WO2001023113A1 - Method for conditioning ion exchange resins - Google Patents

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  • the amount of liquids added to the ion exchange resins can easily be determined by preliminary tests. It will preferably be

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Abstract

The invention relates to a method for conditioning ion exchange resins. The invention also relates to ion exchange resin mixtures that are conditioned according to the inventive method and to the disposal thereof.

Description

Verfahren zur Konditionierung von IonenaustauscherharzenProcess for conditioning ion exchange resins
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Konditionierung von Ionenaustauscher- harzen, die derart konditionierten Ionenaustauscherharz-Mischungen sowie derenThe application relates to a method for conditioning ion exchange resins, the ion exchange resin mixtures conditioned in this way and their
Entsorgung.Disposal.
Die Entsorgung von gebrauchten Ionenaustauscherharzen auf vernetzter Polystyrolbasis erfolgt im allgemeinen durch Verbrennung einer Suspension der Ionenaustau- scherperlen in einem Solvens. Als Suspensionsflüssigkeit wurde hier bislang Wasser verwendet. Diese Art der Entsorgung ist technisch und energetisch aufwendig, da große Volumenmengen transportiert und Wasser verdampft werden muß. Eine alternative Entsorgungsmethode stellt das Auflösen in oxidierenden Lösungen von Fe(II)/Fe(III) in Wasserstoffperoxid dar: JP-A-58 161 898, JP-A- 57 001 446, DE-A- 3 926 252, dieses technisch aufwendige Verfahren ist für radioaktiv belastete Ionenaustauschermaterialien beschrieben, deren thermische Entsorgung Probleme bereitet.Used ion exchange resins based on crosslinked polystyrene are generally disposed of by burning a suspension of the ion exchange beads in a solvent. So far, water has been used as the suspension liquid. This type of disposal is technically and energetically complex, since large volumes have to be transported and water has to be evaporated. An alternative disposal method is the dissolving in oxidizing solutions of Fe (II) / Fe (III) in hydrogen peroxide: JP-A-58 161 898, JP-A-57 001 446, DE-A-3 926 252, this is technically complex The process is described for radioactive ion exchange materials, the thermal disposal of which causes problems.
Aufgabe war daher die zu entsorgenden Ionenaustauscherharze in eine einfach zu handhabende Form zu überführen, die leicht entsorgt werden kann.The task was therefore to convert the ion exchange resins to be disposed of into an easy-to-use form that can be easily disposed of.
Es wurde nun gefunden, daß es zu einer Schrumpfung der lonenaustauscherharze gegenüber dem wasserfeuchten Zustand kommt, wenn die Suspensionsflüssigkeit Wasser durch geeignete organische Lösungsmittel ersetzt wird. Dadurch kann bei gleichbleibendem Feststoffanteil in der Suspension eine größere Menge Ionenaustauscher- harz im selben Volumen Suspension transportiert und entsorgt werden.It has now been found that the ion exchange resins shrink compared to the water-moist state when the suspension liquid water is replaced by suitable organic solvents. As a result, a larger amount of ion exchange resin in the same volume of suspension can be transported and disposed of with the solids content remaining the same in the suspension.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Konditionierung von Ionenaustauscherharzen, insbesondere Ionenaustauscherharzen auf Basis vernetzter Polystyrole, insbesondere solche die in Verfahren zur Herstellung von Bisphenolen als Katalysator eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ionenaustauscherharze mit mindestens einer organischen Flüssigkeit versetzt in denen die Harze gegenüber Wasser ein geringeres Volumen aufweisen. Solche Flüssigkeiten sind vorzugsweise aprotische Lösungsmittel und Lösungsmittelgemische wie beispielhaft und vorzugsweise aromatische und aliphatische Ketone, wie insbesondere Aceton und MIBK, aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie insbesondere Hexan, Heptan, Dieselöle, Leichtölfraktionen, Heizöle, Alt- öle und/oder Ether. Bevorzugt sind leichte Heizöle, Dieselöle und Altöle sowie flüssige Rückstände aus