air can be reduced.
In der Praxis der Kernherstellung bei der Anmelderin wird zur Rückgewinnung des Amins das aus der Form entweichende, kataly satorhaltige Gasgemisch ohne eine Vermischung mit der Umgebungs luft möglichst vollständig aufgefangen und einer Schwefelsäure- Wäsche unterworfen. Dazu wird das Gasgemisch mit verdünnter Schwefelsäure in Kontakt gebracht, wobei das leichtflüchtige Amin als Aminsulfat gebunden wird. Bei einem Gehalt von etwa 10 Gew.-% Aminsulfat wird die Lösung durch Zugabe von Natronlauge neutralisiert und der pH-Wert angehoben. Dabei entsteht aus dem Aminsulfat wieder das leichtflüchtige Amin, das durch eine einfache Rektifikation wieder als reine Aminverbindung zurück gewonnen wird. Obgleich mit einer derartigen Schwefelsäure-Wä sche eine gute Reinigung der katalysatorhaltigen Abluft bei der Kernherstellung erreicht werden kann und auch eine gute Rück gewinnung des Amins möglich ist, besitzt das Verfahren doch ganz entscheidende Nachteile. Diese bestehen darin, daß zur Säurewäsche große Mengen an Schwefelsäure benötigt werden, von denen jedoch nur etwa 10 % zur Bildung von Aminsulfat genutzt werden. Zur Freisetzung des Amins aus dem Aminsulfat wird wie derum eine große Menge an Natronlauge benötigt, da die Schwe felsäure vollständig mit der entsprechenden Menge an Lauge neu tralisiert werden muß. Es entstehen also einmal erhebliche Ko sten für die einzusetzende Schwefelsäure und Natronlauge und außerdem entstehen nochmals erhebliche Kosten für z. B. Depo nierung des entstandenen Natriumsulfates und die Entsorgung des aufgesalzten Abwassers.In the applicant's core manufacturing practice, the Recovery of the amine from the form, catalyzed Sator-containing gas mixture without mixing with the surrounding air is collected as completely as possible and a sulfuric acid Subjected to laundry. For this, the gas mixture is diluted with Sulfuric acid contacted, the most volatile Amine is bound as amine sulfate. At a salary of around 10 % By weight of amine sulfate becomes the solution by adding sodium hydroxide solution neutralized and the pH increased. Thereby emerges from the Amine sulfate is again the volatile amine, which by a simple rectification back as a pure amine compound is won. Although with such a sulfuric acid wash good cleaning of the catalyst-containing exhaust air at the Core production can be achieved and also a good return extraction of the amine is possible, but the process has decisive disadvantages. These consist in that Acid wash requires large amounts of sulfuric acid which, however, only used about 10% to form amine sulfate will. To release the amine from the amine sulfate is how therefore a large amount of caustic soda is required because the welding Rock acid completely new with the appropriate amount of lye must be tralized. So there is considerable knockout most for the sulfuric acid and sodium hydroxide and in addition, considerable costs for z. B. Depo nation of the sodium sulfate formed and the disposal of the salted wastewater.
Allgemein ist es aus dem Stande der Technik auch bereits be kannt, zum Zwecke des Isolierens, des Trocknens und der Reini gung von Aminen diesen basische Verbindungen in Form von Alka lien zuzusetzen, wobei die Mischung durch diese Zugabe von Hy droxid-Ionen in einen stark alkalischen Bereich gebracht wird. Die so erhaltenen Mischungen werden anschließend erhitzt, de stilliert und das gereinigte Amin zurückgewonnen (DE-OS 17 68 743, DE-AS 11 20 458, DE-OS 23 04 303, US-PS 33 37 630 und US-PS 33 94 186).In general, it is also from the prior art knows, for the purpose of isolation, drying and Reini amines these basic compounds in the form of alka lien add, the mixture by this addition of Hy droxid ions is brought into a strongly alkaline range. The mixtures thus obtained are then heated, de breastfeeding and the purified amine recovered (DE-OS 17 68 743, DE-AS 11 20 458, DE-OS 23 04 303, US-PS 33 37 630 and U.S. Patent 33 94 186).
