........ 00 O O - -. Kristálysítási eljárás alacsny frráspntú «200 OC) szerves ldtt anyagkat tartalmazó szervetlen sóldatk adiabatikus bepárlásával Bej e lentő : Feltaláló: Deutn-X Kft., Érd, 2030, Selmeci u. 89. Kótai László, Érd, 2030, Selmeci u. 89. 50 % Lakats Györgyi, Érd, 2030, Selmeci u. 89., 50 % Jelen találmány tárgya kristálysítás i eljárás alacsny frráspntú «200 OC) szerves ldtt anyagkat tartalmazó szervetlen sóldatk adiabatikus bepárlásával. A gyógyszergyári iparban száms lyan technlógiai lépés van, amikr vízzel vagy vizes ldatkkal való kezeléssel zárják le a reakciót, amely srán kis mennyiségű szerves ldószert tartalmazó savas vagy lúgs szennyvíz keletkezik. Ezek kezelésének e lső lépése a semlegesítés, amikr ldtt sókat tartalmazó szennyvizek keletkeznek. Ezek elsődleges ártalmatlanítása az ldószerek kinyerésével csak lyan összetett flyamatkban valósítható meg, mint az extraktív desztilláció, znlízis, elektrdialízissel kmbinált desztilláció és más hasnló módszerek [W0 2011155381, US2011100911, CNI01948197, CNI01830605, CNI01885555, CNI 01717166, CNI01492391]. A szerves anyagk eltávlítása önmagában nem elégséges, kinyerésüket kö vetően még mindig túl nagy sótartalmú szennyvíz marad vissza, amely nem engedhető a csatrnába. Az ilyen szennyvizek tisztítása nem gazdaságs, az ilyen hulladékk általában veszélyes hulladék égetőkben kerülnek megsemmis ítésre. A jelen találmány szerinti eljárásban, az alacsny frráspntú «200 OC) szerves ldószereket is tartalmazó vizes ldatk betöményítésére szlgáló módszer tvábbfejlesztéseként, a Deutn-X Kft által kifejlesztett a nagyfelületű intenzív kmpzit bepárló testekkel végzett bepárlási lehetőséget és a szennyvizek szerves ldószertartalmának frráspnt módsító adalékanyag segítségével történő desztillációs kinyerésének l ehető sé gé t kmbináljuk a je len találmányt megalapzó felismeréssel, miszerint az ekkr fenékterrnékként visszamaradó kncentrált vagy telített meleg sóldatkat ly módn vetj ük alá adiabatikus vákuumkristálysításnak, hgy egy gócképző adalékanyagt juttatunk a vákuumkristálysító térbe a kristálysítási flyamat megindításáhz.
2. :.:... A jelen találmány szerinti eljárásban, gócképző kristálysító adalékként előnyösen az adtt rendszerben, a kivnni kívánt sónál kevésbé ldható, vagy nagybb ldhatósági hőmérséklet gradienssel rendelkező izmrf szerkezetű másik sót, illetve a kikristálysítani kívánt só túlhevített és/vagy túltelített ldatát használjuk gócképzésre. A jelent találmány szerinti eljárásban, a kivnni kívánt sónál kevésbé ldható, vagy nagybb ldhatósági hőmérséklet gradienssel rendelkező izmrf szerkezetű sóként előnyösen a kivnni kívánt só katinjának egy másik aninnal, vagy a kivnni kívánt só aninjának egy másik katinnal képzett sóját használjuk............. A jelen találmány szerinti eljárásban, a gócképző só mennyiségét a kikristálysítani kívánt só mennyiségéhez visznyítva 0.01-1 % (m/m), előnyösen 0.05-0.1 % (m/m) mennyiségben adagljuk, az adiabatikus vákuumkristálysítási technlógiai lépés kezdetén, telített, előnyösen túltelített/és vagy túlhevített vizes ldat frmájában. A beadaglást legelőnyösebben a vákuumkristálysító térbe a gócképző só ldatának beprlasztásával valósítjuk meg, amikr a túlhevített/és vagy túltelített ldatból, az adiabatikus párlgás következtében lehűléskr kiváló sókristály góck a kristálysítandó ldatban levő izmrf só számára ködszerű állaptban képződő kristálygóckként működnek. A