Способ получения кристаллического акриламида

 

Изобретение относится к амидам карбоновых кислот, в частности к получению кристаллического акриламида, который используется для получения полиакриламида, использующегося в качестве коагулянта и добавки для упрочения бумаги. Цель - упрощение процесса. Получение ведут из водного раствора акриламида путем охлаждения раствора и кристаллизации акриламида. Охлаждение проводят в теплообменнике определенного строения. Водный раствор акриламида подают при концентрации 45-55 мас.%, температуре на входе 0-8°С, скорости потока в каждой охлаждающей трубе 0,7-4 м/с, температуре хладагента на входе теплообменника (-3)-(+4)°С, скорости потока хладагента, достаточной для получения общего коэффициента теплопередачи в 100-600 ккал/м<SP POS="POST">2</SP>.ч.°С в случае, если охлаждающая поверхность не имеет отложений. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 07 С 103/133

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4027361/23-04 (22) 23.04.86 (31) 086591/85; 75464/8о (32) 24.04.85; 03.04.86 (33) JP (46) 30.06.89. Бюл. Ф 24 (71) Мицуи Тоацу Кемикалз, Инкорпорейтед (JP) (72) Есихико Камбара, Сиро Асано, Ватару Исозаки, Сиодэи Китадо и Масао Ямагути (JP) (53) 547.398 1.07(088.8) (56) Патент СНА К 3887425, кл. С 07 С 103/00, 1975.

Патент ClilA Ф 4163755, кл. С 07 С 103/133, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО АКРИЛАМИДА (57) Изобретение относится к амидам карбоновых кислот, в частности к получению кристаллического акриламиИзобретение относится к органической химии, а именно к усовершенствованному способу получения кристаллического акриламида, который используется для получения полиакриламида, использующегося в качестве коагулянта и добавки для упрочения бумаги, Цель изобретения — упрощение процесса.

Согласно предлагаемому способу получения акриламидных кристаллов из водного раствора акриламида путем охлаждения раствора и кристаллизации акриламида используется теплообменник с рубашкой или кожухотрубный теплообменник, снабженный одной или не„„SU„„1491331 A 3

2 да, который используется для получения полиакриламида, использующегося в качестве коагулянта и добавки для упрочения бумаги. Цель — упрощение процесса. Получение ведут из водного раствора акриламида путем охлаждения раствора и кристаллизации акриламида. Охлаждение проводят в теплообменнике определенного строения.

Водный раствор акриламида подают при концентрации 45-55 мас.7, температуо ре на входе 0-8 С, скорости потока в каждой охлаждающей трубе 0,7-4 м/с, температуре хладагента на входе теплообменника (-3) †(+4) С, скорости потока хладагейта, достаточной для получения общего коэффициента тепло0 передачи в 100-600 ккал/м ч С в случае, если охлаждающая поверхность не имеет отложений. 2 э.п. ф-лы, 1 ил.

2 табл. сколькими охлаждающими трубами иэ нержавеющей стали с злектролитически отполированными внутренними стенками, а раствор и хладагент подаются внутри и снаружи одной или нескольких охлаждающих труб,соответст,венно.

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.

Использование теплообменника с ру-башкой или кожухотрубный теплообменника позволяет повысить скорость потока водного раствора акриламида вдоль охлаждающих поверхностей охлаждающих труб и таким образом предотвратить образование отложений на ох1 (91 1 11 паждлющих ис «ерхнос тях, 11ри ис 11(»l I, зоваHии еэ крис Tëïïè ý »>1иоl(Hом рс зc. 1> нуаре теппообменникл:эмеениковс>г(> типа с рубашкой ипи ли»поги IH(>1 о типа водный рлгтвс>р лкриплмид;1 может застаиваться, что успожняет предотвращение обрлзования осадка.

В отличие от известного осаждения полимера на внутренних стенках попимеризлционного резервуар» дпя винипхпорида ипи его лнапогичного полимера в изобретении не обязлтепьно уменьшить шероховатость поверхности внутренних (.тенок каждой охллждлющей трубы. Например, дпя предотвращения образования отложений достаточ, но :электро гитического попировлния каждой охплждающей трубы без ее обработки шпифонлпьным кругом ипи Iloc пе ее обработки грубым шпифовлпьным кругом М 150 при .этом шероховатость

> отпопировлнной таким образом внутренней стенки охлаждающей трубы составпнег иоРЯДка 2-3 ttt(M по ам(„>,.с

Для ох»пэждения раствора с целью кристлппиэлции растворенного I> нем вещества необходимо повысить скорость >>од>эогсэ раствора м»терилпа, например лкриплмида, относите>l bit(> ох паждающих поверхностей. В клч(стне охлаждающего устройства использован теппообменник с двойными стенками ипи кожухотрубный теппообменник. Ко— жухотрубный теппообменник является наиболее предпочтитепьным, тлк клк он обеспечивает получение особенно большой площади охчаждения. Дпя предупреждения с>брлэования отложений наиболее цепесообразно испспьэовлние повышенной скорости в каждой охлаждающей трубе. Однлко слишком большое повышение скорости не рекомендуется из-за проблем, связанных с сопротивпением п(>току в трубах. Таким образом, скорость потока спедует выбирать в диапазс>нс 0,3-6 и/с, предпочтитепьно 0,8-4 м/с.