Aus der GB-PS 12 38 351 geht ein Verfahren zur Reinigung von Hexamethylendiamin hervor, wobei Natriumhydroxid und Kaliumhy droxid der Lösung des Amins zugesetzt und anschließend die Lö sung destilliert und gereinigtes Amin erhalten wird.From GB-PS 12 38 351 a method for cleaning Hexamethylenediamine, with sodium hydroxide and potassium hy hydroxide added to the solution of the amine and then the Lö solution is distilled and purified amine is obtained.
Diese Verfahrensweisen der Reinigung von Aminen, insbesondere allein über eine Destillation, besitzen den Nachteil, daß infolge der großen Affinität des Amins zum Wasser und der Bil dung eines azeotropen Gemisches, die Durchführung problembela den ist. Bei der Abluft aus den Kerngießmaschinen für Sand formkörper kommt noch hinzu, daß auch Lösungsmittel und Kern binderkomponenten vorhanden sind, deren Anteil in der Abluft 50 % oder sogar noch mehr betragen kann. Aus Gründen des Um weltschutzes ist die Abluft auch von diesen Komponenten zu reinigen, d. h. lediglich eine Rückgewinnung des Amins aus der Abluft ohne eine Entfernung auch dieser Komponenten aus der Luft ist nicht befriedigend, da dies nur eine unvollständige Reinigung der Abluft und damit keine Verbesserung gegenüber einer Verbrennung derselben bedeuten würde.These amine purification procedures, in particular alone by distillation have the disadvantage that due to the high affinity of the amine for water and bil formation of an azeotropic mixture, the implementation problematic that is. With the exhaust air from the core casting machines for sand Shaped body is also added that solvent and core Binder components are present, their share in the exhaust air Can be 50% or even more. For the sake of order The exhaust air from these components is also environmentally friendly clean, d. H. only a recovery of the amine from the Exhaust air without removing these components from the Air is unsatisfactory as this is only an incomplete one Exhaust air purification and therefore no improvement over would mean burning them.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem gat tungsgemäß zugrundegelegten Verfahren zum Aushärten von Sand formkörpern die Rückgewinnung der als Katalysator eingesetzten Amine dahingehend zu verbessern, daß ein physikalisches Ab trennverfahren für das Amin Verwendung findet, wobei die Menge der eingesetzten Chemikalien nicht mehr vom zurückzugewinnenden Amin, sondern von der Menge der vorhandenen Verunreinigungen abhängig ist, dabei Abluft von allen Verunreinigungen befreit und eine Entsorgung von Abwasser und/oder Abfallsalzen deutlich reduziert wird und das einfach und preiswert durchzuführen ist.The invention is therefore based on the object in a gat Appropriate method for hardening sand shaped bodies, the recovery of the catalyst used Amines to improve that a physical Ab separation process for the amine is used, the amount of the chemicals used can no longer be recovered Amine, but from the amount of impurities present is dependent, exhaust air is freed of all impurities and a disposal of waste water and / or waste salts clearly is reduced and that is easy and inexpensive to carry out.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkma len des 1. Patentanspruches gelöst.The task set is based on the invention of the generic method with the characteristic features len of the 1st claim solved.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die Rei nigung des mit Wasser und Lösungsmittel versetzten Amins derart erfolgt, daß in dem von der Kernaushärtung her gesammelten, aminhaltigen Ausgangsgemisch das Lösungsgleichgewicht von Amin in Wasser durch starke Alkalisierung des Ausgangsgemisches, vorzugsweise durch Zugabe von OH-Ionen, in Richtung einer geringen Löslichkeit von Amin in Wasser verschoben und dadurch eine Schwerkraftabscheidung von - leichterem, entwässertem - Amin und - schwererer, wasserhaltiger - Lauge erzwungen wird und daß anschließend das abgezogene, entwässerte Amin destil lativ von den übrigen Prozeßbegleitstoffen gereinigt wird.The solution to the problem is that the Rei Cleaning of the amine mixed with water and solvent in this way takes place that in the collected from the core hardening, amine-containing starting mixture the solution equilibrium of amine in water through strong alkalization of the starting mixture, preferably by adding OH ions towards one low solubility of amine shifted in water and thereby gravity separation of - lighter, dewatered - Amine and - heavier, more water-containing - lye is forced and that the stripped, dewatered amine is then distilled is cleaned from the other process substances.
