DE19530534C2 - Destillations- und Trocknungsverfahren für Altlösemittel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Destillations- und Trocknungs­ verfahren für Altlösemittel, welches es erlaubt, in einem Arbeitsgang die enthalte­ nen Lösemittel quantitativ von den enthaltenen Feststoffen und harzigen Produk­ ten zu trennen.

In Deutschland fallen jährlich etwa 100000 t Altlösemittel an, beispielsweise als Spülverdünner in Lackierbetrieben, als Entfettungslösungen in Galvanisierbetrie­ ben, als Reinigungslösungen in der chemischen Industrie etc. Je nachdem, aus was für einem Verfahren diese Lösemittel stammen, ist die Zusammensetzung natürlich verschieden, jedoch handelt es sich überwiegend um im Bereich von etwa 60-180°C bei Normaldruck siedende organische Flüssigkeiten, denen bis zu 20% Wasser und etwa 2-20% anorganische und/oder organische Feststoffe oder harzartige oder teerige Produkte beigemischt sind.

Solche Altlösemittel wurden bisher aufgearbeitet, indem man die Lösemittel destil­ lativ abtrennt, bis die Sumpfphase sich auf einen Feststoffgehalt von etwa 30-50% aufkonzentriert hat. Eine weitergehende Destillation würde zu einem nicht mehr austragbaren, verklebten und zusammengesinterten Material führen. Die Folge wären Schäden an den Destillationsanlagen und ein Stillstand des Verfahrens. Der noch erhebliche Lösemittelmengen enthaltende Rückstand wird dann anschließend entweder durch Verbrennung entsorgt oder mit einem volu­ minösen Feststoff, beispielsweise Sägemehl, Kohleabfälle, Tonerdepulver, Kunststoffschaumpulvern, beispielsweise Polyurethanschaumpulver etc. vermischt, so daß eine feste, krümelige Masse entsteht, die weiter getrocknet und schließlich deponiert, verbrannt oder als Zuschlagsstoff zur Herstellung von Kunststoffplatten verwendet werden kann (vgl. DE 43 27 037, DE 41 25 909, DE 35 06 358, DE 39 24 312). Problematisch bei diesem Verfahren ist es, daß die Sumpfphase bei relativ hohen Temperaturen aus der Destillationsanlage ausgetragen werden muß, um genügend fließfähig zu sein, wodurch eine erhebliche Gefährdung durch Lösemitteldämpfe auftritt (Brandgefahr, Ge­ ruchsbelästigung, Gesundheitsgefährdung). Andererseits muß, um dieses fließfä­ hige Gemisch in einen festen verarbeitbaren Zustand überzuführen, eine relativ große Menge von Zuschlagsstoffen, üblicherweise mindestens 30, vorzugsweise mehr als 50% der Menge, zugegeben werden, so daß die Masse des Rückstands dadurch erheblich ansteigt. Weiterhin ist das Austragen aus der Destillationsap­ paratur, das Vermischen mit den Zuschlagsstoffen und gegebenenfalls die nach­ trägliche Überführung in eine weitere Trocknungsapparatur natürlich ein arbeits- und kostenaufwendiger Prozeß.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Destil­ lation und Trocknung von Altlösemitteln in einer Apparatur mit einer möglichst ge­ ringen Menge von Zuschlagsstoffen durchgeführt werden kann.

Überraschenderweise wird diese Aufgabe durch die im Hauptanspruch wiederge­ gebenen Merkmale gelöst und durch die Merkmale der Unteransprüche gefördert.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich eine fast quantitative Lösungs­ mittelausbeute erzielen, wobei durch die schonende Destillation gleichzeitig die Bildung von Crackprodukten weitgehend vermieden wird. Das Verfahren wird in einer Apparatur ohne Unterbrechung beim Übergang von der Destillationsphase in die Trocknungsphase durchgeführt und führt zu einem fast lösemittelfreien, pulvri­ gen bzw. granulierten Rückstand, welcher ohne Probleme aus der Destillations­ apparatur ausgetragen werden kann.

Erfindungsgemäß werden die zu reinigenden Altlösemittel vor der Destillation mit einem oberflächenaktiven Zuschlagstoff in Form von Polyurethanschaumpulver vermischt, der über den gesamten Destillations- und Trocknungsprozeß in der Apparatur verbleibt. Dabei wird ein Polyurethanschaumpulver mit Schüttdichten zwischen 20 und 150 kg/m³ verwendet, wobei die Zuschlagmenge bei 5-20 Gew.- % der im Altlösemittel enthaltenen Feststoffe und harzartigen Produkte liegt.

Die Lösemittel werden bei einer Temperatur von 40-100°C, vorzugsweise 40-70°C, abdestilliert, wobei bei höhersiedenden Lösungsmitteln ein entsprechen­ des leichtes Vakuum von bis zu 0,5 Bar angelegt wird. Um die Restlösemittel, die in der sich bildenden festen Rückstandsphase noch enthalten sind, abzutreiben, wird gegen Ende der Destillation die Guttemperatur bis auf 100°C erhöht und das Vakuum bis zu 0,01-0,1 Bar verstärkt.

Die Ausbeute an wiederverwertbaren Lösungsmitteln liegt bei diesem kombinier­ ten Destillations-Trocknungsverfahren bei bis zu 95 Gew.-% der ursprünglichen Lösemittel und ist damit um 20% höher als bei herkömmlichen Verfahren.

Der Destillationsrückstand fällt als Granulat oder fließfähiges Pulver an und kann ohne weitere Nachbehandlung direkt zur stofflichen Weiterverarbeitung gelangen.