В теппообменнике с двойными стенками ипи кожухотрубном теппообменнике поток акри:пэмидногсэ раствор» допжен подаваться внутри каждой охпаждающей трубы, л поток хпадлгентл снаружи каждой охплждающей трубы, т.е. внутри кожухл ппя удобства проведения эпект p(>!Ittтического попировлния (описано ниже) и дпя прост(ты расTI>o рения обрлзс>E3»вшихся отложений.

В препплг(эемом и I(>t>1>(t Te»tt» внутренние стс нки каждой (>хплжпающей т 1> у t>t I тс и (ь>(> бме вник» с цг>ОЙ ными стенклми IIIIII кожух(>трубного теппообменникл попвергаются >пектропитическому иопировлнию. Электропитическое пспировлние ипи отполированный эпектропитически — это погружение пред10 назначенного дпя попир >влния эпементл в электролит дпя .эпектрохимического попирования его поверхностей при испо:и.эовлнии этого эпемента в клчестве лнопл, а нерастворимого метал15 па — в качестве катода.

Теипообменник с двойными стенками ипи кс>жухотрубный теппообменник иэгот»впивлется следующим образом.

Трубы иэ нержавеющей стали испопь20 эуются в качестве охпаждающих труб.

Нержавеющая сталь может быть одной иэ лустенитных мартенситовых и ферритовых нержавеющих сталей. Однако предпочтитепьной является аустенитнля нерж;>веющая сталь типа SUS †3 ш и .э11В-316 из-эа доступности, обрабатываем(эсти на станках и технопогичнос ти.

111»l исис>пьзовании охлаждающих труб

30 с внутренним диаметром 15 мм и менее

:»>ектр(э(п(тическое попирование таких груб (лтруднено. В связи с этим пред— поч TительHо испопьзуют ся охлаждающие

Ipyi>t» с внутренним диаметром более

15 мм. При проведении эпектропитического попирования обработкл шпифовальным кругом производится предваритепьH(>, Возможны два варианта поспедова40 тепьности изготовления. Охцаждающие трубы можно подвергать эпектропитическому полированию индивидуально и

«»Tet> собирать в теппообменник с двойными стенками ипи кожухотрубный

45 теппообменник ипи можно вначале собрать охлаждающие трубы и затем подвергать их эпектропитическому полировлнию.

Эпектропитическое попирование внутренних стенок каждой охлаждаю50 щей трубы проводится следующим образ(эм. Например, стержневидный катод

Cu-Ph устанавливается в центре трубы. 11ри использовании охлаждающей трубы в качестве анода она подвер55 гается эпектропитическому попированик> при токе 0,20-0,40 А/см с одновременной рециркупяцией электролита, состоящего, например, из 45 мас. 7

1 (91 1) 1 ф(» ф(>1пп и, 33 мпс. х1)(гм(>вой ки(.il«T .

1 лительн(1сть лс ктp«Jiff Tff (еског« полирования обычно с оставляет 20120 мин и предпочтителенHo 30-90 мин.

В качестве водно(о раствора акри.(амида может быть использован любой водный раствор независимо от способа его приготовления, включая раствор, получаемый при реакции акри IoHHTpHJiа и воды в присутствии серной кислоты, с помощью способа каталитической гидратации, в котором акрилонитрил и вода реагируют в присутствии твердого катализатора, или с помощью способа преобразования акрилонитрала в акриламид с помощью микроорганизмов.

Концентрация акриламида в водном растворе, предназначенном для подачи в систему кристаллизации, не ограничивается и составляет 40-60 мас.7 предпочтительно 45-55 мас. X. При концентрации вуше указанного верхнего предела затрудняется предотвраще- 25 ние полимеризации на стадии концентрации, очистки и так далее. Концентрация ниже меньшего предела дает более низкий выход и требует использования более низких температур хлад- зц агента. Следовательно, любая концентрация за пределами указанного диапазона нецелесообразна.

Кристаллизатор изобретения в основном состоит, например, из кристал35 лизационного резервуара и охлаждающего устройства, а также насоса для циркуляции раствора между кристаллизационным резервуаром и охлаждающим устройством. Акриламидные кристаллы образуются тогда, когда водный раствор акриламида с концентрацией, например, в пределах указанного диапазона подается в циркуляционную систему и затем охлаждается при цирку45 лировании раствора между кристаллизационным резервуаром и охлаждающим устройством.

