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Dokumentenidentifikation DE69712061T2 14.11.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0910543
Titel VERFAHREN ZUR WASSERSTOFFFLUORIDABTRENNUNG
Anmelder AlliedSignal Inc., Morristown, N.J., US
Erfinder LULY, Hermes, Mathew, Lancaster, US;
MCKOWN, Warren, Jeffrey, East Aurora, US;
PRATT, Robert, Randolph, US;
SINGH, Ratna, Rajiv, Getzville, US;
KUNKEL, Frederick, Paul, Cheektowaga, US;
REDMON, Lewis, Charles, Orchard Park, US;
PHAM, Hang Thanh, Amherst, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69712061
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.05.1997
EP-Aktenzeichen 979246337
WO-Anmeldetag 09.05.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/US97/07842
WO-Veröffentlichungsnummer 0009743208
WO-Veröffentlichungsdatum 20.11.1997
EP-Offenlegungsdatum 28.04.1999
EP date of grant 17.04.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.11.2002
IPC-Hauptklasse C01B 7/19
IPC-Nebenklasse C07C 17/38   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus einem Chemikaliengemisch. Insbesondere wird ein Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus einem Fluorwasserstoff enthaltenden Chemikaliengemisch durch Inberührungbringen des Chemikaliengemischs mit einem Fluorwasserstoff-Bindemittel bereitgestellt.

Allgemeiner Stand der Technik

Fluorwasserstoff findet in der Industrie für verschiedene Verfahren umfangreiche Anwendung, u. a. bei der Herstellung von Fluorkohlenwasserstoffen und Fluorpolymeren, bei Alkylierungsreaktionen und bei der Fluorherstellung. Bei diesen Verfahren ist es wünschenswert, den Fluorwasserstoff von den anderen Reaktanden, Produkten und Verunreinigungen abzutrennen. Fluorwasserstoff kann jedoch nur schwer abzutrennen sein. Dies gilt insbesondere bei der Herstellung von Fluorkohlenwasserstoffen, da Fluorwasserstoff mit vielen Fluorkohlenwasserstoffen azeotrope Gemische bildet.

Zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus Chemikaliengemischen ist eine Reihe von Verfahren entwickelt worden. Hierzu gehören die Verwendung von Natriumfluorid, Erdalkaliverbindungen, Kohlenstoff- Molekularsieben, mit Wasser nicht mischbaren Aminen, Oleum, Destillation, Membranen und Elektrodialyse zur Erleichterung der Abtrennung des Fluorwasserstoffs. Alle bekannten Verfahren sind insofern unvorteilhaft, als sie ineffizient oder unwirtschaftlich sind oder einen toxischen Abfallstrom ergeben.

Außerdem wird in der US-PS 5,458,674 ein Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen und Fluorwasserstoff durch Adsorption oder Absorption von Fluorwasserstoff an einem fluorierten Polymer beschrieben.

Dieses Verfahren ist insofern unvorteilhaft, als nur 10 bis 15 Gewichtsprozent Fluorwasserstoff, bezogen auf das Gewicht des Polymers, adsorbiert oder absorbiert werden können, bevor das Polymer regeneriert werden muß.

In der US-PS 4,640,831 wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von Protonensäuren einschließlich Fluorwasserstoffsäure, aus einem Medium beschrieben. Bei dem Verfahren wird eine reversible Base verwendet, bei der es sich um eine aromatische Verbindung mit einem oder mehreren Stickstoffatomen in einem aromatischen Ring oder ein Polymer mit seitenständigen aromatischen Verbindungen mit einem oder mehreren Stickstoffatomen in einem aromatischen Ring handelt. Das beschriebene Verfahren ist insofern unvorteilhaft, als zur Rückgewinnung des Fluorwasserstoffs hohe Temperaturen erforderlich sind.