Dank der erfindungsgemäßen Aminentwässerung und -reinigung wird eine sichere und einfache sowie sowohl hinsichtlich der Inve stitionskosten als auch bezüglich der Betriebskosten kostengün stige Verfahrensweise erhalten. Da die Aminentwässerung und -reinigung bei relativ kleinen Mengen des Amins in dem Ausgangs gemisch stattfindet, können die Verfahrenseinrichtungen ent sprechend klein und preisgünstig gestaltet werden und die Ener gie- und Betriebsstoffmengen sind ebenfalls klein und somit vom Kostenvolumen her gering. Als ein im Zusammenhang mit der Amin entwässerung wesentlicher Punkt ist zu erwähnen, daß das Amin mit Wasser ein Azeotrop bildet und somit allein auf destillati vem Wege nicht vollständig entwässert werden kann, weshalb hier für bisher immer sehr aufwendige Verfahren vorgeschlagen wur den. Eine Voll-Entwässerung des Amins ist aber für dessen Wie derverwendung absolut erforderlich; dagegen ist bezüglich der sonstigen prozeßbegleitenden Amin-Verunreinigungen eine so hohe Reinheit, wie bezüglich der Wasserfreiheit, nicht erforderlich, um das Amin bei der Aushärtung von Sandformkörpern wiederverwen den zu können.Thanks to the amine drainage and purification according to the invention a safe and simple as well as both in terms of inv stition costs as well as in terms of operating costs received procedure. Because the amine drainage and -Cleaning with relatively small amounts of the amine in the output mixture takes place, the process facilities ent talking small and inexpensive designed and the Ener Amounts of fuel and fuel are also small and therefore of Cost volume low. As a related to the amine Drainage essential point is that the amine forms an azeotrope with water and thus only on distillati vem ways cannot be completely drained, which is why here has been proposed for processes which have always been very complex the. A full drainage of the amine is for its how absolutely necessary to use; is against the other process-accompanying amine impurities are so high Purity, such as not necessary with regard to the absence of water, to reuse the amine in the curing of sand moldings to be able to.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü chen 1 bis 7 zu entnehmen. Im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nach folgend noch erläutert.Advantageous embodiments of the invention are the dependent claims Chen 1 to 7 can be seen. Otherwise, the invention is based of an embodiment shown in the drawing explained below.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Entwässerung des aminhaltigen Ausgangsgemisches mehrstufig mit jeweils separater Laugenzugabe und anschließender Schwerkraftabscheidung bei zu nehmend ansteigendem pH-Wert durchgeführt. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß die Entwässerung dreistufig durchgeführt wird, wobei nacheinander in einer er sten Stufe eine flüssige Lauge aus Natrium- und/oder Kaliumhy droxid, in der zweiten Stufe festes Natriumhydroxid und in der dritten Stufe ebenfalls festes Kaliumhydroxid als Alkalisie rungsmittel zugegeben werden. Aus Umweltschutzgründen und auch aus Kostengründen wird in einer bevorzugten Verfahrensweise aus der in der ersten Stufe abgezogenen verdünnten laugenhaltigen Phase ein noch vorhandener Rest an wasserhaltigem Ausgangsamin und Lösungsmittel abdestilliert und kondensiert und kann dem Kreislaufprozeß wieder zugeführt werden. Der verbleibende Rest an Lauge wird aus dem Kreislaufprozeß entfernt.In a preferred embodiment, the drainage of the starting mixture containing amine in several stages, each with a separate one Lye addition and subsequent gravity separation in case of carried out increasing pH. It did found to be particularly advantageous that the drainage is carried out in three stages, one after the other stage a liquid alkali of sodium and / or potassium hy hydroxide, in the second stage solid sodium hydroxide and in the third stage also solid potassium hydroxide as an alkali agents are added. For environmental reasons and also for reasons of cost, in a preferred procedure the diluted alkali solution removed in the first stage Phase a remaining residue of water-containing starting amine and solvent distilled off and condensed and can Circulatory process are fed again. The rest of the rest lye is removed from the circulatory process.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das abde stillierte wasserhaltige Ausgangsamin zusammen mit Lösungsmit tel in einem Nebenkreislauf für sich einer Entwässerung unter worfen, wobei zur Phasentrennung die in der zweiten und/oder dritten Stufe Trennstufe laugenhaltige Phase eingesetzt wird.In a further preferred embodiment, the abde Breast-fed water-containing starting amine together with solvent in a secondary circuit for drainage thrown, the phase separation in the second and / or third stage separation stage alkali phase is used.
