Способ очистки аппаратов и деталей,загрязненных расплавом полиамида или продуктами его разложения

 

М. К. Доброхотова, E. С. Арцис, Л. И.

А. Е. Павлова, Е. В. Смирнова, В. П. Н

М. Ф. Зайкова и Р. В. Феофано (72} Авторы изобретения

I !

I е 1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ АППАРАТОВ И ДЕТАЛЕЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАСПЛАВОМ ПОЛИАМИДА

ИЛИ ПРОДУКТАМИ ЕГО РАЗЛОЖЕНИЯ дой P) .

Изобретение относится к технологии очистки приборов, деталей и аппаратов, загрязненных расплавом полиамида, полиамидоэфира и продуктами их разложения н может найти применение в производст5 ве полнамидов и полиамидоэфиров, исполь зуемых для получения конструкционных изделий, пленок, волокон, покрытий, клеев.

Известен способ очистки аппаратов, загрязненных расплавом полиамида и продуктамн его разложения, согласно которому загрязненный -автоклав наполняют этиленгликолем и, например, при 280 С и 8 атм выдерживают 1-2 ч, затем гли- 1 коль сливают и аппарат промывают воВ результате. такой обработки загрязнения удаляются, и восстанавливается чистая поверхность. Однако указанный способ находит ограниченное применение и не позволяет полностью очистиъь от загрязнений аппаратуру, используемую

2 для синтеза полиамида;12. Это обьясняется .пониженной растворимостью s smленгликоле полиамида-12 по сравнению. с другими полиамидами, например, полиамидом-6 (zanpoa) или полиамидом-66 (анид). Кроме того, требуется расходование боаших количеств дорогостоящего растворителя - этиленгликоаа.

Наиболее близок к предлагаемому способ очистки аппаратуры от прилишпего окисленного полиамида, состоящий в обработке аппаратуры сначала водным растворам азотной кислоты при 90 С и выпе, а затем расплавом или водным раствором (*3

Этот способ позволяет практически полностью очистить аппаратуру. Однако он имеет сутцестинишые недостатки. т.и. применяется токсичная и сильно корродзмруюпая азотная кислота. Это некабржно .должно привести с одной стороны к исполь. зеванию высоколегированных сталей для изготовления реакционного оборудования, с другой - к загрязнению окружаюшей

3 97896 среды в связи с выбросом промывных вод. Кроме того, расходуется дорогостоящий мономер - капролактам.

Е(елью изобретения является улучшение санитарно-гигиенических условий и сниже ние расходных норм растворителя.

Поставленная цель достигается тем, что при очистке аппаратов и деталей, загрязненных расплавом полиамида или продуктами его разложения, путем обра-, 10 ботки водным раствором кислот при нагревании обработку осуществляют водным раствором смеси адипиновой и фосфорной кислот с суммарной концентрацией 0,310 мас.% при 140-22б С.

Концентрация кислот, температура раствора и продолжительность обработки могут варьироваться в широком диапазоне, но для получения лучших результатов. очистки следует придерживаться оптималь-2 ных соотношений указанных параметров.

Так, наиболее предпочтительными условиями являются температура 140-22Cf С; суммарная концентрация адипиновой и фосфорной кислот 0,3-10 мас.%. 25

B принципе применение одной адипиновой кислоты в определенных условиях полностью обеспечивает очистку аппаратуры от указанных загрязнений . Но использование адипиновой кислоты в смеси с фосфорной позволяет сократить продолжительность и периодичность обработки. Это можно объяснить тем, что фосфорная кислота при взаимодействии с поверхностью аппаратуры из нержавеющей стали образует окисно-хромовую пленку, тем самым пассивируя металл и резко снижая его каталитическую активность в нежелательных деструкционных процессах, происходящих при синтезе полиамидов.

Для очистки загрязненных аппаратов водный раствор кислот загружают внутрь аппарата и выдерживают. Возможно также приготовление водного раствора кис45 лот непосредственно в подвергаемом очистке аппарате. Для очистки загрязнен; ных деталей их помещают в автоклав, туда же заливают водный раствор кислот и выдерживают при указанных условиях.

Предлагаемый способ предусматривает возможность очистки загрязненного обору\ дования синтеза и переработки любых линейных полиамидов, получаемых полимеризацией лактамов, аминокарбоновых кислот или поликонденсацией диаминов дикарбоновых жирных и ароматических кислот или их солей, сополимеризацией с использованием перечисленных амидо0 4 образующих мономеров, а также различных наполненных композиций на их основе..

