Beschreibung

Die vorliegende Anmeldung schließt durch Verweis die am 15. März 2011 einreichte vorläufige US-Anmeldung 61/452651 ein.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Säuren aus flüssigen Zusammenset- zungen unter Verwendung eines schwach basischen lonentauschers, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zusammensetzungen Salze aus einem organischen Kation und einem Anion enthalten und die Konzentration dieser Salze in der Zusammensetzung mindestens 1 Gew. % beträgt. Salze mit einem organischen Kation sind z.B. als ionische Flüssigkeiten von Bedeutung. Ionische Flüssigkeiten haben einen Schmelzpunkt kleiner 200°C, insbesondere kleiner 100°C.

Für ionische Flüssigkeiten gibt es eine große Anzahl von technischen Verwendungen, z.B. als Lösemittel. Bei der Verwendung werden ionische Flüssigkeiten im Allgemeinen nicht ver- braucht, sondern nur verunreinigt. Da es sich um hochpreisige Salze handelt, besteht ein Bedarf an besonders effektiven und günstigen Verfahren zur Aufarbeitung der bei der Verwendung erhaltenen Gemische, so dass eine Wiederverwendung erfolgen kann.

Bei der Verwendung von ionischen Flüssigkeiten zur Auflösung von Zellulose entstehen z.B. Gemische, welche neben der ionischen Flüssigkeit Lösemittel, insbesondere Wasser, eingebrachte Verunreinigungen, z.B. auch Abbauprodukte der Zellulose und der ionischen Flüssigkeit enthalten. Abbauprodukte der ionischen Flüssigkeit sind insbesondere Säuren, welche sich aus dem Anion der ionischen Flüssigkeit bilden. Zur Wiederverwendung der ionischen Flüssigkeit besteht ein Bedarf an einem einfachen und effektiven Verfahren, diese Säuren abzutrennen.

Bekannt sind lonentauscher zur Entfernung von Verunreinigungen und unerwünschten Bestandteilen, lonentauscher und ihre Verwendungen sind z.B. in dem Übersichtsartikel„Ion - Exchange Polymers" in Encyclopedia Of Polymer Science And Engineering, Volume 8, Seite 341 bis 393, John Wiley & Sons, 1987 beschrieben. Bei Anionenaustauschern unterscheidet man zwischen stark und schwach basischen Austauschern. Stark basische Austauscher enthalten quaternäre Ammoniumgruppen; diese können ihr Gegenanion austauschen. Schwach basische Ionenaustauscher sind dagegen solche, welche als lonen-Austausch-Polymer ein Polymer mit primären, sekundären oder tertiären Aminogruppen enthalten und so Säuren binden können. Dabei lagert sich das Säureproton an die Aminogruppe an (Quaternisierung) und das Säu- reanion ist als Gegenanion gebunden. Ein übliches schwach basisches lonentauscherharz ist z.B. ein Acryl-Divinylbenzol-Copolymer mit tertiären Aminogruppen, welches von Lanxess unter dem Handelsnamen Lewatit® VP OC 1072 erhältlich ist und gemäß der Produktinformation zur Entmineralisierung von Wasser und Entfernung von Organika aus Oberflächenwasser empfohlen wird. lonentauscher werden auch bei der Herstellung von ionischen Flüssigkeiten verwendet. Ent- sprechend wird z.B. in WO 2005/097730 der Austausch des Anions unter Verwendung eines lonentauschers beschrieben, um so die gewünschte ionische Flüssigkeit zu erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein einfaches und effektives Verfahren zur Abtrennung von Säuren aus Zusammensetzungen, welche ionische Flüssigkeiten enthalten.

Demgemäß wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Säuren aus Zusammensetzungen abgetrennt, welche Salze aus einem organischen Kation und einem Anion enthalten.

Zu den Salzen

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um Salze, die bei Normaldruck (1 bar) einen Schmelzpunkt kleiner 200°C, vorzugsweise kleiner 150°C, besonders bevorzugt kleiner 100°C besitzen und daher als ionische Flüssigkeiten bezeichnet werden. Insbesondere sind die Salze bei 21 °C, 1 bar flüssig.

Die flüssigen Zusammensetzungen enthalten Salze aus einem organischen Kation und einem Anion.