Vorzugsweise wird auch die in dem Nebenkreislauf entwässerte, aminhaltige Phase zur weiteren Aminentwässerung in die zweite Stufe des Hauptkreislaufes eingespeist und gemeinsam mit der in der ersten Trennstufe abgeschiedene Aminphase entwässert.Preferably, the dewatered in the secondary circuit is also amine-containing phase for further amine drainage in the second Stage of the main circuit and fed together with the in the first separation stage dewatered amine phase.
Bevorzugt ist auch eine Verfahrensdurchführung, bei der die in dem Nebenkreislauf abgeschiedene wäßrige Phase in Form einer flüssigen Lauge bzw. eines Laugengemisches aus Natrium- und/ oder Kaliumhydroxid vor der ersten Stufe als ein flüssiges Laugenge misch aus Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid als erststufiges Alkalisierungsmittel in den Hauptkreislauf eingespeist wird.A method implementation is also preferred, in which the in the secondary phase separated aqueous phase in the form of a liquid lye or a lye mixture of sodium and / or Potassium hydroxide before the first stage as a liquid lye mix of sodium hydroxide and potassium hydroxide as a first stage Alkalizing agent is fed into the main circuit.
Bekanntermaßen vermag Kaliumhydroxid wäßrige Amine stärker zu Trocknen als Natriumhydroxid. Insofern ist auch eine Verfah rensdurchführung nur mit Kaliumhydroxid denkbar, d. h. also, daß die 3. und die 2. Stufe in einer Stufe zusammengefaßt wird. Da die Kosten für Kaliumhydroxid höher sind als für Natrium hydroxid, ist eine Entscheidung zu treffen, ob man höhere Kosten für eine dritte Entwässerungsvorrichtung in Kauf nimmt oder die höheren Kosten für das einzusetzende Alkalihydroxid.As is known, potassium hydroxide is more capable of aqueous amines Drying as sodium hydroxide. In this respect, it is also a procedure Re-implementation only possible with potassium hydroxide, d. H. so, that the 3rd and 2nd stages are combined in one stage. Because the cost of potassium hydroxide is higher than that of sodium hydroxide, is a decision to be made on whether to get higher Will accept the cost of a third drainage device or the higher cost of the alkali hydroxide to be used.
Verfahrensgemäß wird bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise so lang das Ausgangsgemisch entwässert, bis sich kein Alkalihy droxid mehr löst. Die Menge an zugesetztem Alkalihydroxid ist dementsprechend abhängig von dem Wassergehalt der aminhaltigen Ausgangsmischung.The procedure according to the invention is in accordance with the procedure the starting mixture is drained until there is no alkali metal droxid solves more. The amount of alkali hydroxide added is accordingly depending on the water content of the amine Starting mix.
Die Verfahrensdurchführung - die Rührprozesse - erfolgt in der Praxis - Verwendung von Diethylaminisopropylamin (DMIA) als Katalysator - bei allen Stufen bei Raumtemperatur. Sofern als Katalysator bei der Kernaushärtung z. B. Triethylamin einge setzt wird, ist es notwendig wegen des niedrigeren Siedepunktes bei tieferen Temperaturen zu arbeiten.The procedure - the stirring processes - takes place in the Practice - Use of Diethylamine Isopropylamine (DMIA) as Catalyst - at all stages at room temperature. Unless as Catalyst in the core hardening z. B. triethylamine is set, it is necessary because of the lower boiling point to work at lower temperatures.
Die zeitliche Rührdauer - bzw. die Verweilzeit der Gemische - in den den Trennbehältern vorgeschalteten Rührgefäßen ist vor allem von der Intensität des Rührvorganges abhängig und von der Menge der eingespeisten Alkalihydroxides. Wird den einzelnen Rührgefäßen nur so viel Lauge zugeführt, wie sofort in Lösung geht, ist die Rührdauer bzw. die Verweilzeit des Gemisches län ger als wenn die Lauge im Überschuß zugegeben wird, d. h. also im letzteren Falle wird mehr Lauge zudosiert als zur Aufnahme des im Gemisch vorhandenen Wassers notwendig ist.The stirring time - or the residence time of the mixtures - in the mixing vessels upstream of the separation vessels everything depends on the intensity of the stirring process and on the Amount of alkali hydroxide fed. Will the individual Mixing vessels are only fed with as much lye as immediately in solution is the stirring time or the residence time of the mixture is long less than if the lye is added in excess, d. H. so in the latter case, more alkali is metered in than for absorption of the water present in the mixture is necessary.