Da bei dem Destillationsprozeß überraschenderweise eine "klebrige" Phase nicht durchlaufen wird, weil sich die klebenden Substanzen, beispielsweise Lackbin­ demittel und ähnliches, während des Destillationsprozesses in und auf den zuge­ setzten Polyurethankörnern ablagern, können für das erfindungsgemäße Verfah­ ren außerordentlich einfache Destillationsapparaturen, beispielsweise Destilla­ tionsblasen mit einem einfachen Rührwerk für die thermische Durchmischung, verwendet werden, was den apparativen Aufwand außerordentlich verringert. Natürlich sind auch andere, dem Fachmann bekannte aufwendigere Apparaturen geeignet.

Die leicht flüchtigen Lösemittel bis zu einem Siedepunkt von ca. 120°C werden bei Normaldruck bzw. einem Vakuum von bis zu 500 mBar und Guttemperaturen von 40-100°C, vorzugsweise 40-70°C, überwiegend abdestilliert. Nach einer Tempera­ turerhöhung auf 100°C und gegebenenfalls einer Verringerung des Vakuums auf 100 bzw. 50 mBar destillieren auch die Lösungsmittelreste ab. Die Guttemperatur wird erfindungsgemäß so lange gehalten, bis kein Destillat mehr übergeht.

Der lockere, krümelige Destillationsrückstand weist maximal einen Restlösemittel­ gehalt von 5%, üblicherweise 1-3%, auf. Da durch das angelegte Vakuum nicht die gesamte Lösungsmittelmenge kondensiert wird, ist die Lösemittelausbeute üblicherweise in der Größenordnung von 93-95%.

Soweit Lösemittelgemische vorliegen, können diese entweder bei der Destillation fraktioniert aufgefangen und getrennt werden oder in einer nachgeschalteten zweiten Destillation einer Feintrennung unterzogen werden, um die reinen Löse­ mittel wieder zurückzugewinnen. Soweit Lösemittelgemische einer speziellen Verfahrensstufe anfallen, können diese üblicherweise in diese Verfahrensstufe recyclisiert werden, so daß sich eine Feintrennung erübrigt.

Der als krümeliges bzw. pulvriges Produkt anfallende Destillationsrückstand kann in dieser Form leicht deponiert, verbrannt oder als Füllstoff in bekannter Weise eingesetzt werden. Aufgrund seiner Struktur ist er natürlich auch hervorragend geeignet, um mit chemischen Reagenzien gegebenenfalls einzelne Komponenten wiederum zu extrahieren und damit in den Produktionsprozeß zurückzuführen.

Das verwendete Polyurethan ist ein preiswertes Abfallprodukt, welches aus Re­ sten der Polyurethanschaumherstellung durch Mahlen hergestellt werden kann. Soweit dies von den einzusetzenden Produkten her sinnvoll ist, können bei dem Verfahren natürlich auch noch andere Stoffe, wie Kalk, Mineralöle, anorganische Zuschlagstoffe etc. mit eingesetzt werden.

In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert.

Beispiel 1: kombinierte Destillation und Trocknung eines gebrauchten Waschverdünners aus der Lackindustrie

Der Waschverdünner mit der Zusammensetzung:

88 Gew.-%	organische Lösungsmittel
7 Gew.-%	organische Bindemittel
5 Gew.-%	anorganische Pigmente und Füllstoffe

wird mit 1,2 Gew.-% Polyurethanpulver (50 kg/m³

) vorgemischt und mittels Va­ kuum in den Destillationsapparat eingezogen.

Die leicht siedenden Lösungsmittel bis zu einem Siedepunkt von 100°C werden bei einem Vakuum von bis zu 500 mBar und Guttemperaturen von 40-70°C ab­ destilliert. Nach einer Temperaturerhöhung auf 100°C destillieren die übrigen Lösemittelanteile ab. Diese Guttemperatur wird so lange gehalten, bis keine Destillate mehr übergehen.

Nach Brechen des Vakuums wird der lockere, krümelige Destillationsrückstand (Trockenrückstand) entnommen. Dieser weist noch einen Restlösemittelgehalt von 4,5 Gew.-% auf. Die Lösemittelausbeute beträgt 93 Gew.-% bezogen auf die gesamte Lösemittelfracht.

Claims (4)

1. Verfahren zur Destillation und Trocknung von Altlösemitteln unter Zufügung von Polyurethanschaumpulver zum Entkleben der Destillationsrückstände bei gleichzeitiger Rückgewinnung der reinen Lösemittel und eines granulierten oder pulverförmigen Rückstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Altlösemittel, die eine Zusammensetzung von
60-95 Gew.-% organische Lösemittel,
0-20 Gew.-% Wasser,
5-10 Gew.-% organische Feststoffe, Harze und teerartige Produkte und
0-10 Gew.-% anorganische Pigmente und Füllstoffe
aufweisen, vor der Destillation mit 5-20 Gew.-% Polyurethanschaumpulver mit einer Dichte von 20-150 kg/m³ bezogen auf den Feststoffgehalt der Lösemittel versetzt werden, daß der Hauptteil der Lösemittel bei einer Guttemperatur von 40-100°C und einem Druck von 0,5-1 Bar unter Bildung eines festen Rückstandes abdestilliert und der Rückstand bei einer Temperatur von 80- 100°C und einem Druck von 0,05-0,5 Bar weitergetrocknet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillation bei einer Temperatur von 40-70°C und die Trocknung bei einer Temperatur von 100°C durchgeführt wird.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abdestillierten Lösemittel einer fraktionierten Nachdestillation unterwor­ fen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand einer stofflichen Wiederverwertung zugeführt wird.