Способ очистки водного раствора акриламида
О l1 И С А Н И Е «111 5599!9
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Со1оз Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.12.75 (21) 2307644104 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.05.77. Бюллетень ¹ 20
Дата опубликования описания 28.0б.77 (51) М. 1,л.- "С07С 103/12
Государственный комитет
Совета Министоов СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547.398.1 (088.8) (») Авторы изобретения М. А. Фандеев, Б. И. Конобеев, В. И. Луховицкии, А. В. Черторижский, Л. А. Ласточкина, И. В. Добров и В. В. Поликарпов (71) Заявитель ПТБ
"г ф,т 1 « "ашетт«1ъ т т1 М» i If (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНОГО РАСТВОРА АКРИЛАМИДА
Изобретение относится к области хпмнческОЙ технологии Очистки Веществ Il может быть применено в производстве акрпламида, а именно в процессах очистки акрпламида перед его полимерпзацпей и сополпмеризацпей в водных растворах.
Известны многочисленные способы выделения и дополнительной очистки акриламида.
Большинство из этих способов варьируют условия осаждения и отделения сульфатов путем подбора концентраций (акриламида и сульфатов) изменением температуры и применением водорастворимых орг" íè÷åñêèõ веществ в качестве осадптелей сульфатов. Однако полное удаление неорганических солей прп этом не достигается, и водный раствор акрилампда содержит примеси солей, стабилизатор (вводимый на стадии нейтрализации и выделения для пнгпбпрования процесса полпмеризацпи акрилампда), а в случае применения органических растворителей (для осаждения солей) также примеси этих растворителей. Кроме того, акриламид в растворе имеет низкую конце птр а цпю.
Таким образом, полученные растворы акрпламида е могут быть использованы для получения полимеров акриламида и, обычно, подвергаются дополнительной очистке, которая, как правило, заканчивается выделением кристаллического акриламида.
Известно также, что для выделения относительно чистого акрпламида из водного раствора обычно пользуются отгонкой части воды илп растворителя под уменьшенным давлением с последующим охлаждением раствора и отделением маточьп1ка от кристаллов.
Однако в составе полученного акрилампда остаются примеси стабилизатора (ннгнбнтора полимерпзацпи), соосажденных неорганпче1ð ских сульфатов и во многих случаях полимера. Поэтому полученный продукт перед полимерпзацпей снова подвергают очистке, например, сублимацией под вакуумом или сублимацией с применением инертного газа-носителя, 15 что приводит к дополнительным потерям мономера за счет образования полимеров. Кроме того, упомянутые процессы малопроизводительны и сложны для технологического оформления.
Известен также наиболее близкий к предлагаемому способ получения водных растворов а llp11 1 a iI II+ à э IwCTp а II111IeÉ. По Tа ко M$ CII 0 COá ó акрилампд экстрагируют из водных растворов акрплонитрплом с последующей отгонкой экстрагента. В результате получают концентрированные водные растворы акрпламида. Недостатком этого способа является необходимость отгонкп растворителя, в результате которой образуются примеси полимеров акрил30 амида. Кроме того, получаемые прп этом вод559919
« Ъ м
«:) «л
О
«И
Я
«Q «) > а
Q7 а о д
« о
10 с л
О> сi о о «=> с
GO >
Ф с1
« с с
0J «б
0.(«J
М а
Ю Ж а
o о
«О
« Э
С0
«О
« Э
«О с Э
« Э с0
СЧ l0 СЧ н «
«Q о сО
v о < . х
Х
4 а о а И
20 о «= -.. -- О СЧ л с
m o «3 LQ
o a>
С 3
СЧ
С 4
«:> о
Б
Ж ч,й
1: ас ю а3
« о
«:>
1 1 о
СЧ
«О
С0
QJ
X «X
«« u
Я
««Э
С)
«О
СО
1 ° («) «
В-(д й
cg Д
cd а Ц са
М о о
« ( о
tD у х
z (z o о а у И с сч а са 4 3 сч сч о
OO Ф СО е о
Г«Q
CO
Ф о о
М о к
Х
«О а о О х а о е г Q
- v о х
«б о =
Е р. с6
» а
v Х
М о
О о
o о
Q) М х о а
««2
3»
Б
«)
Л, а
И
О1 о х о о о
Ю
«б а
Ю и о
««
«
Y х а
Л
v х а л Оэ и
«« о
«
",.0 О
««
f»
О
«Г
z ( Ъ
55
И
r4 а
О
Х «
Q) а.
Х с4 а
« о z х
Д0
И а
Х
«» а«
И о
И а "
Q «
И (7) а о а
65 ные растворы акрнламида содержат акрилонитрил и его полимеры.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков и получение водных растворов чистого акриламида, Эти растворы можно непосредственно использовать для получения эффективных фокулянтов на основе полимеров и сополимеров акриламида. Известно, что качество этих флокулянтов тем выше, чем чище водные растворы мономеров.