jelen találmány szerinti eljárásban, a gócképző sókristálykat in situ is előállíthatjuk, a megfelelő jól ldható lúg és sav vizes ldatainak gáztérbe prlasztással végrehajttt reakciójában, vagy ha a sóképző bázis és sav gázhalmazállaptban is elérhető, például az ammónia és sósavgáz esetében, a két kmpnens in situ gázreakciójában is. Az adiabatikus bepárlás felső hőmérséklet határa a maximális telítettségnek megfelelő frráspnt, ami például a kálium-klridnál 107 "C, a kalcium-klridnál mintegy 170 c. Az adiabatikus hőmérséklet gradiens alsó határhőmérséklete az a hőmérséklet, ahl a víz gőznymása eléri a vákuumszivattyú által biztsíttt vákuumnak megfelelő nymást. Ez a szkáss ipari vákuumszivattyúk által biztsíttt 0.1 bar nymásérték mellett 50 "C. Az ldtt só anyagi minősége (a telített ldat frrási hőmérséklete és a só ldhatósága), az energiaveszteség illetve a nymás által szabályztt hőmérséklet gradiens szabályzza azt a hőmennyiséget, amely az ldat betöményítésékr a víz elpárlgtatására elhasználódik. Nagyn híg ldatknál (nagy elpárlgtatandó vízmennyiség) és alacsny frráspnt esetében (a gradiens nem haladja meg jelentősen az 50 OC-t), az elpárlgtattt víz mennyisége nem elégséges ahhz, hgy az ldat só kncentrációja a betöményedés által a a kristálysító alsó hőmérsékleti tartmányában elérje a só a telítési határát, ezért ekkr akiindulásinál töményebb ldat - de kristályk nélkül - a képződő fenéktermék. A kristálysítási lépés ezen szakaszában tulajdnképpen egy adiabatikus bepárlást hajtunk végre, és ezen lépésben még nem alkalmazzuk a gócképző anyagt. Az így képződött már töményebb ldatt visszavezetve a ciklusba (akár többször is), elérjük azt a pntt amikr a kiindulási kncentrációból adódó só mennyisége és a maradék vízmennyiség úgy aránylik egymáshz, hgy a víz már nem képes a teljes só mennyiséget felldani, ekkr elkezdenek a só kristályai kiválni, amit a gócképző adaglásával tudunk meggyrsítani. Az ekkr kivált kristálykat kiszűrve, már a telített és újra felmelegített /előzetesen tvább sűritett ldatt frgatjuk vissza, mindaddig, amíg a teljes anyagmennyiségből ki nem nyerjük az összes vizet, és szilárd kristálys anyaghz jutunk.
3. :.:-.:... Telített ldatkból kiindulva, például a kalcium-klridnál hagymánys útn 160-162 C-ra előmelegített és betöményített ldatt használva (magasabb hőmérsékleten a kalciumklrid kristályk kiválnának a bepárló falára, rntva a hőátadást és kőkernény régeget képezve rajta), és ezt bevezetve a vákuum kristálysítóba, gócképző adalékanyag jelenlétében (túlhevített és túltelített kalcium-klrid ldat) a kristálysdás aznnal megindul, és a kalcium-klrid hexahidrát nem zagy, hanem apró kristályk frmájában képződik és szilárd anyag fenéktermékünk. A tipikus savas (sósav, kénsav, salétrmsav) szennyvizek esetében, semlegesítésre káliumhidrxidt, nátrium-hidrxidt, ammónium-hidrxidt vagy kalcium-hidrxidt használnak. A lúgs katalizátrk tipikusan alkáli- vagy alkálifém-vegyületek, például alkhlátk. Az aktív CH-csprtú vegyületek (malnészter, acetecetsav és hasnlók) esetében jellemzően az Na-származékk, a nátrium-hidrid illetve a Grignard vegyületek alkalmazása igényel savas bntást, így a tipikus szennyvizek, kálium-, kalcium-, ammónium- és magnézium-sók vizes ldatait tartalmazzák. Gócképző anyagként ilyenkr elsődlegesen a kristálysítandó anyaggal izmrfalkáli és alkáliföldfém-vagy ammónium-sókat választhatjuk (MX és MX 2 típusú, ahl M a katin és X az