NL1001469C2

NL1001469C2 - Method and device for the recovery of water-immiscible solvents.

Info

Publication number: NL1001469C2
Application number: NL1001469A
Authority: NL
Inventors: Herbert Strasser
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1994-10-22
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1998-07-15
Also published as: NL1001469A1; ITMI952149A0; IT1276961B1; DE4437837A1; JPH08206406A; ITMI952149A1; CN1127671A

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het terugwinnen van niet met water mengbare oplosmiddelen.Title: Method and device for the recovery of water-immiscible solvents.

BESCHRIJVINGDESCRIPTION

De uitvinding betreft het terugwinnen van organische oplosmiddelen met een geringer soortelijk gewicht dan water uit hun mengsels met water. De uitvinding be-5 treft speciaal de scheiding van mengsels van dit soort oplosmiddelen met water, die bij een granuleren van flu-orpolymeren optreden.The invention relates to the recovery of organic solvents of a lower specific gravity than water from their mixtures with water. The invention particularly relates to the separation of mixtures of these kinds of solvents with water, which occur during the granulation of fluoropolymers.

Uit Amerikaans octrooischrift 4.439.385 is een werkwijze voor het continu bereiden van een geagglome-10 reerd vormpoeder uit een uit een smelt niet-verwerkbaar, korrelvormig tetrafluoretheenpolymeer-primair poeder beschreven. Hierbij doorloopt het polymeer eerst een voor-behandelingstrap, vervolgens een agglomeratietrap en daarna een nabehandelingstrap, waarna het polymeer continu 15 afgevoerd en het geagglomereerde poeder op een op zichzelf bekende wijze van het vloeistofmedium moet worden gescheiden. Het vloeibare medium, dat het gehele procédé doorloopt, bestaat uit water en een organische vloeistof, die het genoemde tetrafluoretheenpolymeer kan bevochti-20 gen en in water voor ten hoogste 15 gew.% oplosbaar is, waarbij bepaalde gewichts-/volume-verhoudingen worden aangehouden. Na het doorlopen van de nabehandelingstrap zal het in suspensie in een vloeibaar medium aanwezige agglomeraat continu moeten worden afgevoerd en aan een 25 continu werkende filtreerinrichting voor het scheiden vein het geagglomereerde poeder van het merendeel van het wa- 1001469 - 2 - ter en van een deel van de organische vloeistof worden toegeleid, waarbij een dergelijke filtreerinrichting zo mogelijk een terugwinning van de toegepaste organische vloeistof mogelijk moet maken. Nadere opgaven vindt men 5 hier echter niet.U.S. Pat. No. 4,439,385 discloses a process for continuously preparing an agglomerated molding powder from a melt-unprocessable, granular tetrafluoroethylene polymer primary powder. The polymer herein first goes through a pre-treatment step, then an agglomeration step and then a post-treatment step, after which the polymer is continuously discharged and the agglomerated powder must be separated from the liquid medium in a manner known per se. The liquid medium, which runs through the entire process, consists of water and an organic liquid, which can wet the said tetrafluoroethylene polymer and is soluble in water to a maximum of 15% by weight, with certain weight / volume ratios being maintained . After passing through the post-treatment step, the agglomerate present in suspension in a liquid medium will have to be continuously discharged and passed to a continuously operating filtering device for separating the agglomerated powder from the majority of the water and a part of the water. of the organic liquid, such a filtering device must allow recovery of the organic liquid used if possible. More details are not found here, however.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.265.679 is een werkwijze en een inrichting bekend, die eveneens voor het agglomereren van polytetrafluoretheen-vormpoeders zou moeten dienen. De toegepaste organische oplosmiddelen 10 kunnen zowel lichter als zwaarder dan water zijn. De afscheiding van het organische oplosmiddel geschiedt door afzuigen met een waterstraalpomp, waarbij de afvoer van de waterstraalpomp in een kalmeringshouder uitloopt. In het in de tekening weergegeven geval zet de organische 15 vloeistof zich als onderlaag af en wordt via een bodem-kraan afgevoerd, terwijl het water via een afvoer aan de zijkant wegloopt.U.S. Pat. No. 3,265,679 discloses a process and apparatus which should also serve to agglomerate polytetrafluoroethylene molding powders. The organic solvents used 10 can be both lighter and heavier than water. The organic solvent is separated off by suction with a water jet pump, the discharge of the water jet pump running into a sedation container. In the case shown in the drawing, the organic liquid deposits as a bottom layer and is discharged via a bottom tap, while the water drains via a side drain.