In der US-PS 5,458,674 wird ein Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff von organischen Substanzen durch Hindurchleiten eines Gemischs durch eine ein den Fluorwasserstoff absorbierendes Polymer enthaltende Schüttung und Rückgewinnung des Fluorwasserstoffs aus dem Polymer beschrieben.

Daher besteht Bedarf an einem Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff, das die Nachteile der vorbekannten Verfahren zu beheben versucht.

Beschreibung der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein kontinuierliches, diskontinuierliches oder chargenweises Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus einem Fluorwasserstoff enthaltenden Chemikaliengemisch. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine zweckmäßige und kosteneffektive Methode zur Abtrennung von Fluorwasserstoff bereitgestellt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geht man so vor, daß man ein erstes, Fluorwasserstoff enthaltendes Chemikaliengemisch mit einem Fluorwasserstoff- Bindemittel unter zur Abtrennung von Fluorwasserstoff geeigneten Bedingungen aus dem ersten Chemikaliengemisch unter Bildung eines zweiten Chemikaliengemischs mit verringertem Fluorwasserstoffgehalt in Berührung bringt und als Fluorwasserstoff- Bindemittel ein synthetisches wasserlösliches Polymer einsetzt, bei welchem es sich um Acrylamid-Polymer, Acrylsäure-Polymer, Ethylenoxid-Polymer, Methacrylsäure-Polymer, Polyethylenimin-Polymer, Polyvinylalkohol-Polymer, Polyvinylpyrrolidon-Polymer oder Gemische davon handelt. Das Verfahren kann auch die Rückgewinnung des Fluorwasserstoffs aus dem Bindemittel zur Wiederverwendung und die Regenerierung des Bindemittels vorsehen.

Es versteht sich, daß unter Abtrennung sowohl die Isolierung von Fluorwasserstoff aus einem Gemisch als auch die Reinigung von Fluorwasserstoff durch Entfernung von Verunreinigungen aus dem Fluorwasserstoff zu verstehen ist. Außerdem ist ein Chemikaliengemisch für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ein flüssiges oder dampfförmiges Gemisch aus anorganischem Material, organischem Material oder Gemischen davon. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, seien als Beispiele für anorganische Materialien Wasserstoff, Chlorwasserstoff, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Bortrifluorid, Uranhexafluorid, Schwefelhexafluorid, Arsenpentafluorid, Halogenidsalze, Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlor, Metallionen, nichtwäßrige anorganische Lösungsmittel und Gemische davon genannt. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, seien als Beispiele für organische Materialien Halogenkohlenwasserstoffe, wie z. B. vollhalogenierte Chlorfluorkohlenwasserstoffe, teilhalogenierte Chlorfluorkohlenwasserstoffe, teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe und Perfluorkohlenwasserstoffe, vollhalogenierte, teilhalogenierte Chlorkohlenwasserstoffe, teilhalogenierte Fluorether, vollhalogenierte Fluorether, Kohlenwasserstoffe und Gemische davon genannt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem beliebigen korrosionsbeständigen Behälter durchgeführt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bringt man ein erstes, Fluorwasserstoff enthaltendes Chemikaliengemisch über einen Zeitraum von mindestens etwa 0,1 Sekunden, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 100.000 Sekunden, besonders bevorzugt von etwa 1 bis etwa 10.000 Sekunden und ganz besonders bevorzugt von etwa 2 bis etwa 100 Sekunden mit einem Fluorwasserstoff-Bindemittel in Berührung. Bei dem erfindungsgemäßen Fluorwasserstoff- Bindemittel kann es sich um ein beliebiges Polymer handeln, das Fluorwasserstoff reversibel binden kann. Vorzugsweise ist das Polymer gegenüber Fluorwasserstoff inert oder weitgehend inert. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung versteht man unter einem Polymer ein Homopolymer, ein Copolymer oder Gemische davon.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Polymere haben im allgemeinen Molekulargewichte von etwa 5000 bis etwa 10.000.000. Vorzugsweise verwendet man Polymere mit Molekulargewichten von etwa 5000 bis etwa 1.000.000. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Bindemittel verwendeten Polymere sind wasserlösliche Polymere. Unter einem "wasserlöslichen Polymer" ist jede hochmolekulare Verbindung zu verstehen, die bei Zugabe von Wasser bei Raumtemperatur auf etwa das Doppelte seines Trockenvolumens aufquillt oder sich löst.

Ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, seien als Beispiele für synthetische wasserlösliche Polymere genannt: Polymere, verwandte Polymere und Polymersalze von Acrylamid, Acrylsäure, Ethylenoxid, Methacrylsäure, Polyethylenimin, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und Gemische davon. Unter einem verwandten Polymer ist zu verstehen, daß die Wiederholungseinheit des Polymers oder eine Verzweigung davon durch Kohlenstoffatome, vorzugsweise eins bis vier Kohlenstoffatome, verlängert ist. Ein verwandtes Polymer von Acrylsäure ist beispielsweise eines, in dem die Vinylgruppe durch ein Kohlenstoffatom verlängert ist, was eine Allylgruppe ergibt.

Vorzugsweise verwendet man Polyacrylsäure oder eines ihrer Salze. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem wasserlöslichen Polymer um Natriumpolyacrylat.

Das Polymer kann so gewählt werden, daß lediglich Fluorwasserstoff abgetrennt wird. Alternativ dazu kann es so gewählt werden, daß Fluorwasserstoff und ein beliebiges anderes Material aus dem Chemikaliengemisch abgetrennt werden.

Die Form des Bindemittels, wie z. B. flüssig oder fest, kann auf die Verwendung mit dem Verfahren, bei dem das Chemikaliengemisch anfällt, abgestellt sein. Die verwendete Bindemittelmenge hängt von den Besonderheiten des Verfahrens, bei dem das Chemikaliengemisch anfällt, ab. Dazu gehören u. a. die aus dem ersten Chemikaliengemisch abzutrennende Fluorwasserstoffmenge, die gewünschte Häufigkeit der Bindemittelregeneration, der annehmbare Fluorwasserstoffgehalt im zweiten Chemikaliengemisch, die Durchflußrate des ersten Chemikaliengemischs und die Absorptionseigenschaften des Polymers. Die verwendete Bindemittelmenge ist im allgemeinen so groß, daß die gewünschte Fluorwasserstoffmenge aus dem ersten Chemikaliengemisch abgetrennt wird.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung liegt das Bindemittel in Form von Teilchen, Fasern oder einem oder mehreren Formteilen vor und wird in einen Behälter eingebracht, wobei man eine Bindemittelschüttung erhält. Das erste Chemikaliengemisch wird mit dem Bindemittel in Berührung gebracht, indem man das Gemisch zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus dem Gemisch unter Bildung eines zweiten Chemikaliengemischs mit verringertem Fluorwasserstoffgehalt durch die Säule hindurchleitet. Das Inberührungbringen kann im allgemeinen bei der Temperatur durchgeführt werden, bei der das erste Chemikaliengemisch gebildet wurde. Insbesondere führt man das Inberührungbringen bei Temperaturen von weniger als etwa 200ºC, vorzugsweise weniger als etwa 150ºC, besonders bevorzugt weniger als etwa 120ºC und ganz besonders bevorzugt weniger als etwa 100ºC durch. Das Inberührungbringen kann bei einem beliebigen Druck erfolgen, wird jedoch vorzugsweise bei Normaldruck oder Überdruck durchgeführt.