Destillationsanlagen die bei der Herstellung oder Aufarbeitung der oben genannten organischen Flüssigkeiten anfallen.The invention therefore relates to a process for conditioning ion exchange resins, in particular ion exchange resins based on crosslinked polystyrenes, in particular those which are used as a catalyst in processes for the preparation of bisphenols, characterized in that the ion exchange resins are mixed with at least one organic liquid in which the resins have a smaller volume than water. Such liquids are preferably aprotic solvents and solvent mixtures such as, for example, and preferably aromatic and aliphatic ketones, such as, in particular, acetone and MIBK, aromatic and aliphatic hydrocarbons, such as, in particular, hexane, heptane, diesel oils, light oil fractions, heating oils, waste oils and / or ethers. Light fuel oils, diesel oils and waste oils as well as liquid residues from distillation plants are preferred which are produced during the production or processing of the above-mentioned organic liquids.
Die Menge der Flüssigkeiten die den Ionenaustauscherharzen zugesetzt werden, kön- nen durch Vorversuche leicht bestimmt werden. Es werden vorzugsweise solcheThe amount of liquids added to the ion exchange resins can easily be determined by preliminary tests. It will preferably be
Mengen eingesetzt, daß der Feststoffanteil in der im allgemeinen als Suspension vorliegenden Mischung von Ionenaustauscherharz/Flüssigkeit 40 bis 85 Vol.-%, bevorzugt 55 bis 65 Vol.-% beträgt. Bevorzugt sind Mischungsverhältnisse von 1 bis 2, insbesondere 1,3 bis 1,5 Gewichtsteilen Harz zu 2 bis 0,5, insbesondere 1,5 bis 1 Volumenteil Flüssigkeit.Amounts used that the solids content in the mixture of ion exchange resin / liquid, which is generally in suspension, is 40 to 85% by volume, preferably 55 to 65% by volume. Mixing ratios of 1 to 2, in particular 1.3 to 1.5 parts by weight of resin to 2 to 0.5, in particular 1.5 to 1, part by volume of liquid are preferred.
Die Ionenaustauscherharz-Flüssigkeitsmischung kann durch einfaches Verrühren der Bestandteile hergestellt werden. Die Mischung ist leicht pumpfähig. Durch die erfindungsgemäße Konditionierung kann bei gleichbleibendem Feststoffanteil in der Mischung eine größere Menge Harz im selben Volumen transportiert und entsorgt werden als in den bekannten Wassersuspensionen. Außerdem ist die Entsorgung durch Verbrennung der erfindungsgemäßen Mischung ernergetisch günstiger.The ion exchange resin-liquid mixture can be prepared by simply stirring the components. The mixture is easily pumpable. By means of the conditioning according to the invention, a larger amount of resin in the same volume can be transported and disposed of in the mixture with the solids content remaining the same as in the known water suspensions. In addition, disposal by incineration of the mixture according to the invention is less expensive.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele limitiert. BeispielThe following examples serve to explain the invention. The invention is not limited to the examples. example
In einem normierten Meßzylinder werden 50 g eines in der Synthese von Bisphenol A aus Aceton und Phenol eingesetztes Ionenaustauscherharzes (sulfoniertes, ver- netztes Polystyrol, Vernetzungsgrad 2 %) 50 ml des zu testenden Lösungsmittels suspendiert. Die Suspension wird 10 min bei RT stehen gelassen. Es kommt hierbei zur Quellung (= Volumenzunahme des Feststoffanteils) bzw. Schrumpfung (= Volumenabnahme des Feststoffanteils). Durch portionsweises Nachdosieren von gebrauchtem Ionenaustauscher und/oder Lösungsmittel und anschließendes Aquilibrieren ( 10 min Stehen bei RT) wird das Gesamtvolumen der Suspension auf 150 ml und der Feststoffanteil auf 56 Vol.-% (= 85 ml) eingestellt. Die Mengen an suspendiertem Ionenaustauscher und benötigtem Lösungsmittel sind in Tabelle 1 dargestellt:50 g of an ion exchange resin (sulfonated, crosslinked polystyrene, degree of crosslinking 2%) used in the synthesis of bisphenol A from acetone and phenol (50% of the solvent to be tested) are suspended in a standardized measuring cylinder. The suspension is left to stand at RT for 10 min. This leads to swelling (= increase in volume of the solid fraction) or shrinkage (= decrease in volume of the solid fraction). The total volume of the suspension is adjusted to 150 ml and the solids content to 56% by volume (= 85 ml) by portionwise addition of used ion exchanger and / or solvent and subsequent equilibration (standing at RT for 10 min). The amounts of suspended ion exchanger and solvent required are shown in Table 1:
