Способ обессоливания растворов солей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Саюз Советских Социалистических РеспубликЗависимый от патент Заявлено 07.Х.1969 ( 1373836/23-5)Приоритет 07.Х,1968,168986, ФранцияОпубликовано 31,Х.1972. Бюллетень ,33Дата опубликования описания 11.1,1973 Кл. В 010 13/О Комитет по деламизобретений и открытипри Совете МинистровСССР УДК 66.064(088.8 Авторыизобретения ИностранцыБланшар, Андрэ Рио и Жи(Франция) ьбер Виван Заявит ОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ 2 Изобретение относния растворов солейщью синтетических у рран.Известен способ разделения растворов солей методом осмоса с использованием в качестве мембран пленок из гидрофобных полиамидов. Однако при применении этих мембран солезадержание не превышает 90%.Для повышения степени и скорости обессоливания предлагается способ обессоливания растворов солей методом осмоса с применением гидрофильных полупроницаемых мембран из полиамидов общей формулы:От) где К, Кь К - бивалентные углеводородные радикалы,А в алкил, циклоалкил, арил, алкиларил, арилалкил, гидроксил, алкоксил, первичная, вторичная или третичная аминогруппа,Более конкретно К является алкиленовым радикалом, содержащим 2 - 10 атомов углерода, циклоалкиленовым или ариленовым радикалом.К 1 и К могут быть алкиленовыми радикалами с 1 - 10 атомами углерода, а также циклоалкиленовыми или ариленовыми радикалами,не имеющими заместителей или содержащимив качестве заместителей атомы галоидов илиалкильные группы.5 Заместитель А представляет собой алкильный (1 - 10 атомов углерода), циклоалкильный, арильный, алкиларильный, арилалкильный, алкоксильный радикалы или аминогруппы БАЧКК", где К и К" - атомы водорода или0 алкильные радикалы с 1 - 10 атомами углерода.Используемые полиамиды получают известными методами путем межфазной поликонденсации или поликонденсации в растворе дикис 5 лот (или ангидридов и хлорангидридов этихдикислот) с диаминами,В качестве дикислот используют, например,янтарную, адипиновую, орто-, изо- и терефталевую кислоты. Кислоты (или их производ 0 ные) могут применяться в смеси друг с другом.Из диаминов используют, например, окисибис- (м-аминофенил) метилфосфина и бис- (гаминофенил) метилфосфина, бис- (м-аминофе 5 нил) фенилфосфина, бис-(3-аминопропил) -фенилфосфина бис- (м-аминофенил) фосфиновую и бис- (гг-аминофенил) фосфиновую кислоту.При сополиконденсации могут добавляться0 к фосфорсодержащим диаминам диамины, несодержащие фосфора, например гексаметилендиамин, м- и п-фенилендиамин и другие.Фосфорсодержащие полиамиды с остатками фосфиновой кислоты, имеющие в качестве заместителя А гидроксил, представляют собой полимеры с температурой размягчения выше 200, растворимые в полярных растворителях и слабощелочных водных растворах.Полиамиды, содержащие в качестве заместителя А алкоксигруппу, получают путем перевода полиамида с остатками фосфиновой кислоты в соответствующий хлорангидрид и последующего алкоголиза хлорангидрида спиртом.Полиамиды, содержащие в качестве заместителя А МКК"-группы, получают аммонолизом полиамида, также содержащего остатки хлорангидрида фосфиновой кислоты.Полупроницаемые мембраны из полиамидов получают известными методами, например отливом раствора полиамида в органическом растворителе на поверхность с последующим испарением растворителя. Возможно частичное удаление растворителя из мембраны погружением ее в воду. Мембраны могут быть получены с добавлением порообразователя (хлористый натрий, перхлорат магния) с последующим вымыванием последнего из мембраны водой. Мембраны могут быть изготовлены в виде пленок или трубок, например, в виде пучка полых волокон.Синтезированные мембраны имеют высокую химическую стойкость, гидрофильны, степень солезадержания составляет 98 - 99/о (при концентрации солевых растворов 35 г/л и могут быть использованы для обессоливания воды методом осмоса.П р и м е р 1, Готовят 15% -ный раствор полиокси - бис - (м-аминофенил) - метилфосфинфталамида в диметилацетамиде, вязкость которого при 25 С равна 120 пз. Этот раствор наносят на стеклянную пластину размером 40 Х 22 см 2, которую затем помещают в сушильный шкаф и выдерживают в течение часа при 85 С и давлении 1 мм рт, ст. в течение 4-х час при 150 С и том же давлении, охлаждают и снимают пленку. В результате получают мембрану толщиной 10 мк. Из нее вырезают круг диаметром 9 см, который помещают под решетку, образующую дно установки для обратного осмоса, представляющей собой вертикальную трубу из нержавеющей стали высотой 51 см и внутренним диаметром 8 см с вводом для газа, отсекающим щитом, предохранительным клапаном и магнитной мешалкой. Под мембрану помещают круг из прокаленного металла, затем с помощью эластичных силиконовых прокладок и металлического днища, снабженного фиксирующими гайками и устройством для отвода воды, прошедшей через мембрану, установку закрывают.Эффективность мембраны при обратном осмосе определяется следующим образом. В аппарат вводят 1,5 л водного раствора хлорис 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 того натрия концентрации 3,5 г/л, Затем к раствору прикладывают давление. На выходе из аппарата классическим способом определяют скорость прохождения раствора через мембрану и содержание хлористого натрия. Для описанной мембраны пропускная способность равна 4,52 л/мЦсутки, степень задержания соли 87/о при давлении 100 бар, В той же установке при давлении 50 бар пропускная способность равна 2,76 л/мЦсутки и степень задержания соли 86%.