Die Wirksamkeit des Bindemittels kann periodische Regeneration des Bindemittels unter Freisetzung von aus dem ersten Chemikaliengemisch abgetrenntem Fluorwasserstoff verbessert werden. Zur Regeneration kann man das Bindemittel einem verminderten Druck, einschließlich eines Vakuums, unterwerfen, um Fluorwasserstoffdampf freizusetzen, der dann mit geeigneten Mitteln, wie z. B. einer Kühlfalle, zurückgewonnen werden kann. Alternativ dazu kann man das Bindemittel zur Beschleunigung der Freisetzung von Fluorwasserstoffdampf einem Vakuum und Temperaturen von etwa 0ºC bis etwa 200ºC; vorzugsweise von etwa 80ºC bis etwa 125ºC, unterwerfen. Man kann das Bindemittel aber auch in Gegenwart eines Gases oder Lösungsmittels, das den Fluorwasserstoff zu einem anderen Teil des Verfahrens befördern kann, erhitzen. Zur Verwendung bei dieser Ausführungsform eignen sich alle Gase, die gegenüber dem Fluorwasserstoff und dem Polymer inert sind, beispielsweise Luft, Stickstoff, Helium und Argon. Bei Verwendung des Bindemittels als Teil eines chemischen Verfahrens kann man den Fluorwasserstoff und das Gas in das Verfahren zurückführen oder den Fluorwasserstoffdampf isolieren.

Die Menge des an das Bindemittel gebundenen Fluorwasserstoffs muß reguliert werden, damit die mechanische Festigkeit des Bindemittels erhalten bleibt. Wenn das Bindemittel in fester Form vorliegt, kann es sich als unvorteilhaft erweisen, die Menge des aus dem ersten Chemikaliengemisch abgetrennten Fluorwasserstoffs auf ein Niveau ansteigen zu lassen, bei dem das Bindemittel von einem Feststoff in ein Gel oder eine Flüssigkeit übergeht. Die Fluorwasserstoffmenge, bei der dieser Phasenwechsel stattfindet, variiert je nach verwendetem Bindemittel. Im allgemeinen liegt das Bindemittel als viskose Flüssigkeit vor, wenn der abgetrennte Fluorwasserstoff etwa 80 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels und des abgetrennten Fluorwasserstoffs, ausmacht. Bei Bindemitteln mit weniger als 80 Gewichtsprozent Fluorwasserstoff handelt es sich um gelartige Feststoffe. Vorzugsweise wird Fluorwasserstoff bis zu der Menge gebunden, bei der der Phasenwechsel stattfindet. Die Abtrennung und Bindung von Fluorwasserstoff kann mit beliebigen geeigneten Mitteln überwacht werden, beispielsweise durch Bestimmung der Fluorwasserstoffmenge in den Chemikaliengemischen oder Halten der Temperatur der Bindemittelschüttung bei einem Punkt, an dem das Polymer nicht genug Fluorwasserstoff für einen Phasenwechsel binden kann. Ferner kann sich die für den Fest-Flüssig-Phasenwechsel erforderliche Fluorwasserstoffmenge ändern, wenn eine oder mehrere andere Chemikalien im ersten Chemikaliengemisch mit dem Bindemittel ein Gel oder einen Feststoff bilden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man den abgetrennten Fluorwasserstoff aus dem Bindemittel zurückgewinnen. Hierzu kann man zunächst erwärmen, Vakuum anlegen, ein Strippgas oder Lösungsmittel verwenden oder eine beliebige Kombination davon anwenden. Der durch das Erwärmen oder das Vakuum aus dem Bindemittel entfernte Fluorwasserstoff wird dann durch Abkühlen kondensiert. Je höher die Temperatur, desto höher ist im allgemeinen der Fluorwasserstoff- Dampfdruck über dem Bindemittel-Dampfdruck und desto weniger Vakuum und Abkühlen ist zum Kondensieren des Fluorwasserstoffs erforderlich. Die Temperaturen können vom Durchschnittsfachmann anhand des verwendeten Bindemittels ermittelt werden. Im allgemeinen kommen Temperaturen von etwa 0ºC bis etwa 200ºC, vorzugsweise von etwa 80ºC bis etwa 125ºC, zur Anwendung.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren in kontinuierlicher Fahrweise angewandt wird und die Rückgewinnung des Fluorwasserstoffs wünschenswert ist, so verwendet man vorzugsweise mindestens zwei Bindemittelschüttungen, um dafür zu sorgen, daß mindestens eine Bindemittelschüttung kontinuierlich verfügbar ist, während aus der anderen Schüttung Fluorwasserstoff zurückgewonnen wird. Wenn sehr niedrige Fluorwassersstoffgehalte im zweiten Chemikaliengemisch erwünscht sind, kann man dieses Gemisch außerdem nacheinander mit mehr als einer Bindemittelschüttung behandeln, um den gewünschten Fluorwasserstoffgehalt zu erreichen. Alternativ dazu kann man das erfindungsgemäße Verfahren in Kombination mit einem der gut bekannten Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff anwenden.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele, die die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen, näher erläutert.