Tabelle 1; Menge lonentauscher und Lösungsmittel in 150 ml einer Suspension mit 56 Vol.-%Table 1; Amount of ion exchanger and solvent in 150 ml of a suspension with 56 vol .-%
FeststoffanteilSolids
Lösungsmittel Wasser Methanol Aceton MIBK DieselölSolvent water methanol acetone MIBK diesel oil
(Stand der Technik)(State of the art)
Menge 50 g 82 g 125 g 120 g 115 gQuantity 50 g 82 g 125 g 120 g 115 g
Ionenaustauscherion exchanger
Menge 1 15 ml 90 ml 75 ml 80 ml 80 mlQuantity 1 15 ml 90 ml 75 ml 80 ml 80 ml
Lösungsmittelsolvent
Somit kann bei einer Suspendierung in z.B. Dieselöl die 2.3 -fache Menge Ionenaus- tauscher im gleichen Volumen Suspension entsorgt werden. Thus, with a suspension in e.g. Diesel oil 2.3 times the amount of ion exchanger should be disposed of in the same volume of suspension.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Konditionierung von Ioneraustauscherharzen, dadurch gekennzeichnet, daß man loneraustauscherharze mit mindestens einer organischen Flüssigkeit versetzt, in denen die Harze gegenüber Wasser ein geringeres Volumen annehmen.1. A method for conditioning ion exchange resins, characterized in that ion exchange resins are mixed with at least one organic liquid in which the resins assume a smaller volume than water.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit aprotische Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische eingesetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that aprotic solvents or solvent mixtures are used as the liquid.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit aromatische und/oder aliphatische Ketone, aromatische und/oder aliphatische Kohlenwasserstoffe und/oder Ether eingesetzt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that aromatic and / or aliphatic ketones, aromatic and / or aliphatic hydrocarbons and / or ethers are used as the liquid.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit4. The method according to claim 3, characterized in that as a liquid
Harzöle, Dieselöle, Altöle und/oder flüssige Rückstände aus Destillationsanlagen eingesetzt werden.Resin oils, diesel oils, waste oils and / or liquid residues from distillation plants are used.
5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Ionenaustauscherharzen zu Flüssigkeit 1 bis 2 Gewichtsteil Harz zu 2 bis 0,5 Volumenteilen Flüssigkeit ist.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the mixing ratio of ion exchange resins to liquid is 1 to 2 parts by weight of resin to 2 to 0.5 parts by volume of liquid.
6. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Ionenaustauscherharz zu Flüssig- keit 1 bis 2 Gewichtsteil Harz zu 1,5 bis 1 Volumenteil Flüssigkeit ist.6. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the mixing ratio of ion exchange resin to liquid is 1 to 2 parts by weight of resin to 1.5 to 1 part by volume of liquid.
7. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis von Ionenaustauscherharz zu Flüssigkeit 1 ,3 bis 1,5 Gewichtsteil Harz zu 1 ,5 bis 1 Volumenteil Flüssigkeit ist. 7. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the mixing ratio of ion exchange resin to liquid is 1.3 to 1.5 parts by weight of resin to 1.5 to 1 part by volume of liquid.
8. Mischung enthaltend Ionenaustauscher und eine organische Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Feststoffanteil von 40 bis 85 Volumen-%.8. Mixture containing ion exchanger and an organic liquid, characterized by a solids content of 40 to 85% by volume.
9. Verfahren zur Entsorgung von Ionenaustauscherharzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenaustauscher in einer organischen Flüssigkeit suspendiert und anschließend verbrannt werden. 9. A process for the disposal of ion exchange resins, characterized in that the ion exchanger is suspended in an organic liquid and then burned.
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