П р и мер 2. Мембрану готовят по способу, описанному в примере 1, но с добавкой в исходный раствор 0,2 вес. % перекиси кумила (порообразователя) относительно политерефталамида.В установке для обратного осмоса, описанной в примере 1, при давлении 50 бар полученная таким образом мембрана обладает пропускной способностью 2 л/мЦсутки и степенью задержания соли 98,7%.П р и м е р 3. Мембрану готовят, как описано в примере 1, но пленку, высушенную сначала при 85 С при давлении 1 мм в течение 30 мин затем погружают на 5 мин в воду, температура которой 85 СВ установке для обратного осмоса (пример 1) в условиях примера 2 полученная мембрана обладает пропускной способностью 75 л/м в сутки и степенью задержания соли 89 4 о/оП р и м е р 4. Смесь 1,55 г бис-(м-аминофенил) фосфиновой кислоты, 3,7 г бис-(и-аминофенил) метана, 5 г хлорангидрида терефталевой кислоты в 50 смМ-метилпирролидона выдерживают в течение 3 час при 10 С в присутствии 2 см триэтиламина. Затем реакционную смесь для осаждения сополимера выливают при 20 С в воду, Прибавлением соляной кислоты доводят рН смеси до 1, полиамид фильтруют, промывают на фильтре дистиллированной водой и высушивают при 100 С при давлении 200 мм рт, ст. В результате получают 8,1 г полиамида, содержащего фрагменты фосфиновой кислоты, характеристическая вязкость 1% (по весу) раствора в смеси Х - пирролидона с гексаметанолом (25; 75 по весу) равна 0,89.Мембрану толщиной 10 мк готовят нанесением 10%-го раствора полимера в смеси К-метилпирролидона и гексаметанола (25:75) по весу на стеклянную пластину, аналогичную описанной в примере 1, высушиванием полученной пленки в течение 1/2 час при 80 С и погружают ее затем на 5 мин в воду, температура которой 80 С. Полученную таким образом мембрану испытывают в установке для обратного осмоса примера 1 при давлении 55 бар, Мембрана обладает пропускной способностью 10 л/м 2/сутки и степенью задержания соли 93 о/оП р и м е р 5, Для прямого осмоса используют установку, состоящую из стеклянной камеры емкостью 100 мл, разделенной на две цплиндвические ячейки полупроницаемой мемб357697 Предмет изобретения 0 1 СО В - СО 1 чН - В 1 - р - Кг-МН -1А 30 Составитель С. ВасюковТехред 3. Тараненко Корректор А. Степанова Редактор Е. Гончар Заказ 4200/13 Изд. Мо 1813 Тираж 406 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 раной, На каждую ячейку с помощью шлифа надевается градуированная стекля 1.ная трубка. Перемешивание жидкости осуществляется посредством помещенной в каждую ячейку магнитной мешалки,По методике, описанной в примере 3, готовят мембрану толщиной 1 мк. Одну из ячеек камеры заполняют водным раствором нитрата натрия концентрации 1 моль/л, а другую - раствором мочевины концентрации 0,5 моль/л. Количество проходящей через мембрану жидкости определяют с помощью той градуированной трубки, в которой уровень жидкости постепенно увеличивается, Это количество равно 20 л/м сутки, Наблюдается переход раствора мочевины в раствор нитрата натрия. Его концентрация равна первоначальной концентрации раствора мочевины.П р и м е р 6. Опыт проводят, как описано в примере 5, заменяя раствор нитрата натрия концентрации 1 моль/л раствором нитрата натрия концентрации 5 моль/л и раствор мочевины раствором хлористого натрия концентрации 0,33 моль/л. Количество воды, проходящей через мембрану, равно 99 л/и",сутки при степени задержания соли 99,5%.П р и м е р 7. Следующим образом готовят политерефталамид бис- (м-аминофенил) -фосфиновой кислоты. В сосуд емкостью 1 л, снабженный мешалкой, загружают 400 мл диметилформамида, 49,6 г (0,2 моль) бис-(м-аминофенил)-фосфиновой кислоты и 55 мл триэтиламина. Температуру в сосуде доводят до 40 С для полного растворения реагентов и затем в течение 30 мин добавляют 40,6 г (0,2 моль) хлорангидрида терефталевой кислоты. Перемешивание продолжают в течение 3 час прп 20 С, затем смесь оставляют на 12 час, после чего ее выливают в 2 л воды, подкисляют с помощью соляной кислоты до 5 рН=1. Получившийся осадок отделяют фильтрованием, промывают водой и высушивают при 100 С и давлении 200 мм рт. ст. В результате получают 71 г продукта с характеристической вязкостью 0,233 (1% раствор в диметил сульфоксиде при 25) и температурой размягчения 290. Мембрану готовят по примеру 3 толщиной 10 мк из 15%-ного раствора в диметилацетамиде. При испытаниях (пример 6) количество воды, проходящей через мембрану, 15 составляет 100 л/м в сутки при степени задержания поваренной соли 90%,Способ обессоливания растворов солей методом осмоса с помощью полупроницаемых мембран, отличающийся тем, что, с целью повышения степени и скорости обессоливания, в качестве полупроницаемых мембран используют мембраны из полиамидов общей формулы: где К, Кь Яз - бивалентные углеводородные радикалы, А - алкил, циклоалкил, арил, алкиларил, арилалкил, гидроксил, алкоксил, пер височная, вторичная, или третичная аминогруппа.