Для промышленного производства предпочтительно использование непрерывного режима работы.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Пять труб с наружным диаметром 34,0 мм и внутренним диаметром 28,4 мм из стали SUS 304

55 и длиной 1,5 м используют для отдельной обработки их внутренних стенок (см. табл. 1).

Электр .пг(((((.f oe полирование пр«е((дят след н ill if l f (1б1>(1 эОМ .

Каждая груба, предназначенная для полирования, устанавливается вертикально. Электролитический резервуар, насос и эта труба соепи(гяются трубами таким образом, что электролит подается в трубу снизу и удаляете я сверху для циркуляции. Линия цирку. ляции электролита составляется иэ трехходовой трубы, установленной над указанной Tpyhoff, а стержневидный электрод Cu-Pb вставляется через верхнюю торцовую часть трехходовой трубы. Электролит возвращается через горизонтальную часть трехходовой трубы в резервуар с электролитом.

После закрепления вставленного таким образом стержневидного электрода в центре трубы трубу обрабатывают током с плотностью 0,30 А/см и тем-.

0 пературе 60-70 С в течение времени, указанного в табл. 1, для электролитического полирования при одновременном циркулировании электролита, состоящего иэ 45 мас. 7 фосфорной, 35 мас. 7 серной и 3 мас. 7 хромовой кислот при скорости потока в трубе в 2 м/с.

Шпифование проводят путем вставки через каждую трубу вала, снабженного шлифовальным кругом иэ бумаги или мелкозернистым шпифовальным кругом и приводимого электродвигателем. После полирования абразивами

Р 100, N 150, У 300 и Р 400 трубу подвергают зеркальной отделке с помощью зеленого полировального порошка.

Трубы с тефлоновым покрытием (тетрафторэтиленовая смола) изготовлрны фирмой Ниппон В". Толщина смолы составляет 0,5 мм. Для обработки используют торговое наименование "NC-117".

Толщина смолы составляет 0,1-0,2 мм.

Каждую 1-дюймовую трубу соединяют с твердой ПВХ трубой с наружным диаметром 76 мм и внутренним диаметром

67 мм для получения охлаждающего устройства типа теплообменника с двойными стенками. Затем охлаждающее устройство соединяют с 20 л кристал лизационной емкостью, снабженной мешалкой и охлаждающей рубашкой, циркуляционным насосом и расходомером.

20 л 50 мас. Ж водного раствора акриламида заливают в кристаллизационную емкость. Воду с температурой о примерно 2 С пропускают через рубашку крисTëëëè. ÷öèîííîãî рс зернулрл с упллеиием отложений кристаллов лкриллмида с охллждлвщ»й поверхности рублшки. В р» зультлте водный рлствор акриллмида охллждлвт до 5 С и превращают в суспензив. Суспензия циркулирует ири 3,8 мз /ч (скорость потока 1,7 м/с в охлаждающей трубе), о а вода с температурой 2,0-2,3 С подается при 5,8 м /ч снаружи охлаждающей трубы охлаждающего устройства.

Для поддержания температуры сусиензии нл уровне примерно 5ОС регулируют температуру воды в рубашке кристаллизлциоиного резервуара (табл. 1), т.е., чем выше температура воды в рубашке, тем больше производительность охлаждающего устройства тиГ!а теплообменника с двойными стенками.

При длительности пребывания 1 и в указанных условиях наблюдают определенную степень образования отложений на внутренней стенке каждой охлаждающей трубы.

Результаты испытаний показаны в табл. 1. Так, зеркально отполированная шлифовлльным кругом труба имеет меньшую шероховатость поверхности, но не предотвращает образование Отложений. С другой стороны, охлаждающие трубы после электролитического полирования иредотззрлшают образование отложений и, как следует из температуры воды в рубашке кристаллизлционной емкости, имеют более высокую охлаждающую эффективность, хотя шероховатость их поверхности выше. Если эффект электролитического полирования недостаточен, проводят повторное электролитическое полирование.

При и:пользовании труб с облицовкой из органического материала достаточное предотвращение образования отложений не наблюдается даже ири использовании труб с тефлоновым покрытием, кроме того, в трубах с покрытием из фенольной смолы предотвращение образования отложений также не наблюдается. 50

Шероховатость поверхности (табл. 1) измеряют с помощью измерителя шероховатости типа щупа, модель SEE-10А, фирма "Кабушики Кайша Косака Кенкиушо" по способу промышленного стандарта 55

Японии В0651 — 1976 (ИСО/R 1880), В табл. процент покрытой отложениями площади показывает в процентах отношение покрытой отложениями илощлии ко всей охлаждавщс и площади после ироиусклния водного раствора лкриллмида в течение 1 ч. Температура воды в рубашке соответствует температуре воды в рублшке кристаллизационного резервуара, которая требовллась для поддержания температуры сусиензии на уровне 5 С.