Beispiele Beispiel 1

Ein PFA-Zylinder wurde mit 7,0 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, vorgelegt und evakuiert, wonach 27,6 g HF zugegeben wurden. Der Zylinder wurde 1 Stunde geschüttelt. Das Natriumpolyacrylat absorbierte das gesamte HF. Dann wurde der PFA-Zylinder auf 105ºC erhitzt, um das HF auszutreiben, welches in einem angeschlossenen, in einem Bad aus flüssigem Stickstoff gekühlten Monel-Zylinder zurückgewonnen wurde. 25,4 g HF wurden zurückgewonnen.

Beispiel 2

Zylinder A, ein 150-ccm-Monel-Zylinder, wurde mit 4,0 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, beschickt und evakuiert. In den Zylinder A wurde ein Gemisch aus 4,0 g HF und 75,7 g Chlordifluormethan (H-FCKW 22) destilliert. Zylinder A samt Inhalt wurde dann 30 Minuten auf einen mechanischen Schüttler gestellt, wonach die Gasphase in einen evakuierten, eisgekühlten 1000-ccm-Zylinder (Zylinder B) abgelassen wurde. Dabei gab der Zylinder A 72,7 g Material an Zylinder B ab. Der Inhalt von Zylinder B wurde mit Wasser vermischt und titriert. Zylinder B enthielt 0,26 g HF und 72,44 g H-FKCW 22. Dann wurde Zylinder A auf etwa 100ºC erhitzt, wobei 5,6 g Material entwickelt wurden. Das Material wurde aufgefangen und bestand laut Analyse aus 2,76 g HF und 2,76 g H-FCKW 22. Ein Gaschromatogramm des aufgefangenen H-FCKW 22 war mit dem Gaschromatogramm des Ausgangsmaterials identisch, woraus hervorgeht, daß keine Zersetzung auftrat.

Beispiel 2 zeigt, daß Natriumpolyacrylat sich bevorzugt mit HF und nicht mit H-FCKW 22 mischt und somit durch das Inberührungbringen eines Gemischs von HF und H-FCKW 22 mit Natriumpolyacrylat Fluorwasserstoff aus dem Gemisch abgetrennt wird.

Beispiel 3

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, H- FCKW 22 und HF gemäß Beispiel 2 5,0 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 78,2 g FCKW 12 und 5,0 g HF verwendet wurden. Zylinder A gab beim Ablassen 75,7 g ab, wobei es sich laut Analyse um 0,75 g HF und 74,98 g FCKW 12 handelte. Beim Erhitzen von Zylinder A auf ungefähr 100ºC wurden 3,8 g HF und 2,4 g FCKW 12 zurückgewonnen.