Geeignete organische Kationen sind insbesondere organische Verbindungen mit Hetero- atomen, wie Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff oder Phosphor. Insbesondere handelt es sich bei den organische Kationen um Verbindungen mit einer Ammo- nium-gruppe (Ammonium - Kationen), einer Oxonium -gruppe (Oxonium-Kationen), einer Sul- fonium - gruppe (Sulfonium-Kationen) oder einer Phosphonium - Gruppe (Phosphonium- Kationen). Bevorzugt handelt es sich um ein organisches Kation mit mindestens einem Stickstoffatom.

In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei den organischen Kationen um Ammonium - Kationen, worunter hier nicht-aromatische Verbindungen mit lokalisierter positiver Ladung am Stickstoffatom, z.B. Verbindungen mit vierbindigem Stickstoff (quaternäre Ammoniumverbindungen) oder Verbindungen mit dreibindigem Stickstoff, wobei eine Bindung eine Doppelbindung ist, oder aromatische Verbindungen mit delokalisierter positiver Ladung und mindestens einem, vorzugsweise ein bis drei Stickstoffatomen im aromatischen Ringsystem verstanden werden.

Bevorzugte organische Kationen sind quaternäre Ammonium- Kationen, vorzugsweise solche mit drei oder vier aliphatischen Substituenten, besonders bevorzugt C1- bis C12- Alkylgruppen, am Stickstoffatom, welche gegebenenfalls durch Hydroxylgruppen substituiert sein können.

Ebenfalls bevorzugt sind organische Kationen, die ein heterocyclisches Ringsystem enthalten, wobei mindestens ein, vorzugsweise ein bis drei Stickstoffatome, Bestandteil des Ringsystems sind.

In Betracht kommen monocyclische, bicyclische, aromatische oder nicht-aromatische Ringsysteme. Genannt seien z.B. bicyclische Systeme, wie sie in WO 2008/043837 beschrieben sind. Bei den bicyclischen Systemen der WO 2008/043837 handelt es sich um Diazabicyclo- Derivate, vorzugsweise aus einem 7- und einem 6 Ring, welche eine Amidiniumgruppe enthalten; ge- nannt sei insbesondere das 1 ,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-enium- Kation.

Ganz besonders bevorzugte sind Kationen, die ein heterocyclisches Ringsystem mit ein oder zwei Stickstoffatomen als Bestandteil des Ringsystems enthalten. Als derartige organische Kationen in Betracht kommen z.B. Pyridinium-Kationen, Pyridazinium- Kationen, Pyrimidinium-Kationen, Pyrazinium-Kationen, Imidazolium-Kationen, Pyrazolium- Kationen, Pyrazolinium-Kationen, Imidazolinium-Kationen, Thiazolium-Kationen, Triazolium- Kationen, Pyrrolidinium-Kationen und Imidazolidinium-Kationen. Diese Kationen sind z.B. in WO 2005/113702 aufgeführt. Soweit es für eine positive Ladung am Stickstoffatom oder im a- romatischen Ringsystem notwendig ist, sind die Stickstoffatome jeweils durch ein Wasserstoff- atom oder eine organische Gruppen mit im Allgemeinen nicht mehr als 20 C-Atomen, vorzugsweise eine Kohlenwasserstoffgruppe, insbesondere eine C1 bis C16 Alkylgruppe, insbesondere eine C1 bis C10, besonders bevorzugt eine C1 bis C4 Alkylgruppen substituiert. Auch die Kohlenstoffatome des Ringsystems können durch organische Gruppen mit im Allgemeinen nicht mehr als 20 C-Atomen, vorzugsweise eine Kohlenwasserstoffgruppe, insbesondere eine C1 bis C16 Alkylgruppe, insbesondere eine 01 bis 010, besonders bevorzugt eine 01 bis 04 Alkylgruppen substituiert sein. Besonders bevorzugte Ammonium-Kationen sind quaternäre Ammonium-Kationen, Imidazolium - Kationen, Pyrimidinium- Kationen und Pyrazolium-Kationen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem organischen Kation um Imidazolium-Kationen der nachstehenden Formel I

worin

R1 für einen organischen Rest mit 1 bis 20 C-Atomen steht und

R2, R3, R4 und R5 für ein H-Atom oder einen organischen Rest mit 1 bis 20 C-Atomen stehen.