Г! р и м е р 2. Изготовчение кожухотрубного теплообменника.

Используют 28 охлаждающих труб, которые представляют собой бойлериые трубы из нержавеющей стали SUS304 для теилообменников с наружным диаметром 31,8 мм, внутренним диаметром 27,8 мм и длиной 2 м. После обработки внутренних стенок охлаждающих труб шлифовальным кругом У 150 эти трубы используют для сборки кожухотрубного теилообмениика.

Кожух имеет внутренний диаметр

298 мм и шесть сегментных перегородок, отсекающих 357 потока и расположенных через одинаковые интервалы на внутренних стенках кожуха. Трубы располагают в 4 уровнях (4 уровня х х 7 труб = 28 труб) с шагом 40 мм.

Все элементы, которые контактируют с водным раствором акриламида, например неподвижная трубная решетка и каналы, также изготавливают иэ

SUS-304, а кожух — из SS-41.

Электролитическое полирование.

Верхние и нижние кожухи каналов теплообменника удаляют и вместо них используют соединительные устройства.

Теплообменник устанавливают вертикально и к нему подсоединяк!т резервуар с электролитом и насос таким образом, что электролит подается в трубы снизу и затем удаляется иэ труб для циркуляции. Нижнее соединительное устройство похоже на крышку, а верхнее имеет открытую конструкцию без крышки для облегчения установки и удаления стержневидных электродов.

Два стержневидных электрода Си-Pb вставляются соответственно в две трубы, предназначенные для полирования.

Их устанавливают в центре соответствующих труб и трубы полируются ogHQ временно. Таким образом, трубы полируются ио две. Для того, чтобы электролит поступал только через полируемые трубы, остальные трубы закрывают резиновыми пробками. Таким образом, каждую трубу подвергают электролити1 1 II f fj

20 1< (Л <Т! 1 > I I< 1:111 f >1>1>, I I I I I I 1 11 11

I(()(т(I<) (j,,1(1 i)/гм 11 (с 1.111 (1.1 т;р f)(!—

<)

7() r, l1 1< 1«ИИ(f(! .Иl(1 Iff)lf,l!(»Ирс "1(н—

11()й Ци (1к У>1 и Ции > 11 л т()11: (11 1;I е (1(т<1>l >ll<

> < ,1 (О И (4 5 1 I -lе, ) ф<1((1» f>ll»11 3 ) и 1< серной и 3 млг. < - . p<>(I<)t><>if кllc .1(т, tfpH «корос.ти tl<)т< кл (if>(f (t р((2 1(/г в трубе.

Охлажцеиие и кристллли (лцин. Кр(1(— 10 таллизатор с наружным c))cf(лждением из стали ньп(олнен из стали St(8-304 в виде 2 м кристлллизлционного резервуара, снабженного мешалкой, верти— кально уСтановленным кожухотрубным теплообменником в клчестве охллждлю— щег о устройства и насосом для обеспечения циркуляции электр )лита между кристаллизационным резервуаром и охлаждающим устройств<м.

Снаружи кристаллизлцис ннь(й резервуар покрыт только теплоизгляционным материалом. Кристлллизлционный резервуар не имеет охлажда(ощую рубашку или другой термоэлемент. Для отделения 25 кристаллов пТ суспензии используют центробежный сепаратор периодического действия.

В кристаллизлционный резервуар загружают 1,5 т водного раствора ако риллмидл при ..0 С и концентрации

50 мас. 7. Воднь(й рлствс р циркулирует со скоростью 26,8 r/ö.

Скорость потока водного раствора лкриламида равна 1,5 м/с в каждой

35 охлаждающей трубе. В качестве хладагента используют смесь из 157 метанола и 857 воды. Скорость потока хладагента составляет 5,3 т/ч.

Температуру хллдагента постепенно снижают пропорционально падению температуры водного раствора акриламида для поддержания перепада температур между водным раствором акриламида и (> хладагентом в пределах 3-5 С. После

45 преврашения через 3 ч водного раствора акриламида в суспензию с температурой 5 С температуру хллдлгента поддерживают в диапазоне 1,5-2,5 С.

После этого свежую подачу 50 мас.7

50 водного раствора акриламида с температурой 20 С в кристаллизационный резервуар непрерывно продолжают со скоростью 250-280 кг/ч для поддержания температуры суспензии в диапазоне 3 5-5,5 С.

