Способ получения гранулированного полиакриламида Советский патент 1977 года по МПК C08F120/56 B29B1/02 

1

Изобретение относится к производству флокулирующих синтетических высокомолекулярных реагентов, применяемых для интенсификации процессов разделения технических суспензий на твердую и жидкую фазы.

Известны способы получения флокулирующих реагентов на основе полиакриламнда.

Распространенным способом является получение нолиакриламида в виде водных гелей, содержащих 6-8% основного вещества. Такие продукты имеют низкое содержание активного вещества; свойства их нестабильны при хранении в результате деструкции макромолекул полимера, в результате снижается флокулирующая эффективность реагента; дозирование высоковязких гелей очень трудоемко н неудобно. Поэтому задача получения твердых гранулированных полиакриламидных реагентов из водных гелей приобретает важное значение.

Известен способ получения твердых полиакриламидных реагентов путем предварительного введения минеральных солей в подвергаемый нолимеризацнн водный раствор акриламида и последующей сушки образующегося геля на воздухе или в тонком слое на обогреваемой поверхности , 2. Педостатками этого процесса являются низкая производительность и ухудшение качества готового продукта в результате термообработки.

Известно также измельчение гелеобразного полимера акрнлампда в коллоидной мельннце в среде инертной органической жидкости и последующее высаживанне измельченного нолимера метанолом или ацетоном . Недостатками метода являются ножароонасность и необходимость утилизации больших количеств сбросных растворов.

Наиболее близок к изобретенню по технической сущности и достигаемому результату способ полЗчения сухого полиакриламида из водного геля нутем разрезания его на частицы 4-100 меш и носледующей сушки во взвешенном слое газового потока при температуре до 100°С. Для предотвращения слипания частиц геля производится замораживание последнего или напыленне на его поверхность перед резкой порошка сульфата натрия .

Для осуществления этого снособа пригодны гели полиакриламида, содержащие 20-70% воды (не менее 30% основного вещества), лучше 30-65% воды. Такие гели обладают высокой упругостью, и вследствие невысокой

липкости кусочки геля после разрезания сохраняют свою форму и прпгодны для сушки в газовом потоке. В случае увеличения тенденции частиц геля к слипанию проводится предварительное напыление сульфата натрия

на поверхность исходного геля. При этом используют водные гели полиакриламида с молекулярным весом 6000000-26000000.

Недостатком указанного способа является невозможность использования водных гелей полнакриламида, содержащих менее 30% полимера (более 70% воды). Такие гели являются жидкотекучими и после разрезания на отдельные частицы последние снова слипаются в снлошную массу. Применение способа напыления любых дегидратируюидих веществ в данном случае не дает эффекта, так как прн пспользованни режущего инструмента образуются каплеобразные частицы геля, слипающиеся сразу же после отрыва от поверхности ножа. Невозможно использовать этот способ также и в том случае, когда молекулярный вес нолимера ниже 3000000, даже если содержание полиакриламида в геле выще 30%, поскольку при снижении молекулярного веса полимера повышается текучесть геля и увеличивается липкость. Прп использовании антиагломеранта (порошка сульфата натрия) напылением возможно калипанпе продукта и антиагломеранта на стенках сушильных аппаратов и питающих механизмов и их цементация.

Целью изобретения является полученне неслинающихся гранул из жидко-текучнх полимерных гелей, содержащих 6-8% основного вещества.

Согласно изобретению полиакриламндный гель, содержащий 92-94% воды, измельчают в шнековом грануляторе с одновременной обработкой поверхности измельченного геля в момент образования гранул па решетке грапулятора струей насыщенного водного раствора сульфата аммония и последующей сушкой.

Отличительными чертами сиособа является создание условий, препятствующих слипанию частиц (комочков) геля, образованных в результате измельчения геля шнековым грапулятором, нутем воздействия на ннх в момент образования направленного потока концентрированного раствора сульфата аммония или нного высалнвателя.

Практически это осуществляется с помощью специальной камеры, которая устанавливается за решеткой гранулятора или другого измельчающего устройства. В камеру поступают свежеобразованные комочки изл ельчеиного геля и навстречу им подается поток осадителя (высаливателя). При этом в момент образования линких гранул на их новерхности возникает тонкая пленка нерастворимого в данной среде полимера. Потоком высаливателя гранулы выносятся из камеры и дальнейшее их обезвоживание протекает в отдельной емкости в результате перемешивания в течение 2 час в растворе высаливателя, концентрация которого непрерывно контролируется и поддерживается в заданных пределах. Размер гранул определяется диаметром отверстий решетки граиулятора, через которые продавливается гелеобразный продукт, и скоростью вращения ножа гранулятора, установленного перед этой решеткой. После выдержки в растворе высаливателя гранулы отделяются от раствора, отжимаются на резиновых валках и сушатся с использованием сушилки с фонтанирующим слоем. Раствор высаливателя ненеррывно циркулирует в схеме, часть его выводится на утилизацию. Пример 1. Гелеобразиый иоли.мер, представляющий собой 7%-ный водный раствор иолиакриламида с молекуляриым весом 2800000, измельчают в щнековом измельчителе с одновременным омыванием образующихся комочков иолимера насыщенным водным

раствором сульфата аммония и подают на высаливание (выдерживание измельченного полимерного геля в водном растворе сульфата аммония, имеюще.м плотность 1,22-1,24г/см и температуру 30-40°С, в течение 2 час при

иеремешивании) в реактор с мешалкой. Каучуконодобные гранулы нолимера отделяются на сетке с размером ячейки 2X2 мм с помощью троммеля или виброгрохота. Гранулы дополпительно отжимаются от раствора резиновыми валками (при этом в гранулах остается 40-45% влаги) и сушатся в четырехсекционной сущилке с фонтанирующим слоем при температуре материала 40-50 и входящего воздуха 50-80°С. Сухой гранулированный нродукт содержит 60% полиакриламида.

Пример 2. Гелеобразный нолимер обрабатывают, как в примере 1, но в качестве высаливающего агента применяют насыщенный водный раствор карбоната натрия. Конечный

нродукт имеет аналогичный внешний вид. Часть амидпых групп в полиакриламиде гидролизована до карбоксильных групп.

Использование предложенного снособа обработки новерхности измельченного геля в момеит образования гранул на решетке грапулятора раствором сульфата аммония позволяет осуществить технологию в промышленном масштабе. Этот способ можно использовать во всех технологических схемах высаливания полимеров независимо от свойств применяемого высаливателя органического или минерального происхождения.

Преимущества сухого гранулированного нолиакриламида перед гелеобразными продуктами, кроме стабильности свойств при хранении, удобств при транспортировании и использовании, заключаются также и в том, что его можно использовать для производства модифицированных полимеров акриламида, таких

как полиметилолакриламид, катионные и анионные производпые и другие.

Формула изобретения

Способ получения гранулированного полиакриламида путем измельчения водного полиакриламидного геля и последующей сушки, отличающийся тем, что, с целью получения неслипающихся гранул из жидкотекучих полимерных гелей, полиакриламидный 5 гель, содержащий 92-94% воды, подвергают измельчению в шнековом грануляторе с одновременной обработкой поверхности измельченнего геля в момент образования гранул на решетке гранулятора струей насыщенного раст-5 вора сульфата аммония. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 6 1. Авторское свидетельство СССР №138589, М. Кл. В 01D 15/06, 1960. 2. Патент США № 3215680, кл. 260-89.7, 1966. 3. Патент ФРГ № 1093989, кл. 39с 25/01, 1958. 4. Патент США № 3714136, кл. С 08f 47/02, 1973 (прототип).