DK163358B - Fremgangsmaade til ekstraktion af organiske forbindelser fra oploesninger eller suspensioner af saadanne, isaer ved behandling af industrispildevand - Google Patents

Description

i

DK 163358 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til ekstraktion af organiske forbindelser fra opløsninger eller suspensioner af sådanne, især ved behandling af industrispildevand.

5 Opfindelsen angår en fremgangsmåde til ekstraktion af organiske opløsningsmidler, som er indeholdt i vand, og som foreligger som opløsninger og/eller suspensioner. Fremgangsmåden anvendes især ved rensning af spildevand indeholdende sådanne forbindelser, og gør det således 10 muligt at løse et særdeles vanskeligt problem.

Det er velkendt, at det aldrig har været let at rense spildevand stammende fra kemiske eller para-kemiske fabrikker, og at denne vanskelighed stiger med skærpelsen af de normer, som pålægges af forskellige lovgivningsformer 15 bestemt til beskyttelse af miljøet, især sådanne, som angår det kemiske oxygen behov (COD).

Man har tidligere foreslået talrige metoder til rensning af sådant spildevand. Her kan bl.a. nævnes sådanne, s m er baseret på oxidation, på passage over faste ad-20 sorberende materialer (fransk patentansøgningsskrift nr. 84.15174) eller centrifugering (fransk patentansøgningsskrift nr. 74.19446).

Man har ligeledes gjort brug af væske-væske ekstraktion; men fremgangsmåderne baseret på dette princip kræver 25 anvendelse af kemiske forbindelser, som hyppigt er kostbare, som undertiden er toksiske, og synes kun at lade sig anvende i særlige tilfælde: man har således foreslået aminopløsninger til ekstraktion af humussyre (Vom Wasser - 1973 - 41-27-44), 2-ethylhexanol til rensning af spilde-30 vand stammende for fremstillingen af dialkyIphtalater (Informations Chimie - nr. 136 - oktober 1974 - side 193 - 197).

2

DK 163358 B

Opløsningen af disse forbindelser i spildevand er yderligere langt fra at være negligerbar, hvilket af denne grund gør udledningen af de rensede spildevand mere end 5 problematisk, især dersom den anvendte forbindelse ikke er biologisk nedbrydelig.

Ued fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse gør man brug af en væske-væske ekstraktionsteknik, som ikke udviser de ovenfor anførte ulemper.

10 Fremgangsmåde ifølge opfindelsen, der er af den i indledningen til krav 1 angivne art, er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Denne forbindelse består i, at man først og fremmest behandler dette spildevand med en organisk carboxylsyre, 15 som er flydende, og som er ikke-blandbar ved behandlings-temperaturen, hvilket fører til dannelsen af to adskilte faser, den ene organisk og den anden vandig, og at man derpå separerer disse to faser.

Forbindelserne, som oprindelig indeholdes i spildevandet, 20 fordeler sig i overensstemmelse med en vis fordelings koefficient mellem disse to faser.

Man kan om nødvendigt gå videre med flere ekstraktioner med syren.

Forbindelserne, som er opløst i den organiske fase, kan 25 derpå separeres derfra, og derpå indvindes ved enhver bekvem metode, f.eks. ved destillation, dersom de er flygtige.

5om ovenfor nævnt bør carboxylsyren være ikke-blandbar

DK 163358 B

3 med vand; udtrykt på en anden måde bør den være uopløselig eller kun lidt opløselig i vand.

Man vil fortrinsvis anvende en syre, hvis opløselighed højst er lig med 5 g pr. liter ved 20°C. Denne syre kan 5 være aliphatisk, forgrenet eller ligekædet, umættet eller mættet, cyklisk, heterocyklisk etc; den kan indeholde heteroatomer, såsom svovl, phosphor og nitrogen.

Man kan naturligvis ved opfindelsen ligeledes anvende en blanding af syrer.

10 Følgende syrer egner sig særligt godt: N-heptansyre, 2-ethylhexansyre, isopropyleddikesyre, n-nonansyre også kaldet pelargonsyre eller blandinger deraf.

n-heptansyren, som er let biologisk nedbrydelig, er særlig interessant.

15 Blandt de forbindelser, som er indeholdt i det spildevand, der skal behandles, og som er i stand til at lade sig ekstrahere kvantitativt af den eller de anvendte syrer, kan man nævne: aminer, aminosyrer, lactamer og, hvilket er særligt overraskende, phenoler.