Через 20 мин из кристаплизационного резервуара удаляют количество суспензии, соответгтвующее подаче свеже1;»:(ll<)I 1> j>,I(г>«>f> 1;(л(>11 l(л;(и;1:l >

11t lI Г (1< >I >(ж((1 111 < 1 If, > f>,! т<1 j> . 1(1)»11 1 в». 1ltâ I C (.11<>< Tl> ll(f!1 f><>б>< .nfl<>l о C t 11;(рлт<>j)(1 (е f;!1>.(яс т 8 — 1((1,1 11(>яр(,(х л(>иг .,1>11(<11 (< I <. 1) ж.(н(I t. и в (> (ь(в - "1 1 <

f (ли(1 (1(>j)ll 11>ь(1((((1)(1)11(111 >!<1 f)(!(1(1 (f! f) <))(()Jt)1<,IfOT 0()(I(. t 2 0 I f(C . 1 . H >T<>T f(( ри< .(мокрые f<рис галлы 1(c> (у (If()l е<

cf ca f(f»(f((f) f(() 26-28 кг/ ч без кл кого-либ<) сии(жеf(f()1 к<)липее тнл tfe рс— даваемой теп.fc>TI f ох.(ажления.

f locke з аве ршения ) той рл 0<)ты ftf) c)изводят проверку лристлллизациоииой

«и<темы, начиная с кристлллизлционH»If емкости. В отличие от вакуумной кристаллизации отложение ;(олимериз(1влнногс материала нигде не наблюдается. Кроме того, полимеризлционньп( материал не обнаружен в полученных таким образом кристаллах. Выход лкриллмидных крис галлов составляет »Ко ло 1007.

Пример 3. Кристаллизацию проводят по примеру 2 за исключением того, что концентрацию исходного водного раствора акриламида увеличивают до 55 мас. 7., л скорость подачи изменяют на 210 кг/ч.

При работе в течение 10 дн мокрые кристаллы получают по существу с такой же скоростью, т.е. 40-43 кг/ч.

Кристаллизационную систему проверяют после завершения работь(. Так же, как и в примере 2, полимеризованный материал не обнаружен. Выход акриламидных кристаллов составляет около 1007.

П р и .м е р 4. Кристаллизацию проводят по примеру 2 за исключением того, что температуру хладагента поддерживают в пределах (-1,5)-(-0,5) С, а температуру водного раствора акриламида (-3,5)-(4,5) С. Для поддержания температуры водного раствора в

О пределах 3,5-4,5 С в кристаллизлционном резервуаре 50 мас. 7 водный раствор акриламида подают со скоростью

395 кг/ч. При работе в течение более

10 дн мокрые кристаллы получают с та-. кой же скоростью, т.е. 46-49 кг/ч.

После завершения работы проверяют систему кристаллизации. Так же, как и в примере 2,.полимеризованньй материал не обнаружен. Выход акриламидных кристаллов составляет около 1007.

Пример 5. В этом примере эксплуатацию проводят наряду с проверкой степени электролитического! и! !!1

««пиров;llllt«. !!

Ио<.ltf обр 36<>Tt lt «< пир< вань«ым кругoM h 400 в«утре« <их стенок 56 бой5 лерных труб из «ержавеющей стали

S0tS-304 цля те«лообме«ников с внутре«ним циам< тром 27,8 мм, наружным диаметром 31,8 мм и длиной 2 м ти трубы используют цчя сборки двух l0 кожухотрубных теплообменников А, В, каждый иэ которых снабжен 28 охлаждающими трубами из 56 отполированных таким образом труб.

Кожухи имеют внутренний диаметр

298 мм и шесть сегментных перегороI док, отсекающих 357. потока и установленных через одинаковые промежутки «а внутренней стенке каждого кожуха.

Трубы располагают в четыре уровня (4 20 уровня х 7 труб = 28 труб) с шагом

40 мм.

Все элементы, контактирующие с водным раствором акриламида, например неподвижная трубная решетка и ка — 25

«алы, изготавливаются из БЮ-304, а кожухи — из SS — 41.

Электропитическое полирование.

Верхние и нижние кожухи каналов каждого теплообменника удаляют и вместо

«их используют соединительные устройства. Теплообме«ник устанавливают вертикально и к нему подсоединяют электролитическии резервуар и насос таким образом, чтобы электролит пода35 вался в трубы снизу и затем удалялся из труб для циркуляции. Нижнее соедин«тельное устройство выполняют в виде крышки, а верхнее имеет открытую конструкцию быз крышки для облегчения 4 установки и удаления стержневидных электродов.

В цв< трубы, предназначенные для полировки, соответственно вставляют два стерж«евиц«ых электрода Cu-Pb.

