DE940290C

DE940290C - Verfahren zur Wiederherstellung der Austauschfaehigkeit von Anionenaustauschern

Info

Publication number: DE940290C
Application number: DEP9870A
Authority: DE
Inventors: Martin E Gilwood
Original assignee: PERMUTIT AG
Current assignee: PERMUTIT AG
Priority date: 1952-06-05
Filing date: 1953-06-06
Publication date: 1956-03-15
Also published as: US2702795A

Description

Verfahren zur Wiederherstellung der Austauschfähigkeit von Anionenaustauschern Es hat sich gezeigt, daß bei stark basischen Anionenaustauschharzen, die oxyalkylsubstituierte quaternäre Ammoniumgruppen enthalten, das Bindungsvermögen (Austauschkapazität) für schwache Säuren, wie z. B.
Kohlensäure, Kieselsäure usw., im Laufe des Gebrauches allmählich zurückgeht.
Es wurde nun gefunden, daß sich dieser Kapazitätsverlust der Anionenaustauschharze durch Behandlung mit Alkylenhalogenhydrinen, wie z. B. Äthylenchlor-oder bromhydrin, wieder rückgängig - machen läßt.
Die Behandlung der Harze mit den Alkylenhalogenhydrinen kann auf die verschiedenste Weise erfolgen, und zwar entweder mit den reinen Halogenhydrinen oder mit Lösungen, bei entweder normaler oder erhöhter Temperatur. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt noch darin, daß die Behandlung mit den Alkylenhalogenhydrinen auch an Ort und Stelle, d. h. z. B. in Anionenaustauschfiltern, erfolgen kann, wobei z. B. warmes Äthylenchlorhydrin oder dessen wäßrige Lösung langsam durch das Filter gegeben oder mehrere Male durch das Filter gepumpt wird.
Bei Anionenaustauschern, die einen starken Rückgang ihrer Kapazität gegenüber schwachen Säuren erlitten haben, deren Neutralsalzspaltungsvermögen (nachstehend kurz als Salzwert bezeichnet und in g CaO/l ausgedrückt) also nur gering ist, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Verbesserung um mehr als I00 °/o erreicht werden.
Beispiel I 200 cm3 feuchte Kugeln eines quaternären N-(Dimethyloxyäthyl) -ammoniummethylenderivates eines Kopolymeren von Styrol (90 0/o) und Divinylbenzol (in01,), das nach längerer Betriebszeit einen Salzwert von II,6 g CaO/l und einen N-Gehalt von 40/0 besaß, wurde durch Waschen mit Io°/Oiger Natronlauge in die OH-Form übergeführt und nach Auswaschen der überschüssigen Natronlauge mit einer Mischung aus 100 cm3 Wasser und I75 g Äthylenchlorhydrin 5 Stunden auf 50° erwärmt und anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen. Der Salzwert des Harzes nach der Behandlung war I6,7 g CaO/l und der N-Gehalt 3,1 0/o.
Wurde das Harz der gleichen Behandlung anstatt in der OH-Form in der Salz- oder Chloridform unterzogen, so stieg der Salzwert nur auf 12,5 g CaO/l.
Beispiel 2 zoo cm3 feuchte Kugeln eines quaternären N-(Dimethyloxyäthyl) -ammoniummethylenderivates - eines Kopolymeren von Styrol (90 0/o) und Divinylbenzol (Io 0/o), die ursprünglich einen Salzwert von 25 g CaO/l besaßen und die nach 400 Regenerationen unter normalen Betriebsbedingungen einen Salzwert von 9,9 g CaO/l aufwiesen, wurden durch Waschen mit Io°/Oiger Natronlauge in die OH-Form übergeführt.
Das NaOH-frei - gewaschene und trocken gesaugte Harz wurde in 100 cm3 Wasser suspendiert. Nach Zusatz von 175 g Äthylenchlorhydrin wurde die Mischung 5 Stunden auf 50° erhitzt und die Kugeln anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen.
Der Salzwert der behandelten Kugeln betrug 15,9 g CaO/l. Wurde die gleiche Behandlung mit der Salz-oder Chloridform des Harzes durchgeführt, so stieg der Salzwert nur auf Io,6 g CaO/l.