20 Når den forbindelse, der skal ekstraheres, kun er lidt opløselig i vand, og den foreligger der i en mængde, som overskrider denne opløselighed, har man på en gang en opløsning og en suspension.

Man anvender til gennemførelse af denne ekstraktion de 25 sædvanlige metoder til væske-væske ekstraktion. Man kan f.eks. efter at have bragt syren i vandig opløsning eller suspension indeholdt i en beholder tilsætte det hele under kraftig omrøring på en sådan måde, at man disper-gerer syren i form af små dråber, hvorpå man lader den

DK 163358 B

4 dekantere. Man kan ligeledes gennemføre en modstrøms ekstraktion i en vertikal kolonne.

Ekstraktionen kan gennemføres ved en vilkårlig temperatur. Forudgående laboratorieforsøg gør det muligt at 5 bestemme hvilken temperatur, der er optimal i hvert enkelt tilfælde.

I de efterfølgende eksempler, hvilke eksempler er anført til belysning af opfindelsen og uden at have begrænsende virkning, er de vandige opløsninger eller suspensioner 10 blevet fremstillet, idet man til en liter vand under moderat omrøring tilsætter 1-2 procent (dvs. 10 - 20 g) af den undersøgte organiske forbindelse, idet dette vand er indeholdt i en reaktor forsynet med en dobbelt væg, som gennemstrømmes af en varmeoverførende væske, hvilket 15 gør det muligt at opretholde en fastlagt temperatur.

Derpå indføres carboxylsyren i en mængde på 2 eller 4,6 vægt-% af vandet - efter 10 minutters omrøring følger en dekantering, de to faser, dvs. den organiske overliggende fase og den vandige fase, adskilles, vejes, 20 og mængden af ikke-ekstraheret organisk forbindelse be stemmes ved analyse i den vandige fase - f.eks. ved afdampning (bestemmelse af tørstofindholdet) eller ved potentiometrisk titrering med saltsyre, når det drejer sig om aminogruppeholdige forbindelser.

25 Dersom man kalder: - Q, den anvendte masse af organisk forbindelse, der skal ekstraheres, - X, dets indhold i vægt-% i den vandige fase efter ekstraktionen,

DK 163358 B

5 - Y, dets indhold i vægt-?o i den organiske fase efter ekstraktionen, - M, massen af den vandige fase efter ekstraktionen, - m, massen af den organiske fase efter ekstraktionen, 5 - Kd, fordelingskoefficienten af den organiske for bindelse mellem den organiske fase og den vandige fase efter ekstraktionen, - Rd, ekstraktionsudbyttet af forbindelsen udtrykt i procent.

10 Uil man have:

n w m v M

Q = Y X 100 + X X 100 dvs. : y » - x > TSo> * Ψ

Kd = 1 15 Rd (i procent) = X m I efterfølgende tabel nr. I er vist resultaterne af ekstraktions forsøg gennemført ved temperatur 60°C med n-heptansyre på forskellige forbindelser.

, DK 163358 B

6

<L

"*"* o? *-* LP, 'T'.M LP, ON LP, ΟΝ l*', ΟΝ ΓΛ Cs| -Q- „ „ „ „ „ „ "O O<t‘CXNCNLP,LP\rHI''\0\tNCILpi ^ cc lpiCjnctni-hi—i vo cn, σ\ ον γ~· i^· on c _ o -

•H I

-p C

_2 (D

CO o p -X. _ ΓΛ ^ g, S .

CO c _\£ .rt-p ΓΛΟΝΟΓ^ιΛΟΝΟΜΟΟΡΗΝΟΟΜ Q) γ-h c K\CJSi—Ιι-ΗΓΑΓ^ίΛΙ^σΆΟΟΟ

CD <D CM 0\ CM CM LP, NN

p "g O -I ° dl o -r-1 <N Ή -p U.

Cp__ ω

i—i NO CM

p 5\ <t sf Λ CO i-I LP, NN CJn CM

<U o5 -p OCMONCMONI^O·—IhHiPilP,0

to >- -p cMNNO\CMCMCM<J“NN0NCMCMNN

-P

3

CD ON

0 CO rH LP, NN

q; S= i-HO LP, LP, NO NN O CO

lArHOr^COrPi^HrHO<fCAM

X -P

□ oorHoooaoooo

Cp

CO £D

On Ό

1—1 vo \0 NO NO NO Ό NO NO

2 ø — - ·.».·-·> ·.