Die zeitliche Ausbildung der Phasengleichgewichte ist natürlich auch abhängig von der Konstitution des Amins in der Ausgangs mischung, d. h. als Diethylamin oder Triethylamin usw. und auch von der Art und der Menge des vorhandenen Lösungsmittels, z. B. Benzol, Toluol oder Xylol.The timing of the phase equilibrium is natural also depending on the constitution of the amine in the output mixture, d. H. as diethylamine or triethylamine etc. and also on the type and amount of solvent present, e.g. B. Benzene, toluene or xylene.
In der Praxis hat sich bezüglich des mengenmäßigen Zusatzes ergeben, daß zur Trocknung von einem Liter aminhaltiger Aus gangsmischung über die drei Trocknungsstufen - Wassergehalt etwa 50 % - ungefähr 10 g Natriumhydroxid und 1 g Kaliumhydro xid ausreichend sind. Die aus dem dritten Trennbehälter abge zogene aminhaltige und lösungsmittelhaltige Phase begann etwa bei 65°C zu sieden und die reine Aminfraktion (Diethylamin) wird bis 120°C in bekannter Weise abdestilliert. Weiterführend wurde das Abdestillieren der Lösungsmittelfraktion bei 160°C abgeschlossen.In practice, there has been a quantitative addition revealed that drying of one liter of amine-containing gait mixture over the three drying stages - water content about 50% - about 10 g sodium hydroxide and 1 g potassium hydro xid are sufficient. Abge from the third separation container drawn amine and solvent phase began approximately boil at 65 ° C and the pure amine fraction (diethylamine) is distilled off up to 120 ° C in a known manner. Continuing was distilling off the solvent fraction at 160 ° C completed.
In der Schemazeichnung bedeutet 1 die Zuführung für das Amin, Lösungsmittel und Wasser enthaltende kondensierte Rückstands gemisch (pH-Wert um 8), das beim Aushärten von Sandformkörpern anfällt und das in einem Rührbehälter 2 eingeleitet wird, der mit einem Rührer 5 versehen ist. In den Rührbehälter 2 mündet eine weitere Zuleitung 3 ein, die aus einem - in einem Neben kreislauf angeordneten - Trennbehälter 4 verdünnte Lauge (schwe rere Phase) 44 dem Rührbehälter 2 zuführt. Nach entsprechender Vermischung unter Rühren wird das erhaltene Ausgangsgemisch im Hauptkreislauf über eine Leitung 6 dem 1. Trennbehälter 7 zu geführt, wo es durch die Alkalisierung des Gemisches zu einer Schwerkraftabscheidung - leichteres, entwässertes Amin und schwerere wasserhaltige Lauge - und damit zu einer Phasentren nung kommt. Die gebildete leichtere Phase 8 aus dem 1. Trenn behälter 7 (entwässertes Amin) wird über eine Zuleitung 9 einem 2. Rührbehälter 10 zugeführt, in den über ein Rohr 11 feste Natronlauge eingegeben wird. Aus dem in einem Nebenkreislauf angeordneten Trennbehälter 4 wird die aminhaltige Phase (leich tere Phase) 43 über eine Zuleitung 12 ebenfalls dem 2. Trenn behälter 10 zugeführt und die gesamte Mischung 13 durchgerührt. In the schematic drawing 1 means the feed for the condensed residue mixture containing amine, solvent and water (pH around 8), which is obtained when hardening sand moldings and which is introduced into a stirred tank 2 which is provided with a stirrer 5 . In the stirred tank 2 opens another feed line 3 , the diluted lye (heavier phase) 44 from a - arranged in a secondary circuit - separating tank 4 feeds the stirred tank 2 . After appropriate mixing with stirring, the starting mixture obtained is fed in the main circuit via a line 6 to the 1st separation tank 7 , where the alkalization of the mixture leads to gravity separation - lighter, dewatered amine and heavier water-containing alkali - and thus to phase separation . The lighter phase 8 formed from the 1st separation container 7 (dewatered amine) is fed via a feed line 9 to a 2nd stirred container 10 , into which 11 sodium hydroxide solution is introduced via a tube. From the separating tank 4 arranged in a secondary circuit, the amine-containing phase (lighter phase) 43 is also fed to the second separating tank 10 via a feed line 12 and the entire mixture 13 is stirred.