Они устанавливаются в центре в соответствукш<их трубах и полиронание труб производят (ц«овременно, Для подачи электролита только через полируемые трубы остальные трубы закрывают резиновыми пробками. Каждую трубу подвер50 гают электролитическому полированию при плотности тока в 0,30 А/см и о, температуре 60-70 С в течение 30 мин при Одно«реме<<«ой циркуляции электролита, состоящего пз 45 мас. 7 фосфор- 55 ной, а 35 .<вс. 7 серной и 3 мас. 7. хромовой t tt< l<7с, «р«скоро сти потока примерно

SUS-304, двумя вертикальными кожухотрубными теплообменн.<ками в качестве охлаждающего устройства и насосом для циркулирования электролита между кристаллизационным резервуаром и охлаждающим усройством.

Кристаллизационный резервуар загружают 1,5 т 50 м ас,7 водного раствора акриламида (температура раствора 18 С). Водный раствор циркулирует со скоростью 26,8 т/ч через охлаждающее устройство A. Скорость потока водного раствора акриламида составляет 1,5 м/с в каждой охлаждающей трубе.

В качестве хладагента используют смесь, состоящую из 157 метанола и

857 воды. Скорость потока хладагента равна 5 3 т/ч. Температуру хладагента постоянно понижают пропорционально падению температуры водного раствора

< акриламида для поддержания перепада температур между водным раствором акриламида и хладагентом (н пределах 3-5 С).

После прекращения раствора акриламида в суспензию с температурой о, 5 С через 3 ч температура хладагено та составляет 2,0 С и систему кристаллизации переключают на охлаждающее устройство,В. Водный раствор акриламида, который остается в охлаждающем устройстве А, подается воздухом под давлением в кристаллизационный резервуар и затем охлаждающее устройство А промывают внутри водой.

При сохранении на том же уровне скорости циркуляции суспенэии акриламида, скорости потока и температуры хладагента подачу свежего 50 мас.7 водного раствора акриламида (темпео ратура раствора 20 С) осущестнляют в кристаллизационную емкость для поддержания температуры суспенэии акрило амида при 5,0.С. Для поддержания постоянного уровня раствора н кристаЛлизационном резервуаре суспенэию акриламида удаляют в количестве, соответствующем подаче свежего раствора акриламида на каждой 10-й минуте иэ кристаллиэационного резервуара. В этот момент измеряют температуру на

1491 н х()1(е () х. I I)IL< I;113)III(1 () У(т1)(! I с т н 1 . )1(л раlf н rl тем!! f ритуj)(L vс !!(из)гц 13 кj)и(—

0 та)1ли 3аци()ином j)(. «ej)f)yffj)(., т. е. 5,0 с.

Охлаждающее vc !.j)nif(.off() В работает н течение 1 ч при Ука3анных услони5 я х с по с(!едую!ц)гм !гере кг!н ч е ни ем на охлаждающее устройство. Вначале подачу водного раствора акриламида осущестнляют со скоростью 280 кг/ч для поддержания температуры суспензии

0 акриламида на уровне 5,0 С. По тепловому балансу на начальной стадии установлено, что общий коэффициент теплопередачи составляет 400 ккал/м ) 15

0 ч ) С. Через 1 ч скорость подачи водного раствора акриламида, необходимая для поддержания температуры

0 суспензии акриламида на уровне 5 С, падает до 220 кг/ч. Это падение сни20 детельствует об образовании отложений. После этого охлаждающее устройство разбирают для проверки. Установлено, что 10 из 28 охлаждающих труб на 30-807 покрыты отложениями.

В других охлаждающих трубах на двухстепень образования отложений сос тавляет 207., еще на двух — 107, а на других отложений почти не было.

Охлаждающее устройство А эксплуатируется аналогичным образом. Через

30 час работы его останавливают и раз— бивают для проверки. В течение 1 ч работы скорость подачи водного раст вора акриламида, необходимая для поддержания температуры суспензии 35

0 акриламида на уровне 5 0 С, составляет 270-280 кг/ч, т.е. по существу

1 остается постоянной. Осмотр показывает, что одна из труб покрыта отложениями на 507. площади, а другая— на 207. Однако остальные охлаждающие трубы не имеют отложений. Таким образом, установлено, что состояние поверхности внутренних стенок охлаждающих труб в охлаждающем уст45 ройстне А лучше по сравнению с этими поверхностями в охлаждающем устройстве В.

Охлаждение и кристаллизация. После разборки и осмотра охлаждающих устройств отложения удаляют и устройства собирают в том же виде, в котором они быпи, Для выполнения кристаллов из суспензии, удаляемой из кристаллизационного резервуара, до- 55 полнительно устанавливают центробежный сепаратор периодического действия.

l 4

1! (

0 танляет 9 С. Когда температура сусг пен.)ии падает до э,0 С после пачаза работы с использонанием ох.,f;!æäïþùåãо устройства Л, устанавливают такие же рабочие успония, которые использовались в предшестнующем испытании. Далее суспенэию удаляют через каждые

20 мин с последующим центрифугированием для отделения кристаллов.