In Formel I stehen R1 und R3 vorzugsweise unabhängig für einen organischen Rest mit 1 bis 10 C-Atomen. Insbesondere stehen R1 und R3 für einen aliphatischen Rest, insbesondere einen aliphatischen Rest ohne weitere Heteroatome, z.B. für eine Alkylgruppe. Besonders bevorzugt stehen R1 und R3 unabhängig voneinander für eine C1 bis C10 bzw. eine C1 bis C4 Alkyl- gruppe.

In Formel I stehen R2, R4 und R5 vorzugsweise unabhängig für ein H-Atom oder einen organischen Rest mit 1 bis 10 C-Atomen; insbesondere stehen R2, R4 und R5 für ein H-Atom oder einen aliphatischen Rest. Besonders bevorzugt stehen R2, R4 und R5 unabhängig voneinander für ein H-Atom oder eine Alkylgruppe, insbesondere stehen R2, R4 und R5 unabhängig voneinander für ein H-Atom oder eine C1 bis C4 Alkylgruppe. Ganz besonders bevorzugt stehen R2, R4 und R5 jeweils für ein H-Atom.

Bei dem zum organischen Kation gehörenden Anion kann es sich um ein beliebiges Anion han- dein.

In Betracht kommen insbesondere die üblichen Anionen von ionischen Flüssigkeiten, genannt seien exemplarisch Cr, Br, BF ₄ ^" , H ₃ C-COO-, HCOO ^" , H3C-O-SO3-, H3C-SO3-, F3C-O-SO3-, PF ₆ -, CH3-CH2-COO- SCN-, SO3 ² -, NO3-, CIO4-.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Anionen der Salze um Carboxylate.

Als derartige Carboxylate seien insbesondere organische Verbindungen mit 1 bis

20 C-Atomen genannt, die ein oder zwei, vorzugsweise eine Carboxylatgruppe enthalten.

Es kann sich dabei sowohl um aliphatische als auch um aromatische Carboxylate handeln, wobei unter den aromatischen Carboxylate solche verstanden werden, die aromatische Gruppen enthalten. Besonders bevorzugt sind aliphatische oder aromatische Carboxylate, die außer den Sauerstoffatomen der Carboxylatgruppe keine weiteren Heteroatome enthalten oder allenfalls noch ein oder zwei Hydroxylgruppen, Carbonylgruppen oder Ethergrupen enthalten. Als letztere genannt seien z.B. Hydroxycarboxylate oder Ketocarboxylate. Als Carboxylate mit derartigen weiteren Heteroatomen seien z.B. die Carboxylate der Glycol- säure, Furandicarbonsäure, Levulinsäure (4-Oxopentansäure) genannt.

Besonders bevorzugt sind aliphatische oder aromatische Carboxylate, die außer den Sauer- stoffatomen der Carboxylatgruppe keine weiteren Heteroatome enthalten, z.B. die Carboxylate der Alkancarbonsäuren, Alkencarbonsäuren, Alkincarbonsäuren, Alkadiencarbonsäuren, Al- katriencarbonsäuren, , Benzoesäure oder Phenylessigsäure. Geeignete Carboxylate der Alkancarbonsäuren, Alkencarbonsäuren und Alkadiencarbonsäuren sind auch als Fettsäure- Carboxylate bekannt. Ganz besonders bevorzugt sind C1 - bis C20- Alkanoate (Carboxylate der Alkancarbonsäuren, insbesondere C1- bis C16- Alkanoate. Genannt seien insbesondere die Carboxylate der Ameisensäure (C1 -Carbonsäure), Essigsäure (C2-Carbonsäure), Propionsäure (C3-Carbonsäure), n-Buttersäure (C4-Carbonsäure), n-Valeriansäure (C5-Carbonsäure), n-Capronsäure (C6- Carbonsäure) n-Caprylsäure (C8-Carbonsäure, Octansäure), n-Caprinsäure (C10-Carbonsäure, Decansäure), Laurinsäure (C12-Carbonsäure, Dodecansäure), Palmitinsäure (C16-Carbon- säure, Hexadecansäure) oder Stearinsäure (C18-Carbonsäure). In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei den Anionen der Salze um Carboxylate der C6 bis C12 Alkancarbonsäuren (d.h. C6 - C12 Alkanoate). Als Salze aus dem organischen Kation und dem Anion seien exemplarisch genannt:

1 -Ethyl-3-methyl-imidazolium acetat,

1 -Methyl-3-methyl-imidazolium acetat,

1 -Ethyl-3-ethyl-imidazolium acetat,

1-Ethyl-3-methyl-imidazolium octanoat,

1 -Methyl-3-methyl-imidazolium octanoat,

1 -Ethyl-3-ethyl-imidazolium octanoat,

Die Zusammensetzung kann nur ein Salz aus organischem Kation und Anion oder ein Gemisch derartiger Salze enthalten. Die Ausführungen in dieser Anmeldung gelten auch für die Gemische. Z.B. kann die Zusammensetzung Salze mit unterschiedlichen Kationen, insbesondere unterschiedlich substituierten Imidazolium-Kationen der Formel I oder auch unterschiedlichen Anionen, insbesondere unterschiedlichen Carboxylaten, z.B. Acetat und Octanoat, enthalten. Die Begriffe Salz, bzw. ionische Flüssigkeit, steht im Folgenden auch für Gemische derartiger Salze, bzw. ionischer Flüssigkeiten. Vorzugsweise beträgt der Gehalt der oben definierten Salze, bzw. der bevorzugten Salze, in der Zusammensetzung mindestens 5 Gew. %, insbesondere mindestens 10 Gew. %, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew. %, und ganz besonders bevorzugt mindestens 30 Gew. %. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Gehalt der Salze in der Zusammen- Setzung mindestens 40 Gew. % und insbesondere mindestens 50 Gew. % betragen. Im Allgemeinen ist der Gehalt der Salze aber nicht höher als 98 Gew. % , insbesondere nicht höher als 95 Gew. % und vorzugsweise nicht höher als 90 Gew. %. Alle Gewichtsangaben sind auf die gesamte Zusammensetzung bezogen.

Zu den Säuren

Die aus der Zusammensetzung abzutrennenden Säuren sind Wasserstoffsäuren und haben vorzugsweise einen pKs Wert größer 2, vorzugsweise größer 3 besonders bevorzugt größer 4.

Der pKs -Wert der Säuren beträgt vorzugsweise 2 bis 15, vorzugsweise 3 bis 15, insbesondere 3 bis 8 und besonders bevorzugt 4 bis 6.

Der pks - Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Säurekonstanten, KS.

Der pks - Wert wird dazu bei 25°C, 1 bar in Wasser oder Dimethylsulfoxid als Lösemittel gemessen. Es ist daher ausreichend, wenn die Säure entweder in Wasser oder in Dimethylsulfoxid den entsprechenden pKs- Wert hat. Vorzugsweise wird der pKs Wert in Wasser gemessen. Dimethylsulfoxid wird insbesondere dann verwendet, wenn das Anion in Wasser nicht ausreichend löslich ist. Zu beiden Lösemitteln finden sich Literaturangaben in Standardwerken.

Als Säuren mit einem entsprechenden pKs-Wert seien insbesondere Carbonsäuren genannt.

Als derartige Carbonsäuren seien insbesondere organische Verbindungen mit 1 bis

20 C-Atomen genannt, die ein oder zwei, vorzugsweise eine Carbonsäuregruppe enthalten.

Es kann sich dabei sowohl um aliphatische als auch um aromatische Carbonsäuren handeln, wobei unter den aromatischen Carbonssäuren solche verstanden werden, die aromatische Gruppen enthalten. Besonders bevorzugt sind aliphatische oder aromatische Carbonsäuren, die außer den Sauerstoffatomen der Carbonsäuregruppe keine weiteren Heteroatome enthalten oder allenfalls noch ein oder zwei Hydroxylgruppen, Carbonylgruppen oder Ethergrupp en enthalten. Als letztere genannt seien z.B. Hydroxycarbonsäuren oder Ketocarbonsäuren.

Als Carbonsäuren mit derartigen weiteren Heteroatomen seien z.B. Glycolsäure, Furandicar- bonsäure, Levulinsäure (4-Oxopentansäure) genannt.