Die aus dem ersten Trennbehälter 7 abgeschiedene schwerere Pha se 14 wird über eine Ableitung 15 in einen weiteren Nebenkreis lauf einer Destillationseinrichtung 16 zugeführt.The separated from the first separation container 7 heavier Pha se 14 is fed via a derivative 15 into a further branch circuit of a distillation device 16 .
Nach einer entsprechenden Durchmischung in dem Rührbehälter 10 wird das gebildete Gemisch 13 über eine Zuleitung 17 einem 2. Trennbehälter 18 zugeführt, wo es wieder - durch die Zugabe von Alkalihydroxid ist der pH-Wert der Mischung noch mehr in den alkalischen Bereich verschoben worden - zu einer Phasentrennung in eine leichtere, aminhaltige Phase 19 und eine schwerere, laugenhaltige Phase 20 kommt, die leichtere Phase 19 wird über eine Leitung 21 einem 3. Rührbehälter 22 zugeführt, in den über ein Rohr 23 festes Kaliumhydroxid zugegeben wird. Die schwerere Phase 20 aus dem zweiten Trennbehälter 18 (pH-Wert ungef. 14) wird über eine Leitung 24 einem - dem Trennbehälter 4 vorge schalteten - Rührbehälter 25 zugeführt. Nach guter Durchmi schung der Phase 19 mit dem Kaliumhydroxid wird das entstandene Gemisch 26 über eine Leitung 27 einem 3. Trennbehälter 28 zu geführt, wo es wiederum zu einer Phasentrennung in eine amin haltige, leichtere Phase 29 und schwerere, laugenhaltige Phase 30 kommt. Die leichtere Phase 29 wird aus dem 3. Trennbehälter 28 über eine Leitung 31 einer Destillationseinrichtung 32 zuge führt. Die schwerere Phase 30 (pH-Wert < 14) wird wiederum über eine Leitung 33 dem Rührbehälter 25 zugeführt.After appropriate mixing in the stirred tank 10 , the mixture 13 formed is fed via a feed line 17 to a second separating tank 18 , where it is again - due to the addition of alkali metal hydroxide, the pH of the mixture has been shifted even further into the alkaline range phase separation into a lighter, amine-containing phase 19 and a heavier, alkali-containing phase 20 , the lighter phase 19 is fed via a line 21 to a 3rd stirred tank 22 into which solid potassium hydroxide is added via a tube 23 . The heavier phase 20 from the second separation tank 18 (pH value approx. 14) is fed via a line 24 to a - the separation tank 4 upstream - stirred tank 25 supplied. After thorough mixing of phase 19 with the potassium hydroxide, the resulting mixture 26 is fed via a line 27 to a 3rd separation container 28 , where in turn there is a phase separation into an amine-containing, lighter phase 29 and heavier, alkali-containing phase 30 . The lighter phase 29 is fed from the 3rd separation container 28 via a line 31 to a distillation device 32 . The heavier phase 30 (pH <14) is in turn fed to the stirred tank 25 via a line 33 .
In der Destillationseinrichtung 32 werden die leichtflüchtigen Anteile, also das angereicherte Amin abdestilliert, welches über eine Ableitung 33 einer Kühleinrichtung 34 zugeführt und dort kondensiert wird, um es wieder einem Kernaushärteverfahren zuzuführen. Die in der Destillationseinrichtung 32 zurückblei benden höhersiedende Anteile werden über eine Leitung 35 einer 2. Destillationseinrichtung 36 zugeführt, die höher siedenden Anteile - vorwiegend Lösungsmittel abdestilliert - und über die Leitung 37 eine Kühleinrichtung 38 zugeführt und dort konden siert und stehen für eine Wiederverwendung ebenfalls wieder zur Verfügung. Das in der Destillationseinrichtung 36 verbleibende Sumpfprodukt wird abgeführt und verworfen.In the distillation device 32 , the volatile constituents, that is to say the enriched amine, are distilled off, which is fed via a discharge line 33 to a cooling device 34 and condensed there in order to feed it back to a core hardening process. The remaining in the distillation device 32 higher-boiling fractions are fed via a line 35 to a second distillation unit 36 , the higher-boiling fractions - predominantly distilled off solvent - and fed via line 37 to a cooling device 38, where they are condensed and are also available for reuse to disposal. The bottom product remaining in the distillation device 36 is removed and discarded.