In de praktijk is gebleken, dat de terugwinning van de organische vloeistoffen dan zeer kostbaar wordt 20 indien grotere hoeveelheden worden doorgevoerd. Speciaal treedt door meegesleept vast materiaal een dichtslaan van filters en geleidingsbuizen op, zodat een vaak onderbreken en zuiveren nodig is.It has been found in practice that the recovery of the organic liquids then becomes very expensive if larger quantities are passed through. In particular, entrained solid material causes the filters and guide tubes to close, so that frequent interruptions and cleaning are required.

Moeilijkheden levert ook de scheiding van organi-25 sche vloeistof en water, vooral ook indien grote hoeveelheden water optreden, die betrekkelijk geringe hoeveelheden aan organische vloeistof en bovendien nog vaste verontreinigingen bevatten. Speciaal deze, in de vorm van een fijn slib meegevoerde vaste stoffen, bemoeilijken 30 een snelle fasescheiding, zoals deze voor een terugwinning met zo min mogelijk verlies van de organische fase nodig is, omdat de door oplosmiddel omhulde deeltjes slecht bevochtigbaar zijn en zich in het gebied van de fasegrens ophopen.Difficulties also arise from the separation of organic liquid and water, especially when large amounts of water occur, which contain relatively small amounts of organic liquid and, moreover, still solid impurities. Particularly these solids entrained in the form of a fine sludge make rapid phase separation, which is necessary for recovery with as little loss of the organic phase as possible, because the solvent-coated particles are poorly wettable and settle in the area of the phase boundary.

1001469 - 3 -1001469 - 3 -

Men stond dus voor de opgave, met water niet mengbare organische oplosmiddelen met een geringer soortelijk gewicht dan water uit het mengsel met - ook grote hoeveelheden - water en eventueel vaste verontreinigingen 5 met geringe kosten zo kwantitatief mogelijk terug ge winnen.The aim was therefore to recover as quantitatively as possible quantitatively the organic water-immiscible organic solvents with a lower specific gravity than water from the mixture with - even large quantities of - water and possibly solid impurities.

Dit werd volgens de uitvinding bereikt doordat het verontreinigde oplosmiddel-/water-mengsel beneden de vloeistofspiegel, maar boven de gevormde fasengrens, in 10 een met water gevulde houder wordt geleid en voor een fasescheiding hierin door omsturing over een toereikend traject afwisselend beneden en boven in de bovenfase aangebrachte inbouwsels (keringen) wordt geleid. Deze in-bouwsels zijn aan de voor- en achterwand bevestigd.This was achieved according to the invention in that the contaminated solvent / water mixture is introduced into a water-filled container below the liquid level, but above the formed phase boundary, and for a phase separation therein by alternating over a sufficient range alternately below and above the inserts (barriers) installed in the upper phase are guided. These inserts are attached to the front and rear wall.

15 "In de bovenfase aangebracht" wil hier zeggen, dat alle inbouwsels in de bovenfase aanwezig zijn, waarbij evenwel - voor een doen optreden van de vereiste omkering van de oplosmiddel-/water-stroom van de inloop naar de afvoeren voor de gescheiden fasen - de inbouwsels af-20 wisselend ook in de onderfase uitsteken. De alleen in de bovenfase uitstrekkende inbouwsels zijn doelmatig bij het begin van het scheidingstraject langer, en reiken dus vrijwel tot aan de fasengrens, en worden in de loop van het scheidingstraject korter d.w.z. hun ondereinde ver-25 wijdert zich telkens meer van de fasegrens. De afwisselend hierop geplaatste inbouwsels, die dus ook in de onderfase uitsteken, zijn bij deze uitvoeringsvorm over het gehele scheidingstraject even lang. Hun uitsteken in de onderfase strekt zich slechts zo ver uit, dat enerzijds 30 een toereikende omkering van de stroming en anderzijds een voldoende vloeistofstroom, die aan het einde alleen nog uit het naar buiten lopende water bestaat, gegarandeerd zijn.15 "Installed in the upper phase" here means that all inserts are present in the upper phase, but - in order to cause the required reversal of the solvent / water flow from the inlet to the drains for the separated phases to occur - the inserts alternate in the lower phase as well. The inserts extending only in the upper phase are expediently longer at the start of the separation path, and thus extend almost up to the phase boundary, and become shorter in the course of the separation path, i.e. their lower ends are increasingly removed from the phase boundary. The inserts placed alternately thereon, which therefore also protrude in the lower phase, are of the same length over the entire separation path in this embodiment. Their protrusion in the lower phase extends only so far that, on the one hand, sufficient reversal of the flow and, on the other hand, a sufficient liquid flow, which at the end only consists of the outflowing water, are guaranteed.