Besonders bevorzugt sind aliphatische oder aromatische Carbonsäuren, die außer den Sauer- stoffatomen der Carbonsäuregruppe keine weiteren Heteroatome enthalten, z.B. Alkancarbon- säuren, Alkencarbonsäuren, Alkincarbonsäuren, Alkadiencarbonsäuren, Alkatriencarbonsäuren, Benzoesäure oder Phenylessigsäure. Geeignete Alkancarbonsäuren, Alkencarbonsäuren und Alkadiencarbonsäuren sind auch als Fettsäuren bekannt. Ganz besonders bevorzugt sind C1 - bis C20- Alkancarbonsäuren, insbesondere C1 - bis C16- Alkancarbonsäuren. Genannt seien insbesondere Ameisensäure (C1 -carbonsäure), Essigsäure (C2-Carbonsäure), Propionsäure (C3-Carbonsäure), n-Buttersäure (C4-Carbonsäure), n- Valeriansäure (C5-Carbonsäure), n-Capronsäure (C6-Carbonsäure) n-Caprylsäure (C8- Carbonsäure, Octansäure), n-Caprinsäure (C10-Carbonsäure, Decansäure), Laurinsäure (C12- Carbonsäure, Dodecansäure), Palmitinsäure (C16-Carbonsäure, Hexadecansäure) oder Stearinsäure (C18-Carbonsäure). In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich um C6 bis C12 Alkancarbonsäuren.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei mehr als 30 Gew. %, insbesondere bei mehr als 50 Gew. % der abzutrennenden Säuren um C1 - bis C20 - Alkancarbonsäuren

Die Säuren können auf unterschiedliche Art in die Zusammensetzung gelangt sein. Sie können aus den Anionen der Salze entstanden sein oder es kann sich um Abbauprodukte von Verbindungen sein, mit denen die ionische Flüssigkeit bei einer vorhergehenden Verwendung in Kon- takt gekommen ist, z.B. kann es sich um Abbauprodukte von Cellulose handeln, wenn die ionische Flüssigkeit vorher als Lösemittel für Cellulose verwendet wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei zumindest einem Teil der abzutrennenden Säuren um Säuren, die aus den Anionen der obigen Salze entstanden sind. Insbesondere handelt es sich bei mindestens 30 Gew. % der Säuren um solche, die aus den Anionen der Salze entstanden sind.

Zu den weiteren Bestandteilen der Zusammensetzungen

Bei den Zusammensetzungen handelt es sich insbesondere um Zusammensetzungen, die bei oder nach der Verwendung von ionischen Flüssigkeiten oder nach einer sich an die Verwendung der ionischen Flüssigkeiten anschließenden Aufarbeitung oder Reinigung (zum Zwecke der Wiederverwendung von ionischen Flüssigkeiten) erhalten werden.

Ionische Flüssigkeiten sind für viele technische Anwendungen von Bedeutung. Sie können z.B. als Lösemittel, Elektrolyt oder Arbeitsflüssigkeit, wozu z.B. Hydraulik-Flüssigkeiten, Schmierstoffe, Absorptionsmittel in Kreisprozessen, Dämpfungsflüssigkeiten oder Kraftübertragungsmittel zählen, eingesetzt werden.

Dazu können ionische Flüssigkeiten gegebenenfalls auch in Kombination mit nicht-ionischen Lösemitteln verwendet werden. Als nicht-ionische Lösemittel kommen z.B. solche in Betracht, die sich mit der ionischen Flüssigkeit in dem eingestellten Mischungsverhältnis homogen mischen. Genannt seien z.B. Wasser, Aceton, Dioxan, Dimethylsulfoxid, Dimethylacetamid, For- mamid, N-Methylmorpholin-N-oxid oder Dichlormethan. Besonders bevorzugt ist Wasser als nicht ionisches Lösemittel. Daher können insbesondere auch derartige nicht-ionische Lösemittel Bestandteil der Zusammensetzung im Rahmen dieser Erfindung sein. Die Zusammensetzung besteht vorzugsweise überwiegend aus ionischer Flüssigkeit oder einem Gemisch von ionischer Flüssigkeit mit einem nicht-ionischen Lösemittel, vorzugsweise Wasser. Geeignete Gemische der ionischen Flüssigkeit mit einem nicht-ionischen Lösemittel können z.B. aus 5 bis 95 Gew. % nicht-ionisches Lösemittel und

5 bis 95 Gew. % ionische Flüssigkeit bestehen.

Insbesondere können sie aus 20 bis 95 Gew. % nicht-ionisches Lösemittel und

5 bis 80 Gew. % ionische Flüssigkeit bestehen.

In einer besonderen Ausführungsform können sie aus 60 bis 90 Gew. % nicht-ionisches Lösemittel und

10 bis 40 Gew. % ionische Flüssigkeit bestehen.