Die aus dem 1. Trennbehälter 7 über die Ableitung 15 aus diesem abgeführte schwerere, laugenhaltige Phase 14 wird in einer Heiz einrichtung 16 einer Destillation unterworfen, wobei das Amin abdestilliert und über eine Leitung 39 einer Kühleinrichtung 40 zugeführt und dort auskondensiert wird. Anschließend wird das Kondensat über die Leitung 41 dem Rührbehälter 25 zugeführt. Der in der Destillationseinrichtung 16 verbleibende laugenhal tige Rückstand wird zweckmäßigerweise verworfen.The heavier, alkali-containing phase 14 discharged from the first separation container 7 via the discharge line 15 is subjected to a distillation in a heating device 16 , the amine being distilled off and fed via a line 39 to a cooling device 40 and condensed there. The condensate is then fed to the stirred tank 25 via line 41 . The remaining in the distillation device 16 laugenhal term residue is conveniently discarded.
Die aus dem 2. Trennbehälter 18 abgeführte laugenhaltige Phase 20, die aus dem 3. Trennbehälter 28 abgeführte laugenhaltige Phase 20, die aus dem 3. Trennbehälter 28 abgeführte laugen haltige Phase 30 und das aus der Kondensationseinrichtung 40 abgeführte lösungsmittelhaltige Amin werden in dem Rührbehälter 25 vermischt und anschließend über eine Leitung 42 dem Trenn behälter 4 zugeführt, aus dem sie dem Hauptkreislauf durch Ein speisung der leichteren aminhaltigen Phase 43 über die Leitung 12 in den 2. Rührbehälter 10 bzw. durch Einspeisung der schwe reren laugenhaltigen Phase 44 über die Leitung 3 in den 1. Rühr behälter wieder zugeführt werden.The heat removed from the second separation vessel 18 caustic phase 20, the heat removed from the 3rd separation vessel 28 caustic phase 20, the heat removed from the 3rd separation vessel 28 leach containing phase 30 and discharged from the condensing means 40 solvent-containing amine in the stirred tank 25 mixed and then fed via a line 42 to the separation container 4 , from which they the main circuit by feeding the lighter amine-containing phase 43 via line 12 into the 2nd stirred tank 10 or by feeding the heavier alkaline phase 44 via line 3 be fed back into the 1st mixing container.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbe sondere darin, daß bei der Aushärtung von Sandformkörpern die Rückgewinnung des in der Abluft vorhandenen Amins - neben Lö sungsmittel und Wasserdampf - mittels eines einfachen und ko stengünstigen Trennverfahrens durchzuführen ist. Aus einem be reits von Wasser befreiten, getrockneten aminhaltigen Ausgangs produkt wird durch nachfolgende einfache Destillation ein Amin von hohem Reinheitsgrad gewonnen. Neben der technisch einfachen Verfahrensdurchführung ist auch nur geringer appartiver Aufwand erforderlich. Eine Entsorgung der Abluft von dem Aushärtever fahren oder von Abwasser ist nur mehr in geringem Maße erfor derlich und es fallen auch fast keine Abfallsalze mehr an.The advantages of the method according to the invention are in particular special in that when curing sand moldings Recovery of the amine present in the exhaust air - in addition to Lö solvent and water vapor - by means of a simple and economical most economical separation process is to be carried out. From a be Already freed of water, dried amine-containing output the product becomes an amine by subsequent simple distillation of high purity. In addition to the technically simple Execution of the process is also only a small outlay on equipment required. Disposal of the exhaust air from the curing device driving or of wastewater is only minimally required and there are almost no waste salts.
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1992
- 1992-07-18 DE DE19924223776 patent/DE4223776C1/en not_active Expired - Fee Related
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