-η P N<fsf<tNNvfvfNf\fN\f

C

C M « o__—-

•H

“ s=> HH C . °' “ p -h

—1 (D Q. O

LiJ cn CD Cp c

CD -Η 3 r S

i C T « " i c i ø CO Ό Ό

> p I—i C ι-H CM CM CM i—I ,-H CM CM CM CM ,-H CM

0) O ·Η C HH .C -o E: Zl XJ p

CD HH CO

Ό CD HH Cp cp cn--————- CO c

•H C

cn c γ-η *h

C CD CO E

•ΓΗ Q CO CD ao

C ι-H CD ή P P

; 'i n i—i >·» >* X

8J O P o N CD CD

CD CD CD C C C C

C; Οι Ό CD CDCCOCOE

0 C -ChH _Q *H O O CO

£C0 - 0.0 C *—1 ECDCD-P

ECT> Q) CD PCC-H >> CO Ό “O CJ

OJO CD CD OCD-HEC.C i—iCOCO

UD D r—i p -η £ E CO-H-P C 5* 3 X) -i

øø X;CLCOi-HECD-hiXOOO

O-C CJprH>,COEE<DCEC

c co i—i -π o .c hh -p co jz ·η ·ιη co •rH p otjhh^:4J^o>-hieeo

_q 4.J CI-C-PCD-PIShCCOCOO

PCD øNNGCD-r-iCi-ZXI I IX)

o -X -C - I ·γΗ p 0 I 0 -rH —) CM O

(j_ ø Q_ PH O O )— IC 2 ^ Q ,—I hH Q

DK 163358 B

7 I efterfølgende tabel nr. II er vist resultater af ekstraktions forsøg gennemført: - ved to'forskellige temperaturer: 25°C og 60°C, 5 - på vandige præparater, hvis begyndelsessammensætning ved 25DC er 20 gram 11-aminoundecansyre pr. liter vand, 10 - ved hjælp af forskellige syrer, hvorunder er syren "Emery" 12-10 fra firmaet EMERY (en blanding af hexansyre og octansyre) i en mængde på 5 volumen-* i forhold til det vand, der anvendes, dvs. 50 cm^, idet alle disse syrer har en opløselighed i vand 15 mindre end 5 gram pr. liter ved 20°C.

TABEL II

20

25° C 60° C

Arten af syre ____

Kd Rd Kd Rd 25 ______ n-heptansyre 76,8 81,7 52,8 77,3 n-octansyre 187,7 92,9 124,8 89,2 2 ethylhexansyre 288 95,1 91,3 84,7 n-nonansyre 156,1 91,2 46,7 73,2 "Emery" 12-10 87,5 84,2 56,3 77,4

DK 163358 B

8

Efterfølgende tabel nr. III gør det muligt -at sammenligne ekstraktionsevnen af n-heptansyre og n-octansyre ved 60°C overfor to forskellige forbindelser: dodecano-lactam og 2,3-dichlorphenol.

5

TABEL III

Arten af ekstraheret forbindelse 10 Arten af syre Dodecanolactam 2-3-di-chlorphenol '

Kd Rd Kd Rd 15 n-heptansyre 302 95,2 299 94,5 n-octansyre 344 95,7 22200 99,9

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til ekstraktion af organiske forbin-5 delser fra v-andige opløsninger og/eller suspensioner af sådanne, kendetegnet ved, at man behandler sådanne opløsninger og/eller suspensioner med en organisk carboxylsyre, der er flydende ved behandlingstemperaturen og ikke-blandbar med vand ved 20°C, og at man fra den 10 vandige fase separerer den organiske fase indeholdende den ekstraherede forbindelse.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den anvendte organiske syre har en opløselighed, 15 der højst er lig med 5 g pr. liter vand ved 20°C.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den anvendte syre er valgt blandt n-heptansyre, n-octansyre, 2-ethylhexansyre, isopropyleddikesyre og 20 n-nonansyre.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at forbindelsen, der skal ekstraheres, er en amin eller en aminosyre. 25

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at forbindelsen, der skal ekstraheres, er valgt blandt heptylamin, N,N-dimethylbenzylamin, hexylamin, di-n-hexylamin, 11-aminoundecansyre og 12-aminoundecan- 30 syre.

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at forbindelsen, der skal ekstraheres, er dodecanolactam. DK 163358 B

7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at forbindelsen, der skal ekstraheres, er en phenol.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at forbindelsen, der skal ekstraheres, er 2,3-di-chlorphenol eller ortho-chlorphenol.

9. Anvendelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af krav-10 ene 1-8 ved rensning af industrispildevand.