Beispiel 4

Ein Gemisch aus 26,6 g 1,1,1,3,3-Pentachlorpropan (H- CKW 240) und 1,6 g HF wurde in einen PFA-Zylinder mit 1,8 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000 gegeben. Das Gemisch wurde 1 Stunde geschüttelt, wonach 22,1 g Flüssigkeit von dem erhaltenen gelartigen Feststoff abdekantiert wurden. Die Flüssigkeit wurde mit Wasser gewaschen und enthielt laut Analyse nach Phasentrennung 0,01 g HF und 22,0 g organische Substanz. Der gelartige Feststoff gab beim Erhitzen auf ungefähr 100ºC über einen Zeitraum von 1 Stunde 2,1 g Material ab, das in einem evakuierten Zylinder aufgefangen wurde und laut Analyse aus 1,06 g HF und 1,04 g organischer Substanz bestand.

Beispiel 5

Es wurde analog Beispiel 4 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, H-CKW 240 und HF gemäß Beispiel 4 1,6 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 24,8 g H-FCKW 141b und 1,3 g HF verwendet wurden. Von dem gelartigen Feststoff wurden 21,5 g Flüssigkeit abdekantiert. Die Flüssigkeit enthielt laut Analyse 0,01 g HF und 21,4 g organische Substanz. Durch Erhitzen des gelartigen Feststoffs auf 100ºC wurden 3,8 g Material aus dem Gel ausgetrieben, das laut Analyse aus 0,33 g HF und 3,47 g H-FCKW 141b bestand.

Beispiel 6

Es wurde analog Beispiel 4 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, CKW 240 und HF gemäß Beispiel 4 1,5 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 25,6 g C&sub2;Cl&sub4; und 1,3 g HF verwendet wurden. Von dem Gel wurden 21,0 g Flüssigkeit abdekantiert, welche laut Analyse aus 0,004 g HF und 21 g organischer Substanz bestand. Durch Erhitzen des Gels auf 100ºC wurden weitere 3,6 g Material zurückgewonnen, das laut Analyse aus 0,52 g HF und 3,08 g organischer Substanz bestand.

Beispiel 7

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, H- FCKW 22 und HF gemäß Beispiel 2 1,1 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 22,4 g Isobutan und 1,0 g HF verwendet wurden. 22,1 g Material waren nicht durch das Polymer absorbiert worden und wurden nach 1 Stunde Schütteln abgelassen. Dieses Material bestand laut Analyse aus 0,07 g HF und 22,03 g organischer Substanz. Beim Erhitzen des verbleibenden Materials auf ungefähr 100ºC über einen Zeitraum von 1 Stunde wurden 1,1 g Material abgegeben, das laut Analyse aus 0,47 g HF und 0,63 g organischer Substanz bestand.

Beispiel 8

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, H- FCKW 22 und HF gemäß Beispiel 2 1,7 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 16,8 g Octafluorpropan und 1,7 g HF verwendet wurden. 15,6 g Material waren nach dem Schütteln nicht durch das Polymer absorbiert worden und wurden aus dem Zylinder abgelassen. Dieses abgelassene Material bestand laut Analyse aus 0,03 g HF und 15,57 g organischer Substanz. Beim Erhitzen des Materials in Zylinder A auf ungefähr 100ºC über einen Zeitraum von 1 Stunde wurden 2,2 g Material abgegeben, das laut Analyse aus 0,81 g HF und 1,4 g organischer Substanz bestand.

Beispiel 9

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, H- FCKW 22 und HF gemäß Beispiel 2 7,5 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 20,0 g 1,1,1,3,3- Pentafluorpropan (H-FKW 245fa) und 6,5 g HF verwendet wurden. Nach dem Schütteln wurde die Gasphase aus dem Zylinder abgelassen, welcher dabei 20,0 g Material abgab, das laut Analyse aus 0,5 g HF und 19,5 g H-FKW 245fa bestand.