Скорость подачи 50 мас. 7 водного растнора акриламида составляет 250280 кг/ч. Кристаллы, которые получают с помощью центрифугиронания на каждой 20-й минуте имеют содержание воды в 4-57, а их количество составляет 8 — 10 кг. После продолжения работы н течение 4 ч охлаждающее устройство переключают на охлаждающее устройство Б. Сразу после переключения на охлаждающее устройство В после каждого центрифугиронания получают 8-9 кг мокрых кристаллов. Еще через 4 ч выход падает до 3 кг. На этом этапе устрой-, ство останавливают и разбирают для проверки. Из 28 охлаждающих труб охлаждающего устройства А одна труба забита отложениями, а другая покрыта отложениями на 407. Однако остальные трубы не имеют отложений.

В охлаждающем устройстве В 4 охлаждающие трубы полностью забиты, шесть труб имеют отложения на всей поверхности, а остальные покрыты отложениями на 0-307.

Электролитическое повторное полирование охлаждающего устройства В.

)1. ак как охлаждающая производительность охлаждающего устройства В хуже, чем и охлаждающем устройстве А, его

10 охлаждающих труб, которые покрыты отложениями более чем на 307. при проверке по указанной выше ме9одике,подвергают электролитическому полированию. Электролитическое полирование проводят в течение 40 мин по укаэанному способу.

Повторная проверка точности элект ролитического полирования охлаждающего устройства В. Доля покрытых отложениями площадей после пропускания водного раствора акриламида в течение 1 ч составляет 07 у труб, поднергавшихся повторному электролитическому шлифованию. Состояние других труб соответствует полученным ныше результатам.! <Ч11ii

0хлаждение и кри«;«ьчи <вция. 1 < ухаэанной мет<>дик» охчаж«<.ние и крис— таллизацию пров<пят с испс<льэованием охлаждающих у<.тройств 1 и В. Однако удаление и центрифу< ирование суспензии проводят с интерва.лами в 1 ч и охлаждающие устр< йства переключают через 10 ч. После каж«ого такого переключения охлаждающее устройство промывают водой !T,.

По указанной методике непрерывную работу ведут в течение 30 дн. Нп время зтой работы мокрые криста <лы получают со скоростью примерно 2б28 кг/ч.

Ио балансу материалов во время работы общий коэффициент теплопередачи каждого охлаждающего устройства

«, составляет 370-400 ккал/ч ч С.

После завершения работы проверяют кристаллизационную систему, начиная с кристаллизационного резервуара.

В отличие от вакуумной кристаллизации отложения полимеризованного мате— риала нигде не обнаружены.- Кроме этого, полимери зованный материал не обнаружен в полученных таким образом кристаллах. Выход акриламидных кристаллов составляет около 1007. °

П р и и е р ы б-7. Крис талллизацию осуществляют аналогично примеру

2 за исключением того, что условия испытаний меняют на условия, приведенные в таб-T. 2.

При работе и теченне 1О дн. мокрые кристаллы пс<лучают с такой же скоростью, Ka< T

После завершения работы проводят проверку кри таллизационной системы, при этом по.<имериэованный материал нигде не набих>дается. Поверхности охлаждающих труб также в основном без отложений (накипи).

Способ позволяет предотвратить образование акри <амидного полимера и отложений кристаллов акриламида на охлаждаю<цих поверхностях во время охлаждения вс<днс>го раствора анри«» амида и последующей кристаллизации акриламида. аким образом, способ позволяет полу <ить высокую эффективность охлаждс и«« и наладить проиышленное произволеTB< акриламидных кристаллов е в<мощью про< того и >к ном«ог«с«осс<ба «х <ажде«««и крис— та«лизации.

Формул а изобретения

1. Способ получения кристаллического акриламида из водного раствора акриламида путем охлаждения раствора I0 и кристаллизации акриламида, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, охлаждение проводят в теплообменнике с двойными стенками или кожухотрубном тепло15 обменнике, снабженном охлаждающиМи трубами из нержавеющей ста.пи с внутренними стенками, отполированными электролитически, при этом водный раствор акриламида и хладагент пода20 ют внутри и снаружи охлаждающих труб при концентрации водного раствора акриламида 45-55 мас.7, температуре водного раствора акриламида на входе о, теплообменника 0-8 С, скорости пото25 ка водного раствора акриламида в каждой охлаждающей трубе 0,7-4 м/с,температуре хладагента на входе теплооб« менника (-3)-(+4) С, скорости потока хладагента, достаточной для получения общего коэффициента теплопередачи о в 100-600 ккал/м2 ч С в случае, если охлаждающая поверхность не имеет отложений.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что процесс осуществляют в кристаллиэационном резервуаре с присоединенным к нему кожухотрубным теплообменником или теплообменником с двойными стенками и циркуля40 ционным насосом °