De inbouwsels kunnen verticaal, hellend of ook ge- 1001469 - 4 - bogen zijn, zo lang een voldoende omkering van de vloeistof stroom gegarandeerd is. De vakman zal - indien nodig met behulp van eenvoudige voorproefjes - de per geval doelmatigste uitvoeringsvorm en opstelling selecteren.The inserts can be vertical, inclined or curved, as long as sufficient reversal of the liquid flow is guaranteed. The skilled person will select the most effective embodiment and arrangement, if necessary, using simple previews.

5 De onderhavige inrichting bestaat uit een schei- dingsbekken 1 met een uitloop 2 voor het water, die de fasengrens 3 definieert, een wat betreft deze fasengrens 3 hoger ingevoerde toeloop 4 en de vloeistofstroom in de richting van afvoer 2 geleidende inbouwsels 5, die zo ge-10 plaatst zijn, dat de vloeistofstroom afwisselend boven en beneden de inbouwsels 5 wordt geleid en uit een afvoer 6 voor het oplosmiddel, welke de vloeistofspiegel 7 bepaalt.The present device consists of a separating basin 1 with an outlet 2 for the water, which defines the phase boundary 3, an inlet 4 introduced higher with regard to this phase boundary 3 and the liquid flow conducting in the direction of discharge 2, which so It is arranged that the liquid flow is alternately directed above and below the inserts 5 and out of a solvent outlet 6 which determines the liquid level 7.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding worden hieronder nader toegelicht.Preferred embodiments of the invention are further explained below.

15 Met voordeel wordt een verdere toevoer 8 toegepast waarmee naar behoefte water naar de inrichting wordt toegeleid om de vloeistofspiegel ook bij optreden van druk-stoten in de leiding 4, constant te houden.Advantageously, a further supply 8 is used, with which water is supplied to the device as required, in order to keep the liquid level constant even when pressure pulsations in the pipe 4 occur.

De inrichting bevat voorts doelmatig een afvoer 20 bij de bodem 9 met een afvoerkraan 10 om het afgezette slib - continu of chargegewijs - af te voeren.The device furthermore expediently contains a drain 20 at the bottom 9 with a drain tap 10 for discharging the deposited sludge - continuously or batchwise.

Een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat daarin, via een geschikte inrichting, met voordeel een - doelmatig in de hoogte veranderbare - buis 11, het 25 in het gebied van de fasengrens 3 opgehoopte vaste materiaal af te scheiden, b.v. af te zuigen. Men verkrijgt zo de fijne korrels in een vorm, die gemakkelijk kunnen worden opgewerkt.A favorable embodiment of the invention consists in separating the solid material accumulated in the region of the phase boundary 3, e.g. by means of a suitable device, advantageously a tube 11 which can be adjusted in height, e.g. to suck. The fine granules are thus obtained in a shape which can be easily worked up.

De dimensionering van de installatie, speciaal de 30 uitvoering en het aantal inbouwsels 5 en de daardoor verkregen trajectlengte van de oplosmiddelstroom, richt men naar het verschil in soortelijk gewicht tussen oplosmiddel en water en de gewenste zuiverheid van het oplosmiddel. Indien nodig zal ook hier een deskundige eenvoudige 1001469 - 5 - voorproefjes uitvoeren.The dimensioning of the installation, especially the design and the number of inserts 5 and the resulting path length of the solvent stream, is directed to the difference in specific gravity between solvent and water and the desired purity of the solvent. If necessary, an expert will also perform simple 1001469 - 5 previews here.

De keuze van de actieve stof richt men naar de aard van het af te scheiden en te zuiveren oplosmiddel en naar eventuele verontreinigingen. Wanneer ruwe dispersies 5 van fluorpolymeren b.v. nog geringe hoeveelheden aan waterstof fluoride opgelost bevatten, zal men een passend resistente kunststof als materiaal voor de inrichting en voor de bekleding daarvan kiezen.The choice of active substance is based on the nature of the solvent to be separated and purified and on any impurities. When crude dispersions of fluoropolymers e.g. if small amounts of hydrogen fluoride are still dissolved, an appropriate resistant plastic material will be chosen as the material for the device and for the coating thereof.