Способ может также найти применение в производстве полизфирамидов на основе амидо- и эфирообразующих мономеров, таких, как лактамы, аминокарбоновые кислоты, диамины, дикарбоновые кислоты, дигли коли.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В автоклаве объемом

70 л при 290 С в присутствии воды проводят полимеризацию додекалактама в полиамид-12 известным способом. После выгрузки расплава на стенках автоклава наблюдается загрязнение — пригоревший смолистый твердый продукт. Далее в ав- токлав загружают 2,5 масс.% адипиноа вой кислоты в воде, нагревают до 200 С, выдерживают 2,5 ч. Затем раствор адипиновой кислоты удаляют, автоклав охлажо дают до 90 С и промывают дистиллированной водой. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

Пример 2. В автоклаве объемом

70 л при 290 C в присутствии катализатора (фосфорной кислоты и воды) проводят полкмеризацию додекалактама в полиамид-12. После выгрузки расплава на стенках автоклава наблюдается загрязнение — пригоревший смолистый твердый продукт. Далее в автоклав загружают водный раствор, содержащий

2,0% адипиновой и 0,2% фосфорной кислот, нагревают до 200РС и выдерживают 1,5 ч. Затей раствор кислот удаляо ют, автоклав охлаждают до 90 С и промывают дистиллированной водой. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

П р и м е g 3. B автоклаве объемом

70 л при 280 С в присутствии катализатора (воды) проводят полимеризацию капролактама в поликапроамид (полиамид-6). После выгрузки расплава полимера на стенках автоклава наблюдаются загрязнения. Далее в автоклав загружают водный раствор, содержащий 1,5% адипиновой и 0,5% фосфорной кислот, нагревают до 220оС и выдерживают

1,5 ч. Затем раствор кислот удааяют, автоклав охлаждают до 90 С и промывают дистиллированной водой. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

Пример 4. В автоклаве обьемом

55 л при 280 С в присутствии катализа5 978 тора (воды) проводят полимеризашпо додекалактама с добавлением 3% двуокиси титана. После выгрузки расплава полимера на стенках автоклава наблюдаются загрязнения — пригоревший смолистый 5 твердый продукт. Далее в автоклав загружают водный раствор, содержащий

2,5% адипиновой и 0,5% фосфорной кислот, нагревают до 220 С и выдерживао ют 2,5 ч. Затем раствор кислот удаляют, 1а о автоклав охлаждают до 100 С и промывают водой. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

Пример 5. В автоклаве объемом

55 л при 300 С в присутствии катализатора (фосфорной кислоты и воды) проводят полимеризапию додекалактама с добавлением 20% талька. После выгруз- ки расплава полимера на стенках автокла-"О ва наблюдаются загрязнения - пригоревший смолистый продукт. Далее в автоклав загружают водный раствор, содержащий

4,7% адипиновой и 1,3% фосфорной кис лот,нагревают до 220 С и вьдерживают 5

О

3 ч. Затем раствор кислот удаляют, автоклав охлаждают до 90 С и промывают дистиллированной водой. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

Пример 6. В автоклаве обьемом

55 л при 255 С проводят полимеризацию гексаметилендиаммонийсебацината (соли

СГ). После выгрузки расплава полимера на стенках автоклава наблюдаются загряз 35 кения — пригоревший твердый смолистый продукт. Далее в автоклав загружают

1,5%-ный водный раствор адипиновой кислоты, нагревают до 200 С и выдерживают 3,5 ч. Затем раствор адипиновой 40 кислоты удаляют, автоклав охлаждают до 90" С и промывают дистиллированной водой. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой. 45

Пример 7. В автоклаве объемом

° 55 л при 260 С проводят полимеризацию гексаметилендиаммонийсебацината (соли СГ) в присутствии 30% стекловолокна. После выгрузки расплава полимера на стенках автоклава наблюдаются загрязнения — пригоревший твердый смолистый продукт. Далее в автоклав загружают водный раствор, содержащий 9% адипино- . вой кислоты и 1% фосфорной кислоты, 55 нагревают до 220 С и выдерживают 1 ч. о

Затем раствор кислот удаляют, автоклав охлаждают до 100 С и промывают дис960 d тиллированной водой. После обработки, внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

Пример 8. В автоклаве объемом

55 л при 260 С проводят сополимеризашпо гексаметилендиаммонийсебацината и капролактама в соотношении 1:1. После выгрузки расплава полимера.на стенках автоклава наблюдаются эагрязненияпригоревший смолистый твердый продукт.

Далее в автоклав загружают водный раствор, содержащий 0,5% адипиновой кислоты и 0,1% фосфорной.,кислоты, нагревают до 180ОС и выдерживают 3 ч.

Дальнейшие операции проводят по примеру 1. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

Пример 9. В автоклаве объемом

55 л при 250 С проводят сополимеризацию гексаметилендиаммонийсебацината (соль СГ), гексаметилендиаммонийадипината (соль АГ) и.капролактама в соотношении 1:1:l. После выгрузки расплава полимера на стинках автоклава наблюда« ются загрязнения — пригоревший твердый смолистый цродукт. Далее э автоклав загружают 0,4%-иый раствор адипиновой кислоты в воде, нагревают до 16С С и выдерживают 5 ч. Дальнейшие операции проводят по примеру 1. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

П р и .м е р 10. В автоклаве обьемом 55 л при 250 С проводят сополимеризацию капропактама, додекалактама и гексаметилендиаммонийадипината в соотношении 1:1:1. После выгрузки расплава полимера на стенках автоклава набшодаются загрязнения — пригоревший твердый смолистый продукт. Далее в актоклав загружают водный раствор, содержащий 0,2% адипиновой и 0,1% фосфорной кислот, нагревают до 140 С и выдерживают 4 ч. Дальнейшие операции проводят по примеру 1. После обработки внутренняя поверхность автоклава становится визуально чистой.