3. Способ по п,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что используют теплообменник, где внутренняя стенка охлаждающей трубы из нержавеющей ста45 ли, подвергается полированию до такой степени, что при пропускании водного раствора акриламида и потока хладагента внутри и снаружи охлаждающей трубы в течение 1 ч при концентрации водного раствора акриламида 49,0—

51,0 мас.7, температуре водного раствора акриламида на входе теплообмен ника 4,5-5,5 С, скорости потока водо ного раствора акриламида в каждой охлаждающей трубе 1,3-1,7 м/с, температуре хладагента на входе теплообмено ника 1,0 С вЂ” 2,0 С, скорости потока, достаточной для получения общего коэффициента теплопередачи в 300

) 7

1 <91 111

1,()--2,(1 С; скор<>с ть потока хлад;1 Рнт;1, ц(>с тат<>чна для получе(!Ия

< б(пег(> ко >ффициента теплопередачи

1(10-600 кка t/мг,

Т а б л и ц а 1

Площадь ТемператуШерохо— ватость

Тип обраг><>тки п<>верхности внутренней сте<п и <:лажцающей трубы ()хлажотложений, 7 ра воды в рубашке дающая труба понерхности, R,мкм

М<>< ><>: кристаллизационнои емкости

Обработка !!спи((>< нальнь(м кругом 1) 400 с после>!у(эщеи зеркальной отце.!кой

0,8

100 зеленым по шровальным порошком

Обработка п<вшр< ва !иным круг()lf (f 150 с посл«дук)я(им .)пектролитическим полировали«м в т« tåíèå 45 мин

Только злектролитичес кое полирование в течение 45 мин

Труба 1>" 3 подпер! алась злектролити—

7-9

2,2

40-50 5

3,0

3 ческому !I»JTT

30 мин

107 и ме- 7-8.

2,8 нее

50-60 3

100 2

Та блица 2

Пример

И и Г () P f I И Е7 1 t Т bl

Концентрация водного раствора акриламида, мас. 7.

Температура води менника, С

Скорость потока в одног<> раствора АА охлаждающую трубку, м/с

Циркулирующее количество водного раствора AA через каждую охлаждаюшую трубку, т/ч

Температура хлалагента 1га входе теплооб1!енника, C

Расход хладагента, т /ч

Количество воциого раствора АЛ, загружаемого в кристаллизационный резервуар (<

Коэффициент тс плоперецачи (ккал/мг ч C)

Получаемое K() Ttt <естн< кристаллов АЛ, кг/ч

0,7

12,5

0,45

71,5

-3

7,0

20-25

50-55

)0() K K:I I I ì" I (, в (!у 1(IР, P(1И ох

II;T>KJTaK>Itt;If! It<>It t () хп« T s tte и(!Рет c> T,lt<>— же и и 11, < > 6 !I I f I ft l t 11 < > Ill;l > I I, (- т е и о к, I I A K T) t> Iтьlх i >TJTT> >f(<> ии я ми l .и;1 н н1 <м <>C)()ET:3<>bf и 1 кристалл >в ! I K х! Р I I t I (> E) p T) x н О с т и внутренней стенки о)арпа)<(ца!(>щей! тру б;; соста13ляет 307.

Приоритет по Itðизиакам

24,04.85 — концентрация в<>диого раствора акриламица 49,<1-51 мас. 7. температура водного раствора акриламида на вхоце теплообменника 4,55,5 С; скорость потока водного раствора акриламица в каждой охлаждающей трубе 1,3-1,7 м/с; температура хлацагента на входе тсп.)ообменника

Тефлоновое иокрь!ти«

Покрытие из фени) >вой смолы

03. 04.86 — концентрация водного раствора акриг<амида 45 55 мас. 7; т«мпература водного раствора акрило ами;1а на входе т<плообменника 0-8 С; ско1>о-ть потс ка водного раствора акриламица в каждой охлаждающей трубе 0,7-4 м/с; температура хладагента на входе теплообменника (-3)— (+4) С; ск< рость потока хладагента, достаточная цля получения общего коэффициента теплопередачи в 100О

600 к кал/м ч С.

1491 3 11

К истоллиз аццоинфп2 резердус р

Насос

Цирнуляциамный насос

Составитель В. Мякушева

Te>:ред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор М. Недолуженко

Заказ 37Ь4/58

Тираж 352

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-3, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Pupme o нристалпизоции

Теллдо5меннин