Die vorstehenden Prozentangaben sind auf die Gewichtssumme von ionischer Flüssigkeit und nicht-ionisches Lösemittel bezogen.

Die Zusammensetzung besteht vorzugsweise zu mehr als 80 Gew. %, insbesondere zu mehr als 90 Gew. %, bzw. zu mehr als 95 Gew. % aus ionischer Flüssigkeit oder einem Gemisch von ionischer Flüssigkeit mit nicht-ionischem Lösemittel, insbesondere Wasser. Der Gehalt der abzutrennenden Säuren beträgt vorzugsweise 0,05 bis 20 Gewichtsteile, insbesondere 0,1 bis 10 Gewichtsteile bzw. 0,2 bis 5 Gewichtsteile Säuren auf 100 Gewichtsteile der Salze (ionischen Flüssigkeiten) oder deren Gemische mit einem nicht-ionischen Lösemittel.

Die Säurezahl der Zusammensetzungen beträgt vorzugsweise 0,5 bis 50 mg KOH/g Zusam- mensetzung, insbesondere 1 bis 30 mg KOH/g (gemessen bei 20°C).

Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Zusammensetzung ist vorzugsweise flüssig (bei 21 °C, 1 bar). Bei den im Rahmen dieser Erfindung verwendeten Zusammensetzungen kann es sich um Zusammensetzungen handeln, die sich nach verschiedenen technischen Verwendungen von ioni- sehen Flüssigkeiten oder ihrer Gemische mit nicht-ionischen Lösmitteln ergeben oder die sich nach der vorstehenden Verwendung und einer weiteren Aufarbeitung ergeben.

Die ionische Flüssigkeit oder das Gemisch aus ionischer Flüssigkeit und nicht ionischem Löse- mittel kann daher Additive, Ausgangsstoffe oder Abbauprodukte enthalten, welche durch eine vorhergehende technische Verwendung oder Aufarbeitung verursacht sind. Als Additive genannt seien z.B. Verdicker, Stabilisatoren, Korrosionsinhibitoren, Entschäumer etc.

Technische Verwendungen der ionischen Flüssigkeit bzw. der Gemische von ionischen Flüs- sigkeiten mit nicht-ionischen Lösemitteln sind z.B. Verwendungen als Lösemittel, als Elektrolyt, insbesondere als Elektrolyt zur Herstellung von Aluminium oder Beschichtung von beliebigen Substraten mit Aluminium (Aluminium-plating) oder Arbeitsflüssigkeit, wozu z.B. Hydraulik- Flüssigkeiten, Schmierstoffe, Absorptionsmittel in Kreisprozessen, Dämpfungsflüssigkeiten oder Kraftübertragungsmittel zählen.

Besonders kritisch ist in Hinblick auf eine Reinigung und Wiederverwendung der ionischen Flüssigkeit eine Verwendung der ionischen Flüssigkeit als Lösemittel für ansonsten schwer- oder unlösliche synthetische oder natürliche Polymere. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Verwendung von ionischer Flüssigkeit oder ihrer Gemische mit nicht-ionischen Lösemitteln als Lösemittel für Polysaccharide und insbesondere für Cellulose, da aus den erhaltenen Lösungen Cellulose-Filme, Cellulose-Perlen oder Cellulose-Fasern hergestellt werden können, wie auch in WO 2003/029329, WO2009/062723 und WO2007/076979 beschrieben ist.

Unter dem Begriff Cellulose werden dabei Cellulose, Hemicellulose, modifizierte Cellulose (Cel- luloseester oder Celluloseether) sowie deren Mischungen von mit Lignin, insbesondere mit weniger als 40 Gew.-Teilen Lignin auf 100 Gew. Teile Cellulose verstanden. Besonders bevorzugt wird bei derartigen Verwendungen Cellulose in Form von Zellstoff eingesetzt.