Beispiel 10

Es wurde analog Beispiel 4 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, CKW 240 und HF gemäß Beispiel 4 1,6 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 19,4 g Tetrahydrofuran und 1,7 g HF verwendet wurden. 18,5 g Material bildeten nach 1 Stunde Schütteln kein Gel und wurden aus dem Behälter abdekantiert. Diese Flüssigkeit enthielt laut Analyse etwa 1,4 g HF. Durch Erhitzen des Gels auf ungefähr 100ºC über einen Zeitraum von 1 Stunde wurden weitere 1,2 g Material abgegeben, bei dem es sich hauptsächlich um Tetrahydrofuran handelte.

Beispiel 11

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, H-FCKW 22 und HF gemäß Beispiel 2 1,62 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 0,1 g HZ und 1,66 g HF verwendet wurden. Nach 1 Stunde Schütteln wurde die Gasphase aus dem Zylinder abgelassen, welcher dabei 0,1 g Material abgab, welches 0,015 g HF enthielt. Durch Erhitzen des Zylinders auf ungefähr 100ºC über einen Zeitraum von 2,5 Stunden wurden 0,3 g Material, das 0,17 g HF enthielt, abgegeben.

Beispiel 12

30,0 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, wurden in einem Behälter vorgelegt, wonach 50.0 g eines Gemsichs aus 1 Gewichtsprozent HF und 99 Gewichtsprozent HCl innerhalb von 15 Minuten über das Natriumpolyacrylat geleitet wurden. Das aufgefangene Gas enthielt etwa 3- bis 5mal weniger HF als das Ausgangsgemisch.

Beispiel 13

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß in einen Zylinder mit 1,5 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 27,5 g H-FCKW 22, 21,0 g HCl und 1,5 g HF destilliert wurden. Nach 1 Stunde Schütteln des Gemischs wurde die Gasphase aus dem Zylinder abgelassen, welcher dabei 46,1 g abgab, welches laut Analyse aus 26,6 g H-FCKW 22, 0,3 g HF und 22,5 g HCl bestand. Durch Erhitzen des verbleibenden Gels auf ungefähr 100ºC über einen Zeitraum von 2 Stunden wurden 0,9 g HF, 1,2 g HCl und 0,1 g H-FCKW 22 freigesetzt.

Beispiel 14

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats, H- FCKW 22 bzw. HF gemäß Beispiel 2 1,6 g Natriumpolyacrylat, MG 1.000.000, 20,4 g H-FCKW 22, 1,5 g HF und 21,3 g CO&sub2; verwendet wurden. Nach 1 Stunde Schütteln des Gemischs wurde die Gasphase aus dem Zylinder abgelassen, welcher dabei 41,4 g Material abgab, welches 0,18 g HF enthielt. Durch Erhitzen des Gels auf ungefähr 100ºC wurden 1,7 g Material, das 1,0 g HF enthielt, abgegeben.

Beispiel 15

Es wurde analog Beispiel 6 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß 1,5 g Poly(acrylsäure-co-maleinsäure)- Natriumsalz, MG 50.000, 1,8 g HF und 25,0 g C&sub2;Cl&sub4; verwendet wurden. Nach 1 Stunde wurden 18,2 g Flüssigkeit abdekantiert, welche aus 0,002 g HF und 18,2 g C&sub2;Cl&sub4; bestand. Durch Erhitzen des Gels auf ungefähr 90ºC über einen Zeitraum von 1 Stunde wurden etwa 1,8 g Material, bei dem es sich überwiegend um HF handelte, ausgetrieben.

Beispiel 16

Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß 1,8 g NAFIONTM NR50, 1,7 g HF und 22,9 g H-FCKW 22 verwendet wurden. Nach 1 Stunde waren 24 g Material nicht an dem Polymer absorbiert (0,7 g HF und 23,3 g H-FCKW 22). Durch Erhitzen des Polymers auf etwa 90ºC über einen Zeitraum von 1 Stunde wurden 0,8 g Material erhalten, das laut Analyse aus 0,6 HF und 0,2 g H-FCKW 22 bestand.