Это достигается путем очистки технического акриламида или реакционной смеси, содержащей акриламид, сульфаты, соли железа, ингибиторы и другие примеси, экстракцией слаборастворимыми в воде органическими рстворителями (например, бутилацетатом} с последующей реэкстракцией акриламида из органической фазы водой. Другое отличие заключается в том, что для предотвращения полимеризации акриламида в процессе очистки экстракцию и реэкстракцию проводят в атмосфере газа, содержащего кислород.
llo предлагаемому способу водный раствор технического акриламида, содержащий сульфаты, полимеры, метиленовый голубой, соли железа и другие примеси и экстрагент (предпочтительно сложный эфир, например бутылацетат) противотоком подают в многоступенчатый смесительно-отстойный экстрактор, в который непрерывно поступает газ, содержащий кислород, После интенсивного перемешивания и последующего отстоя фаз B экстракторе получают водный слой, содержащий примеси, и органическую фазу, содержащую акриламид.
Органическую фазу направляют в аналогичный экстрактор лдя реэкстракции акриламида водой.
В результате реэкстракции получают концентрированные водные растворы акриламида, не содержащие упомянутых примесей.
Пример 1. Технический акриламид, полученный в промышленности путем омыления акрилнитрила серной кислотой с последующей нейтрализацией аммиаком, растворяют в воде.
Образец в количестве 0,965 г, содержащий б2,6% акриламида, 6,45% примесей: полимеров, сульфата аммония, солей железа, метиленового голубого и других, и 31,1% воды, экстрагируют бутилацетатом в двухступенчатом смесительно-отстойном экстракторе с воздушным перемешиванием фаз. Бутилацетатную и водную фазы подают в экстрактор противотоком с весовым соотношением органической фазы и водной, равном 2,47: 1. Процесс проводят при комнатной температуре (17 С) и атмосферном давлении. После интенсивного перемешивания жидких фаз воздухом водноорганическую смесь разделяют в отстойных камерах экстрактора на бутилацетатную и водную фазы, которые выводят из экстрактора и собирают в раздельные емкости. Бутилацетатную фазу с концентрацией акриламида 11,1%, практически не содержащую примесей, на559919
Составитель Л. Виноград
Редактор Т. Иикольская Текред И. Карандашова
Корректор О. Тюрина
Заказ 1386/5 Изд. Хо 504 Тираж 563 Г!одписнос
ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий
)13035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 правляют на реэкстракцию дистиллированной водой. Процесс раэкстракции приводят в аналогичном двухступенчаio.;I - кстракторе с воздушным перемешиванием фаз при комнатной температуре и весовом соотношении органической фазы и водной, равном 6,7: 1. После интенсивного персмешивания и последующего отстоя фаз в экстракторе получают 33,3 /о-ный водный раствор чистого акриламида, который мОЙИО Iieiiocp .ÿ ÂèlíÎ подвергать полимеризации. Результаты очистки акриламида от примесси Iii)введены в таблице.
Пример 2. IIo примеру 1 получают водный раствор чистого акриламида из технического акриламида, полученного путем омыления анри iliilтрила серной кислотой с последующей нейтрализацией ее гидроокисью кальция. Образец в количестве 0,83 r с содержанием 48,3% мономера, 5,42 /о примесей (сульфата кальция и др.) и 48,8о/о воды экстрагируют бутилацетатом при весовом соотношении органической фазы и водной, равном 2,3: 1. В результате экстракции получают бутилацетатный слой, не содержащий примесей, с концентрацией акриламида 7,23 Бутилацетатный слой реэкстрагируют дистиллированной водой при соотношении органической фазы и водной, равном 15,8: 1. В результате реэкстракции получают 43,2о/о-ный водный раствор чистого акриламида, который пригоден для полимеризации.
Резуильтаты очистки приведены в таблице.
Как видно из таблицы, практически все примеси после экстракции остаются в исходной реакционной смеси, а в бутилацетатную фазу переходит только акриламид, последующая реэкстракция которого водой позволяет получать 40 /о-ные и более концентрированные водные растворы чистого акриламида.
Что касается полноты извлечения акриламида из реакционной смеси, то она зависит от числа ступеней экстрактора, и, как показал расчет, например, для получения извлечения, р.шного с15",1о, i нашем случае потребуется
О;iC I Ii:; i >ili:I ТУ ПЕНЕЙ.
11редлагаемый способ получения водных растворов чистого акриламида по сравнению с существующими способами имеет следующие преимущества:
1. Способ позволяет получать водные растворы весьма чистого акриламида высокой кон1О центрации из водны; растворов, содержащих примеси, илн из реакционных смесей производства акриламида из акрилнптрила.
2. В отличие от прототипа способ исключает дорогостоящие и сложные процессы отгон15 ки экстрагента под вакуумом, сопровождающиеся неизбежным образованием полимера.
3. При производстве полимеров из водных растворов акриламида, полученных предлагаемым способом, увеличивается скорость поли2О меризацпи мономера и значительно улучшается качество полимера, применяемого, например, в качестве флокуляHта.
Формула изобрстения
1. Способ очистки водного раствора акриламида путем экстракции, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чистоты целевого продукта, экстракцию осуществляют в две стадии: сначала акриламнд экстрагнруют из водного раствора слаборасторнмым в воде органическим растворителем, например сложным эфиром, и полученный при этом органический раствор акриламида экстрагпруют водой.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сложного эфира берут бутилацетат.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью предотвращения полнмериза40 ции акриламида, экстракцию проводят в атмосфере кислородсодержащего газа, например воздуха.