Zur Herstellung von Cellulose-Filmen, Cellulose-Perlen oder Cellulose-Fasern muss die gelöste Cellulose aus der Lösung durch Zusatz eines Koagulationsmittels ausgefällt werden. Als Koagulationsmittel sind dabei jegliche Verbindungen geeignet, in denen sich die Cellulose nicht löst, z.B. Wasser oder Methanol, insbesondere Wasser. Das Koagulationsmittel kann natürlich auch in Form eines Gemisches mit anderen Lösemitteln, z.B. der ionischen Flüssigkeit verwendet werden; derartige Gemische sollten aber das Koagulationsmittel in ausreichenden Mengen enthalten; geeignet sind z.B. Gemische von Wasser und ionischer Flüssigkeit im Gewichtsverhältnis von 100 Gewichtsteilen Wasser zu 0 Gewichtsteilen ionischer Flüssigkeit bis 60 Gewichtstei- len Wasser zu 40 Gewichtsteilen ionischer Flüssigkeit. Die Koagulation wird in bekannter Weise so durchgeführt, dass die Cellulose dabei in der gewünschten Form, als Film, Perle oder Faser erhalten wird und in dieser Form abgetrennt wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren sind Zusammensetzungen geeignet, welche nach den vorstehenden Verwendungen erhalten werden. Gegebenenfalls können die bei der Verwendung erhaltenen Zusammensetzungen vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufge- arbeitet werden, z.B. können Feststoffe Filtration oder Lösemittel durch Destillation abgetrennt werden.

Im Falle einer vorhergehenden Verwendung der ionischen Flüssigkeit zur Herstellung von Cel- lulose-Filmen, Cellulose-Perlen oder Cellulose-Fasern können die Zusammensetzungen z.B. restliche, nicht-abgetrennte Cellulose, wozu auch, wie oben aufgeführt, Hemicellulosen zählen, oder sonstige Stoffe, die in Cellulose enthalten sein können, insbesondere niedermolekulare Zucker wie Monosaccharide, Disaccharide oder Oligosacharide oder Abbauprodukte dieser Verbindungen enthalten. Unter dem Begriff Hemicellulosen sollen im Folgenden alle niedermolekularen Saccharide mit einem Molgewicht kleiner 500 g/mol zusammengefasst werden. Diese sind wasserlöslich.

Zusammensetzungen, die aus einer Verwendung der ionischen Flüssigkeit als Lösemittel für Cellulose stammen, enthalten insbesondere ionische Flüssigkeit und nicht-ionisches Lösemittel, insbesondere Wasser, in den oben angegebenen Mengen; sie enthalten Säuren wie oben an- gegeben, gegebenenfalls aus dem Abbau der Anionen der ionischen Flüssigkeit und gegebenenfalls aus dem Abbau der Cellulose und sie enthalten Hemicellulosen. Eine derartige Zusammensetzung besteht insbesondere zu mehr als 80 Gew. aus ionischer Flüssigkeit und gegebenenfalls einem damit mischbaren Lösemittel, besonders bevorzugt zu mehr als 80 Gew. % aus einem Gemisch aus 60 bis 90 Gew. % nicht-ionisches Lösemittel (insbesondere Wasser) und 10 bis 40 Gew. % ionische Flüssigkeit. Zusätzlich enthält eine derartige Zusammensetzung Säuren, wie oben ausgeführt und insbesondere 0, 1 bis 5 Gewichtsteile, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gewichtsteile Hemicellulose auf 100 Gew. teile der Gewichtssumme aus ionischer Flüssigkeit und nicht-ionisches Lösemittel. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung von Säuren ist einfach auszuüben und sehr effektiv. Insbesondere ermöglicht es die Abtrennung von Säuren bei einem sehr hohen Salzgehalt der Zusammensetzung.

Beispiele: Beispiel 1 Materialien:

Als Zusammensetzung wurde ein flüssiges Gemisch aus der Celluloseverarbeitung verwendet. Cellulose wurde in EMIM-Octanoat (1 -Ethyl-3-methyl-imidazolium-octanoat) aufgelöst, durch Zusatz von Wasser koaguliert und abgetrennt.

Die danach erhaltene Zusammensetzung bestand zu mehr als 95 Gew. % aus einem Gemisch von 20 Gew. Teilen EMIM-Octanoat und 80 Gew. Teilen Wasser. Die Zusammensetzung enthielt darüber hinaus ca. 0,3 Gew. Teile Hemicellulosen auf 100 Gew. Teile EMIM- Octanoat/Wasser, ca. 50 mmol Säuren auf ein 1000 g EMIM-Octanoat/Wasser, ca. 1000 ppm Alkali-kationen und diverse Anionen, wie Chloride und Sulfate. Bei den Säuren handelte es sich um Octansäure, Essigsäure, Ameisensäure und Lävulinsäure.