De uitvinding vermijdt dus alle problemen, die 10 door meegesleurde verontreinigingen, speciaal fijnkorrelvormige vaste stoffen, worden veroorzaakt. Omdat geen fijne filters meer nodig zijn, die kunnen dichtslaan en passend sterke pompen vereisen, worden hoge investerings-en arbeidskosten vermeden. Bovendien wordt de afscheiding 15 van een meegevoerde waardevolle stof aanmerkelijk vereenvoudigd.The invention thus avoids all problems caused by entrained impurities, especially fine-grained solids. Since fine filters are no longer required, which can slam shut and require suitably strong pumps, high investment and labor costs are avoided. Moreover, the separation of a entrained valuable substance is considerably simplified.

De uitvinding maakt een volledig continue afscheiding van niet met water mengbare oplosmiddelen met een geringer soortelijk gewicht dan water uit mengsels met 20 zowel grote als vergelijkbare hoeveelheden water mogelijk en is dus zeer effectief. Door de gescheiden afvoeren voor oplosmiddel en water zijn in alle gevallen hoge door-voerhoeveelheden mogelijk. Omdat beide afvoeren aan het uiteinde van het gemeenschappelijke omkerings- en schei-25 dingstraject aangebracht zijn, verkrijgt men - in combinatie met de afscheiding van vaste stoffen bij de fasen-grens - een reinigend effect voor het oplosmiddel.The invention allows a completely continuous separation of water-immiscible solvents of a lower specific gravity than water from mixtures with both large and comparable amounts of water and is thus very effective. Due to the separate discharges for solvent and water, high throughputs are possible in all cases. Since both outlets are located at the end of the common inversion and separation path, a cleaning effect for the solvent is obtained in combination with the separation of solids at the phase boundary.

In het volgende voorbeeld wordt de uitvinding nader toegelicht.The following example further illustrates the invention.

30 Voorbeeld30 Example

Een mengsel van 1 vol.dl benzine, kookpunt 80 -110°C, en 14 vol.dln water, dat uit een granulering van polytetrafluoretheen volgens voorbeeld 1 van Amerikaans octrooischrift 4.439.385 stamt, werd in een inrichting 1001469 - 6 - volgens fig.l geleid. Het vloeistofmengsel bevatte geringe hoeveelheden polymeer en vaste verontreinigingen. Het uit de afvoer 6 komende benzine was vrij van vaste stoffen en bevatte alleen nog ca. 0,05 vol.% water.A mixture of 1 part by volume of gasoline, boiling point 80-110 ° C, and 14 parts by volume of water, which stems from a granulation of polytetrafluoroethylene according to example 1 of US patent 4,439,385, was put in an apparatus 1001469-6 according to fig. .l led. The liquid mixture contained small amounts of polymer and solid impurities. The gasoline coming from the outlet 6 was free of solids and only contained about 0.05% by volume of water.

5 Vaste verontreinigingen verzamelden zich bij de bodem van de houder en konden van tijd tot tijd via de bodemafvoer 9 worden afgescheiden. Het meegesleurde polymeer hoopte zich bij de fasengrens 3 op en werd van tijd tot tijd via een buis 11 afgezogen. Per 10.000 liter 10 doorgevoerd vloeistofmengsel werd ca. 8 kg vast materiaal geïsoleerd en kon tot polytetrafluoretheen worden opgewerkt .Solid impurities collected at the bottom of the container and could be separated from the bottom drain 9 from time to time. The entrained polymer accumulated at the phase boundary 3 and was suctioned through a tube 11 from time to time. Approximately 8 kg of solid material was isolated per 10,000 liters of liquid mixture passed through and could be worked up into polytetrafluoroethylene.

10014691001469

Claims

Method for the recovery of water-immiscible solvents of less specific gravity than water from their mixtures with water, characterized in that any contaminated solvent / water mixture is below the liquid level but above the phase limit. a container filled with water is passed and, for a phase separation therein, it is guided by reversal over an adequate range alternately below and above inserts arranged in the upper phase.

2. Device for the recovery of water-immiscible solvents of less specific gravity than water from solvent / water mixtures, characterized by a separating basin (1) with a discharge (2) for the water, which has the phase boundary (3 ) determines a higher inlet (4) and the liquid flow in the direction of the discharge (2) in connection with this phase boundary (3) conducting inserts (5), which are arranged such that the liquid flow alternately above and below the inserts (5), and from a solvent outlet (6), which determines the liquid level (7).

Device according to claim 2, characterized by a further feed (8), which is arranged below the feed (4).

Device according to claim 2 or 3, characterized by a drain (9) in the bottom with a drain tap (10) and / or a tube (11), which is or can be placed such that solid material in the region of the phase boundary (3) can be separated.

Use of the device according to claim 2, 3 or 4 for the recovery of water-immiscible solvents of a lower specific gravity than water from mixtures thereof with water from the granulation of fluoropolymers. 1001469