anin). Érdekes jelenség, hgy mivel a nátrium-klrid ldhatósága alig váltzik a hőmérséklettel (35.7 g/ioo g víz O OC-n és 39.1 g/ioo g víz 100 OC-n), káliumklridé pedig jelentősen, ezért a 40 C alatti kristálysítási hőmérsékletnél a melegen telített kálium-klrid ldatk alkalmazhatóak gócképzőnek a nátrium-klrid ldatk bepárlásánál. Ennél magasabb hőmérsékleteknél aznban, az ldhatósági visznyk alakulása következtében már az in situ létrehztt (50 % (m/m)-s NaOH ldat beprlasztásával és HCl gázzal) nátrium-klrid lehet a gócképző a kálium-klrid kristálysításánál. A jelen találmány szerinti eljárásban, előnyösen srba kötött vákuum-adiabatikus bepárlók és kmpzit alapú a Deutn-X Kft. által kifejlesztett bepárló -sürítők alkalmazásával, az ldószer tartalm mellett a szennyvizek sótartalma is gazdaságsan kinyerhető...".. A szabadalmi igény krlátzása nélkül néhány példát mutatunk be. l.példa Kalcium-karbnát 33 % (m/m)-s sósavban ldásával előállíttt 200 liter mennyisegu kalcium-klrid ldatt (34 % (m/m)-s) 110 OC-ra hevítve, egy 0.1 bar vákuum alatt dgzó 3.5 méter magas adiabatikus bepárlóba prlasztttunk, és 110/50 "C hőmérséklet gradiens mellett működtettük a kristálysítót. Gócképzőként szilárd kalcium-klridt lvasztttunk meg a saját kristályvizében (-170 OC) és 0.1 % (m/m) mennyiségben adagltuk a kristálysító térbe prlasztással, a kristálysító flyamat indítás aként. A gócképző beprlasztása után flyamatsan adagltuk a kristálysítandó ldatt. A fenéktermék kalcium-klrid hexahidrát kristály tartalmú sűrű zagy vlt, amelyből a kristálykat szűréssel választttuk el. 2. Példa Az 1. példában kaptt zagy szűrésekr kaptt telített kalcium-klrid ldatt 160 OC-ig bepárlva, visszavezettük a flyamatba, amikr a gócképző kristályködöt az előző pntban megadtt módn hztuk létre. A fenéktermék kristálys szilárd kalcium-klrid hexahidrát vlt.
4 :... :... :... :. :.. 3. példa Gyógyszergyári szennyvíz kmp zit bepárló szlpkkal megvalósíttt ldó szer mentesítése után visszamaradt 24 % (m/m)-s kálium-klrid ldatt 103/50 "C hőm ér s ékl e t gradiensse l b e sűrítettünk, gócké pző ké n t 0.05 % (m/m) mennyiségben n átrium-klridet alkalmazva. A fenéktermék kálium-klrid kristálykat tartalmazó vizes zagy vlt, ame lybő l szű résse l választttuk ki a kristálykat, és az 50 C-n telített kálium-klrid ldatt vezettük vissza a b ep ár l ó -b e sű r ít é s i flyamatba..
5 Szaba dalmi igénypntk. :.:....-... Kristálysítási eljárás alacsny frráspntú «200 OC) szerves ldtt anyagkat tartalmazó szervetlen sóldatk adiabatikus bepárlásával, az ldószertartalm kmpzit szlpkn végzett kinyerésével és a híg ldatk besűrítésével, azzal jellemezve, hgy a nehezen kristálysdó anyagk kiválását segítő kristálygóck létrehzásáhz a kikristálysítani kívánt anyaggal izmrf kristálykat képező gócképző adalékanyag túltelített és/vagy túlhevített ldatát adagljuk be, illetve a gócképzőt in situ hzzuk létre a vákuum-kristálysító térben.. 2., Az l. igénypnt alatti eljárás azzal jellemezve, hgy gócképző izmrf adalékanyagkat egy a kiválasztani kívánt sónál nagybb ldhatósági hőmérséklet gradienssel vagy adtt hőmérsékleten rsszabb ldhatósággal bíró adalékanyagk közül választj uk ki. 3., Az 1. igénypnt alatti eljárás azzal jellemezve, hgy a gócképző anyag túltelített és/vagy túlhevített ldatát a vákuum-kristálysító térbe prlasztással juttatjuk be, illetve a gócképzőt in situ előállítva, a kiindulási anyagk gázaibóllgőzeiből kristályköd frmájában hzzuk létre.