Beispiel 3 Ein stark basisches Anionenaustauschharz, nämlich ein quaternäres N-(Diäthyloxyäthyl)-ammoniummethylenderivat eines Kopolymeren von Styrol (90%) und Divinylbenzol (10 0/o), das ursprünglich einen Salzwert von I8,5 g CaO/l besaß, wurde mit 50/0iger wäßriger Natronlauge erhitzt, wodurch der Salzwert auf 6,5 g CaO/l zurückging. 200 cm3 des so teilweise zersetzten Harzes wurden entsprechend Beispiel 1 in' die OH-Form übergeführt und mit Äthylenchlorhydrin behandelt. Nach der Behandlung betrug der Salzwert I6,8 g CaO/l.
Beispiel 4 Ein stark basisches Anionenaustauschharz, nämlich ein quaternäres N-(Dimethyloxyäthyl)-ammoniummethylenderivat eines Kopolymeren von Styrol (900/o) und Divinylbenzol (ro 0/o), das ursprünglich einen Salzwert von 24,4 CaO/l besaß, wurde 24 Stunden mit 5°/Oiger wäßriger Natronlauge erhitzt, wodurch der Salzwert auf Io,s g CaO/l zurückging. Durch Behandlung des so teilweise zersetzten Harzes gemäß Beispiel 1 konnte der Salzwert auf 25,4 g CaO/l erhöht werden.
Beispiel 5 75 g eines quaternären N-(Dimethyloxyäthyl)-ammoniummethylenderivates eines Kopolymeren von Styrol (90 0/o) und Divinylbenzol (I0 0/o) das ursprünglich einen Salzwert von I9,3 g CaO/l besaß, und das infolge vieler Regenerationen nur noch einen Salzwert von 6,6 g CaO/l aufwies, wurden mit 80 g Äthylenchlorhydrin am Rückflußkühler r8 Stunden gekocht.
Das so behandelte Harz ergab einen Salzwert von 14,1 g CaO/l.
Beispiel 6 75 g eines quaternären N-(Dimethyloxyäthyl)-ammoniummethylenderivates eines Kopolymeren von Styrol (90 0/o) und Divinylbenzol (Io01,) mit einem Salzwert von nur 6,6 g CaO/l wurden mit einer Mischung von IOO cm3 Wasser und 80g Äthylenchlorhydrin I8 Stunden am Rückflußkühler gekocht.
Nach der Behandlung besaß das Harz einen Salzwert von I6,3 g CaO/l; Beispiel 7 75 g des gleichen Harzes wie in Beispiel 6 wurden bei Zimmertemperatur 24 Stunden mit einer Lösung von 80g Äthylenchlorhydrin in IOO cm3 Wasser geschüttelt. Nach dieser Behandlung besaß das Harz einen Salzwert von 16,1 g CaO/l gegenüber vorher 6,6 g Ca 0/1.
Beispiel 8 302 g eines quaternären N-(Dimethyloxyäthyl)-ammoniummethylenderivates eines Kopolymeren von Styrol (90 O/o) und Divinylbenzol (IoO/,) wurden 5 Stunden mit einer Lösung von IIO g Äthylenchlorhydrin in IOO cm3 Wasser auf 50° erhitzt. Das teilweise zersetzte Harz besaß ursprünglich einen Salzwert von I6 g CaO/l und nach der Behandlung einen Salzwert von 2I,8 g CaO/l. Das behandelte Anionenaustauschharz besaß eine SiO2-Kapazität entsprechend I7,9 g Ca 0/1 und lieferte hinter einem Vollentbasungsfilter ein Filtrat mit nur 0,05 bis 0,I mg SiO3/l.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Wiederherstellung der Austauschfähigkeit zersetzter N-oxyalkylsubstituierter, quaternärer Ammoniumhydroxyd-Anionen-Austauschharze, dadurch gekennzeichnet, daß die Harze mit niederen Alkylenhalogenhydrinen behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Lösungen niederer Alkylenhalogenhydrine verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Äthylenhalogenhydrine verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Äthylenchlorhydrin verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Harze der Behandlung in der Hydroxylform unterworfen werden.

Angezogene Druckschriften: Auszüge Deutscher Patentanmeldungen, Bd. 7, Ausgabetag 1. II. 48, A. Z. I2g I 74504 IVb; britische Patentschrift Nr. 495 402.