Beispiel 16 zeigt, daß das NAFIONTM-Polymer eine geringere Kapazität zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus einem Chemikaliengemisch als das Bindemittel gemäß Beispiel 2 aufweist.

Beispiel 17

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Acrylsäure, MG 1.250.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt, was die Trennung von HF und H-FCKW 22 mit Polyacrylsäure demonstriert.

Beispiel 18

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g mit 20 Gew.-% Acrylamid, MG 50.000, copolymerisiertes Polyacrylat verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt, was die Trennung von HF und H-FCKW 22 demonstriert.

Beispiel 19

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g mit 10 Gew.-% Acrylamid, MG 200.000, copolymerisierte Acrylsäure verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt, was die Trennung von HF und H-FCKW 22 demonstriert.

Beispiel 20

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Natriumpolyacrylat mit einem MG von 2100 verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt.

Beispiel 21

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g mit 10 Gew.-% Methylmethacrylat, MG 15.000, copolymerisiertes Natriumpolyacrylat verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt, was die Trennung von HF und H-FCKW 22 mit diesem Polymer demonstriert.

Beispiel 22

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Polyethylenoxid, MG 10.000.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt, was die Trennung von HF und H-FCKW 22 demonstriert.

Beispiel 23

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Polymethacrylsäure, MG 2.500.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt.

Beispiel 24

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Polymethacrylamid, MG 250.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt.

Beispiel 25

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Polyvinylalkohol, MG 500.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt.

Beispiel 26

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Polyvinylpyrrolidon, MG 50.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt.

Beispiel 27

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Polyethylenimin, MG 750.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt.

Beispiel 28

Es wird analog Beispiel 2 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß anstelle des Natriumpolyacrylats gemäß Beispiel 2 7,0 g Polyacrylamid, MG 100.000, verwendet werden. Beim Ablassen der Gasphase aus Zylinder A in Zylinder B finden sich in Zylinder B das gesamte H-FCKW 22 und nur eine Spur HF wieder. Durch Erhitzen von Zylinder A werden praktisch die gesamten 4,0 g HF, die bei dem Versuch verwendet wurden, freigesetzt.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus einem Chemikaliengemisch, bei dem man ein erstes, Fluorwasserstoff enthaltendes Chemikaliengemisch mit einem Fluorwasserstoff-Bindemittel zur Abtrennung von Fluorwasserstoff aus dem ersten Chemikaliengemisch unter Bildung eines zweiten Chemikaliengemischs mit verringertem Fluorwasserstoffgehalt in Berührung bringt und als Fluorwasserstoff-Bindemittel ein synthetisches wasserlösliches Polymer einsetzt, bei welchem es sich um Acrylamid-Polymer, Acrylsäure-Polymer, Ethylenoxid-Polymer, Methacrylsäure-Polymer, Polyethylenimin-Polymer, Polyvinylalkohol-Polymer, Polyvinylpyrrolidon-Polymer oder Gemische davon handelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man als Fluorwasserstoff-Bindemittel Natriumpolyacrylat einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man ferner das Fluorwasserstoff-Bindemittel bei einer Temperatur von etwa 80ºC bis etwa 125ºC unter Freisetzung von abgetrenntem Fluorwasserstoff regeneriert.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man ferner den abgetrennten Fluorwasserstoff bei einer Temperatur von etwa 80ºC bis etwa 125ºC aus dem Bindemittel zurückgewinnt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man als Chemikaliengemisch ein Gemisch aus anorganischem Material einsetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man als Chemikaliengemisch ein Gemisch aus organischem Material einsetzt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem es sich bei dem organischen Material um teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe, teilhalogenierte Chlorfluorkohlenwasserstoffe, Perfluorkohlenwasserstoffe, vollhalogenierte Chlorfluorkohlenwasserstoffe oder Gemische davon handelt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man das Inberührungbringen unterhalb von etwa 150ºC durchführt.







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