Пример 11. В автоклаве обьемом 8 л при 240 С проводят полимериЪ зацию ° аминододекановой кислоты. После выгрузки расплава полимера на стенках автоклава наблюдаются загрязнения - при горевший твердый смолистый продукт.

Далее в автоклав загружают водный раствор, содержащий 9% адипиновой и 1% фосфорной кислот, нагревают до 200 С и выдерживают 1 ч. Дальнейшие операции Габлица1

Условия обработки аппаратуры воаным раствором адипиновой н фосфорной кислот по преплагаемому способу ц -додекалактам

2,5

2 0 0,2

1,5 0,5

200

2,5

И) -додекалактам. 2

200

2,2

1,5

2,0

220

1,5

g -капролактам

Ф цу-додекалактам + 3% двуокиси титана

2,5 0,5

3,0

220

2,5

<у -додекалактам + 20% талька

4,7 1,3

6,0

220

6 Гексаметилендиаминсебацинат

1,5

1,5

200

7 Гексаметилендиаминсебацинат + 30% . стекловолокна „9,0 1,0 10,0

220

8 Гексаметилендиаминсебацинат + капролактам 0,5 . О, 1 0,6

180

9 Гексаметилендиаминадипннат + капролактам+

+ гексаметилендиаминсебацинат

0,4.

0,4

160

7 978960 8 проводят по примеру 1. После обработки В табл. 1 приведены сводные резульвнутренняя поверхность автоклава стано- таты примеров 1«12. В табл. 2 приведе- вится визуально чистой. ны сравнительнйе показатели, характериПример 12. В автоклав обьемом зующие предлагаемый способ и извест8 л при 290 С в присутствии каталнзато .s ра (фосфорной кислоты и воды) проводят Как следует из дшп ых табп. 2, предсополимеризацию додекалактама, 1,4-бу лагаемое техническое решение позволит танднола и адипиновой кислоты в соотно- применить для очистки загрязненного шенин 1:0,5:0,5. После выгрузки распла- оборудования малотоксичный дешевый ва полимера на стенках автоклава наблю 1а рас гворитель с меньшими расходными нордаются загрязнения - пригоревший твердый мами, что обеспечивает снижение себестосмолистый продукт. Далее в автоклав имости продукции и улучшение условий загружают водный раствор, содержащий труда и состояния окружающей атмосферы, 5,7 адипиновой и 2,3% фосфорной кислое, Предлагаемый способ проверен на . нагревают до 200 С и выдерживают д опытной установке и может найти. приме2,5 ч. Дальнейшие операции проводят пение в промьпцленнъ х производствах по примеру 1. После обработки внутрен- различных полиамидов и композиций на няя поверхность автоклава становится их основе, а также в производстве полиавизуально чистой. мидо эфиров. а

978960

Продолжение табл. 1

10 Капролактам + додека-лак уам + гексаметилен дна минадипинат

140

0,2 0,1 0,3

11 Амниододекановая кислота.

1,0 10

200

9,0

lP -додекалактам+1,4-бутанд кол+ад ипиновая кисло а

2,3 8

200

2,5

Таблица2

Сравнительные показатели, характеризующие предлагаемый способ и известные

Наименование показателей

Предлагаемый способ

Известный по (2) (прототип) Известный по (1) . (аналог) Практически полная

Полнота очистки

Неполная

Чистая без загрязнений

Присутствуют загрязнения в отдельных

Качество очишаемой поверхности (визуально) Чистая без загрязнений

Растворитель

Этиленrmacom

Сииьнотоксичен

Малотоксичеи

900 кг

60 кг 85%-ной азотной кислоты, 900 кг иапропак

60 кг

Стоимость растворителя, руб.

360

120

1800

Токсичность !

Расход pRGTBQ рителя на 1 м аппаратуры

0,3-10%-иый водный раствор (адийиновой кислоты или смеси адипиновой и фосфорной кислот

5-25%-ный водный раствор азотной кислоты+

+ 95% капролактама

11 978960 12

Ф о р м у л а и з о б р в т е н и в ляют водным раствором смеси адипиновой, и фосфорной кислот с суммарной концентраСпособ очистки аппаратов и деталей,, цией 0,3-10 мас.% при 140-120 С. загрязненных расплавом полиамида или продуктами его разложения, путем обра- S Источники информации, ботки водным раствором кислот при нагре- принятые во внимание при(экспертизе ванин, о т л и ч а ю ш и и о я тем, 1. Патент ФРГ М 11332iL2 что, с пелью улучшения санитарно-а.игие- кл, 48 Д, опублик. 1962. нических условий и снижения расходных 2. Патент Японии l4 46-2669, норм растворителя, обработку осуществ- . >O кл. 26 С 3, опублик. 1971 (прототип).

Составитель А. Саморядов

Редактор Б. федотов Техред А.Бабинеп Корректор Г. Огар

Заказ 9459/12 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4