Die Säurezahl der Zusammensetzung betrug 2,62 mg KOH/g und der pH-Wert 7,6.

Als lonentauscherharz wurde Lewatit VP OC 1072 von Lanxess verwendet. Es handelt sich dabei um ein Acryl-Divinylbenzol-Copolymer mit tertiären Aminogruppen.

Das lonentauscherharz wurde in eine Kolonne mit 100 cm Höhe und 2 cm Durchmesser eingebracht. Das Bettvolumen (BV) des eingebrachten lonentauscherharzes betrug 0,19 Liter. Durchführung

Der lonenaustausch (Beladung) wurde bei Raumtemperatur (21 °C) und einem Durchsatz der Zusammensetzung von 1000 ml/Stunde (h), das entspricht 5,2 BV/h, durchgeführt (Strömungs- richtung von oben nach unten). Nach Durchlauf der Zusammensetzung durch den lonentauscher wurden Proben zur pH-Wert- und Säurezahlbestimmung genommen.

Die Säurezahl der Zusammensetzung fiel von vorher 2,62 nach Durchlauf durch den lonentauscher auf einen Wert unter 0,2 (Schwankungen zwischen 0,14 und 0,18), der pH-Wert stieg von 7,6 auf 10,2 bis 10,5.

Nach ca. 5 Stunden (d.h. nach einem Gesamtdurchsatz der Zusammensetzung vom 38 fachen des BV) stieg die Säurezahl an und der pH-Wert nahm ab. Der lonentauscher war nun vollständig beladen und seine Kapazität erschöpft (auch Durchbruch genannt = Zeitpunkt zu dem die Kapazität des lonentauschers erschöpft ist). Der lonentauscher hat gemäß Hersteller eine Totalkapazität von min. 1 ,5 eq/l. In den Versuchen wurde eine Kapazität von ca. 1 ,3 eq/l erzielt.

Danach wurde der lonentauscher als Vorbereitung zur Regeneration mit VE-Wasser produktfrei gespült (ca 1 BV/h, Gesamtwassermenge ca. 5 BV). Zur Regeneration wurde eine 5%ige NaOH verwendet. Die Lauge wurde mit ca. 5,2 BV/h von oben nach unten durch den lonentauscher geleitet. Vor einer erneuten Beladung wurde der lonentauscher VE-Wasser gespült.

Danach konnte der lonentauscher erneut wie vorstehend beschrieben verwendet und regene- riert werden (Zyklen), wobei gleiche Ergebnisse erzielt wurden.

Die Regenerationsmenge der Lauge wurde während der verschiedenen Zyklen zwischen 8-1 BV variiert. Eine Menge von 2 BV erwies sich als ausreichend. Die VE-Wasser Menge wurde bei den verschiedenen Zyklen zwischen 35-8 BV variiert. Eine Menge von 10 BV (10 fache des Bettvolumens) erwies sich als ausreichend.

Beispiele 2 bis 5 Es wurde eine Versuchsreihe mit steigender Konzentration an ionischer Flüssigkeit in der Zusammensetzung durchgeführt. Dazu wurde EEIM-Octanoat (1-Ethyl-3-ethyl-imidazolium- octanoat), welches Octansäure enthielt, mit Wasser verdünnt. Der Gehalt an EEIM-Octanoat ist in der Tabelle unten angegeben. Der Rest ist Wasser. In 100g der Zusammensetzungen wurde jeweils die in der Tabelle angegebene Menge Lewatit VP OC 1072 gegeben und bei 40°C über Nacht (10 Stunden) in einer Schüttelapparatur ausgeschüttelt. Durch den Zusatz von Wasser war die Ausgangs-Säurezahl der Zusammensetzung entsprechend geringer und die verwendete Menge Lewatit VP OC 1072 wurde daran ange- passt.

Die Säurezahl der Zusammensetzung wurde vor und nach dem Ausschütteln bestimmt.

Gehalt an EMIM-Octanoat Säurezahl mg KOH/g Zugesetzte Menge Säurezahl mg in der Zusammensetzung vor dem Ausschütteln Lewatit VP OC KOH/g nach dem Gew. % 1072 in Gramm Ausschütteln

17 2,6 1 ,9 0,8

38 5,6 3,8 2,1

58 7,6 5,7 4,1

78 10,2 7,8 8,8