Способ получения полиакриламида Советский патент 1982 года по МПК C08F120/56 

I

Изобретение относится к получению высокомолекулярных веществ, применяемых в качестве флокулирукнцих реагентов, и может быть использовано в химической, угольной, гидрометагшургической и нефтяной промышленностях.

Известен способ получения полиакриламида, заключающийся в том, что акрилонитрил подвергают гидролизу в водной среде, в присутствии серной кислоты. Получающийся сульфоакриламид нейтрализуют суспензией Са(ОН), в воде. При этом в осадке получают гипс - CaSOj., который отжимают от водного раствора акриламида. Раствор акриламида (10-15%) подвергают тонкой фильтрации и направляют на вакуумную -дистилляцию (пленочный испаритель) при 20-40 мм рт.ст. и 44-54 С. Вытекающий из испарителя раствор с концентрацией акриламида 75-80% подают на суспензионную полимеризацию известным способом П .

Недостатком известного способа является сложность выделения твердых гранул поли акрил амида.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения полиакриламида путем гидролиза акрилонитрила в водном растворе серной кислоты, нейтрализации полученного в результате гидролиза сульфоакриламида газообразным

to аммиаком, введения в реакционную среду радикального инициатора и полимеризации акриламида без выделения из реакционной среды сульфата аммония 2.

15

Недостатком способа является сложность вьщеления целевого продукта из реакционного раствора в виде гранул.

Для получения из образующегося

20 геля полиакриламида в виде гранул используют известный способ 3, по которому гель измельчают, высаливают в насыщенном растворе сульфата аммония с добавлением сухой соли или суспензии сульфата аммония, отжимают влажные гранулы и высушивают их. Раствор сульфата аммония выводится, упаривается или утилизируется в других технологических процессах.

Цель изобретения - упрощение выделения полиакриламида в виде гранул.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения полиакриламида путем гидролиза акршюнитрила в водном растворе серной кислоть1, нейтрализации полученного в результате гидролиза сульфоакриламида газообразным аммиаком, введения в реакционную среду радикального инициатора и полимеризации полученного акриламида полимеризацию акриламида осуществляют при его концентрации 15-25 вес.% и дополнительном введении в реакционную среду диметилдитиокарбамата натрия в количестве 0,05-0,2% от массы акриламида.

Согласно способу 21 полимеризация акриламида проводится при его концентрации 6-8%. Увеличение начальной концентрации акриламида перед полимеризацией свьше 8% невозможно-, так как при этом образуются сшитые, не растворимые в воде продукты, не обладающие флокулирующими свойствами.

Дополнительное введение в технологические растворы акриламида непосредственно перед из полимеризацией эффективного регулятора полимеризации - диметилдитиокарбамата натрия (карбамата Ш), предотвращающего сшивку, и повьшение концентрации акриламида в этих же растворах с 6-8% до 5-23% позволяет после полимеризации получить гель с начальной концентрацией сульфата аммония 23% в его влаге, что приводит к самовысаливанию гелеобразного полиакриламида в процессе полимеризации и образованию нелипкого хорошо измельчающегося (режущегося) геля.

Самовысаливание полимера происходит только за счет сульфата аммония, присутствующего в геле и образовавщегося при нейтрализации сульфоакриламида, и его дополнительного введения не требуется. Далее измельченные гранулы направляют на отжим влаги и сушку в обычном режиме.

При увеличении концентрации акриламида в воде (в смеси с сульфатом аммония) сверх оптимальной (более

23%) образуется вместо раствора только слегка увлажненный порошок акриламида, который практически невозможно смещать с инициатором из-за возможности спонтанной полимеризации. Кроме того, для получения в этих (не оптимальных) условиях водорастворимых полимеров необходимо существенно увеличить содержание регулятора (0,3-0,5%), что неизбежно приводит к получению низкомолекулярного полимера с низкими флокулирующими свойствами, а в отсутствии карбамата МН получают только сщитые гели. При снижении концентрации акриламида ниже }5% выливание полимера без дополнительной добавки сульфата аммония к гелю не происходит. Использование добавляемого количества карбамата МН в указанном диапазоне (0,05-0,20% от мономера) обеспечивает получение эффективного высокомолекулярного флокулянта, полностью растворимого в воде.

Пример 1 . В реактор (lia 1,0 л) с мешалкой и обратным холодильником загружают 15 г воды, 222 г 93. 33%-ной серной кислоты (207 г 100%-ного вещества)J . 2,1 г моль), 0,22 г гидрохинона и смесь нагревают до 80 С, после чего медленно по каплям добавляют 113,3 г технического 98,7%-ного акрилонитрила АН (2,11 г моль, 112 г 100%-ного вещества) в течение 50 мин (мольное отношение AHiHjO:

1:1:1), после чепо смесь

вьщер кивают при 90-100 С при перемешивании еще 1 ч. Полученную реакционную смесь разбавляют водой до 0,7 л и нейтрализзпот газообраз1й 1м аммиаком до рН 4,5 при 38-42°С, затем вновь разбавляют водой до плотности 1151 кг/м и анализируют на содержание акриламида.

Процесс синтеза занимает 4 ч, при этом получают 1 кг 15%-ного технологического акриламида (его состав150 г акриламида, 279 г сульфата аммония, 571 г воды). Затем водным аммиаком доводят рН до 9,0 и при 20°С добавляют 0,15 г диметилдитиокарбама та натрия (0,1% от массы акриламида) и перемещивают 5 с, после чего до бавляют окислительный инициатор (NHq)jSj,Oa в количестве 0,75 г(0,5% от массы акриламида), перемешивают еще 15 с и далее полимеризуют без перемешивания в течение 6 ч. Полу