BR0013402B1 - processo contÍnuo para a remoÇço de oxigÊnio a partir de soluÇÕes monâmeras, de preferÊncia aquosas. - Google Patents

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Description

"PROCESSO CONTÍNUO PAEA A REMOÇÃO DE OXIGÊNIO APARTIR DE SOLUÇÕES MONÔMERAS, DE PREFERÊNCIAAQUOSAS"
A presente invenção refere-se a um processo para a remoçãode oxigênio de soluções monômeras, de preferência aquosas.
Oxigênio inibe e influencia a polimerização de monômeros,especialmente também a polimerização radical de monômeros solúveis emágua, na produção de polimerizados solúveis em água ou de origem aquosa,que são empregados, entre outras coisas, como meio de floculação, dedesidratação ou de retenção, respectivamente como super absorvente ou meiode engrossamento.
Uma remoção ampla do oxigênio antes e durante apolimerização impede uma inibição, respectivamente a interrupção da reaçãode polimerização, e possibilita, particularmente em processos técnicos defabricação, o seu início e a sua evolução controlados e, conseqüentemente, aprodução dos polimerizados desejados.
Por isso, no passado não faltaram tentativas de colocar àdisposição processos e/ou dispositivos, por meio dos quais o oxigênio éremovido das soluções monômeras. Geralmente, esses processos baseiam-seno fato de que o oxigênio é extraído da solução monômera por meio de umgás inerte. Nesse sentido, a DE 35 40 994, por exemplo, ensina misturarprofundamente a solução monômera e nitrogênio em um bocal para duassubstâncias na corrente contínua e, desse modo, remover o oxigênio dasolução monômera. No entanto, esse procedimento tem a desvantagem deque, devido à formação de polimerizado, o bocal entope e/ou cola muitofacilmente e, devido a isso, a remoção de oxigênio fica sujeita a falhas. Alémdisso, ocorrem regularmente longos períodos de paralisação, devidos àmanutenção necessária, e, além disso, nesse processo o consumo de gás inerteé relativamente elevado.Por isso, a presente invenção pretende colocar à disposição umprocesso para a remoção de oxigênio de soluções monômeras, pouco sujeito afalhas e que apresente um consumo específico bastante baixo de gás inerte,assim como permita um desenrolar contínuo.
Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção, atravésde um processo contínuo para a remoção de oxigênio de soluções monômerascom um gás inerte em um aparelho em forma de coluna, em que a soluçãomonômera e o gás inerte percorrem o aparelho na corrente contrária e que nomínimo uma, de preferência várias, sub-seções da coluna de líquido sãomisturadas, de preferência com turbulência, de preferência na direção decorrente radial.
De preferência, o aparelho é um recipiente cilíndrico, cujarelação entre o diâmetro e a altura é de 0,95 a 0,1, de preferência de 0,8 a 0,3,particularmente de preferência de 0,5 a 0,35.
De preferência, o gás inerte é assentado no fundo do aparelho,distribuído vantajosamente em bolhas finas, e é retirado no topo do aparelho.
A distribuição do gás inerte é feita, de preferência, com um diafragma ou comuma luva tubular. Os gases inertes preferidos são nitrogênio e/ou dióxido decarbono.
A solução monômera é introduzida no topo do aparelho, depreferência, percorre o aparelho como coluna de líquido e é retirada um poucoacima do fundo, de preferência. O tempo de permanência do líquido noaparelho varia em função do nível de enchimento e da carga.
Em uma forma preferida de execução, no mínimo uma sub-região é misturada na coluna de líquido. De preferência, várias sub-regiões dacoluna de líquido são misturadas. O nível da(s) sub-região(ões) é de 5 a 50%,de preferência, de 10 a 30% particularmente de preferência, do nível total dacoluna de líquido. No caso de duas sub-regiões, o nível da sub-região superioré de 5 a 50%, de preferência, de 10 a 30% particularmente de preferência, donível total da coluna de líquido e o nível da região inferior é de 10 a 30%, depreferência, do nível total da coluna de líquido. De preferência, a misturaestende-se por toda a seção transversal da coluna de líquido. Vantajosamente,a mistura é turbulenta. De modo particularmente vantajoso, a mistura é geradacom órgãos de misturar, de preferência com misturadores de turbina e/oudiscos de dispersão. Bem particularmente de preferência, uma respectiva sub-região é misturada por dois misturadores de turbina, dois discos de dispersãoou por um misturador de turbina e por um disco de dispersão, sendo que, depreferência, o disco de dispersão fica disposto sob o misturador de turbina.Nesse caso, são aproveitados os efeitos de mistura radiais gerados por essesórgãos de misturar, isto é, as direções de fluxo radiais.
O nível das sub-regiões depende do tipo das soluçõesmonômeras aquosas. Na produção de polieletrólitos, que contenhammonômeros catiônicos, escolhem-se níveis maiores. Várias sub-regiõespodem ser dispostas paralelamente ou em série.
O processo de acordo com a invenção tem a vantagem de queo consumo específico de gás inerte é muito baixo para a remoção total dooxigênio. Através da variação do nível de enchimento e da carga é possívelretirar completamente o oxigênio das mais diferentes soluções monômeras.Devido à manutenção, os períodos de paralisação são muito pequenos noprocesso de acordo com a invenção; os intervalos de tempo entre asmanutenções são prolongados.
Um outro objetivo da presente invenção é a preparação de umaparelho, no qual o processo de acordo com a invenção pode ser executado demodo particularmente vantajoso e que pode ser limpo e mantido facilmente.
Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção, atravésda preparação de um aparelho, que possa ser enchido ao menos parcialmentecom uma coluna de líquido e que apresente:
- uma entrada de gás, de preferência uma distribuição de gás, euma saída de gás;
- uma entrada de líquido e uma saída de líquido;
- no mínimo um instrumento, com o qual uma sub-seção dacoluna de líquido seja misturada com turbulência, de preferência.
De preferência, o aparelho é cilíndrico e apresenta uma relaçãoentre o diâmetro e o nível de 0,95 a 0,1, de preferência de 0,8 a 0,3 eparticularmente de preferência, de 0,5 a 0,35.
Em uma forma preferida de execução, a distribuição de gásfica disposta no fundo do aparelho. A distribuição de gás é feita,vantajosamente, através de um diafragma e/ou de uma luva tubular.
De preferência, o instrumento para a mistura é um órgão demisturar. Em uma forma preferida de execução, o órgão de misturar é ummisturador de turbina e/ou um disco de dispersão. Particularmente depreferência, um órgão de misturar é constituído por dois misturadores deturbina, dois discos de dispersão ou um misturador de turbina e um disco dedispersão, sendo que, de preferência o misturador de turbina acha-se dispostosobre o disco de dispersão. O órgão de misturar fica disposto sobre um eixo,que é acionado por um motor, o qual, de preferência, localiza-se no topo doaparelho. Com esse órgão de misturar, a coluna de líquido é misturada comturbulência, de preferência, com limitação localizada. Vantajosamente, cadaórgão de misturar mistura de 5 a 50%, de preferência de 10 a 30%, do níveltotal da coluna de líquido e, de preferência, de toda a sua seção transversal.De preferência, o aparelho de acordo com a invenção apresenta vários órgãosde misturar, particularmente de preferência dois órgãos de misturar, sendo queo superior mistura de 5 a 50%, de preferência, de 10 a 30% particularmente depreferência, e o inferior mistura de 10 a 30%, de preferência, do nível total dacoluna de líquido.
Em uma forma preferida de execução, o aparelho de acordocom a invenção apresenta adicionalmente peças embutidas, que, depreferência, são configuradas em forma de disco e que se estendem por sub-regiões da seção transversal do aparelho, a fim de evitar ao máximo possíveluma mistura de retorno da coluna de líquido. De preferência, essas peçasembutidas têm forma circular e, de preferência, ficam dispostas acima dosórgãos de misturar.
De preferência, o aparelho apresenta uma regulagemautomática do nível de enchimento, por meio da qual o nível da coluna delíquido é mantido em um nível determinado.
O aparelho de acordo com a invenção é empregado, depreferência, para a remoção de oxigênio de uma solução monômera. Nessecaso, de preferência, na saída do aparelho acha-se disposta uma medição deoxigênio, por meio da qual controla-se o teor de oxigênio e a qual pode sereventualmente empregada para a regulagem automática da remoção deoxigênio. Se o teor de oxigênio medido for muito alto, então o nível deenchimento do recipiente é aumentado e/ou a carga é reduzida. Além disso,no caso de uma concentração muito alta de oxigênio, pode-se aumentar acorrente volumétrica de gás inerte.
O aparelho de acordo com a invenção também pode serempregado para a flutuação, assim como para qualquer tipo de processo demetabolismo e/ou de reação.
O aparelho de acordo com a invenção pode ser fabricadomuito facilmente, é de fácil manutenção e é pouco sujeito a falhas. Osperíodos de duração, isto é, as seções de tempo entre duas manutenções, sãobastante longos no caso do uso segundo o processo de acordo com a invenção,se comparado com o uso de outros aparelhos para essa finalidade. Nesse caso,o consumo específico de nitrogênio é menor do que nos aparelhos de acordocom o estado da técnica. Vários aparelhos de acordo com a invenção podemser dispostos paralelamente ou em série. Além disso, o aparelho pode serempregado de modo bastante flexível para os mais diferentes casos deaplicação e para isso podem ser munidos de distribuidores de gás e/ou peçasembutidas determinadas. O aparelho de acordo com a invenção pode serempregado em processos contínuos ou descontínuos. No caso de interrupçõesda produção, por exemplo, a solução monômera no aparelho pode sernovamente estabilizada através de gaseificação do ar e pode ser guardada comsegurança. Pouco antes da nova partida, a solução monômera é, então,novamente liberada do oxigênio por meio de gás inerte.
A seguir, o aparelho de acordo com a invenção será explicadocom base em dois exemplos. As formas de execução são apenas exemplos e,por conseguinte, não limitam a concepção geral da invenção.Mostram-se:
Figura 1: esquematicamente, o aparelho de acordo com ainvenção, sem peças embutidas para a remoção de oxigênio a partir desoluções monômeras;
Figura 2: esquematicamente, o aparelho de acordo com ainvenção, com peças embutidas para a remoção de oxigênio a partir desoluções monômeras.
Na Figura 1, o aparelho 1 de acordo com a invenção émostrado sem peças embutidas. O aparelho é cilíndrico e apresenta umatampa 2 no topo do aparelho e uma tampa 3 no fundo do aparelho, no qual éadmitido um diafragma. Através da entrada 4 na tampa 2, uma soluçãomonômera é bombeada para dentro do aparelho e percorre o mesmo comocoluna de líquido 5, antes que ela saia do aparelho de acordo com a invençãoatravés da saída 6, que se localiza pouco acima do fundo. O aparelho acha-secheio em cerca de 80% com a solução monômera.
A coiTente de gás inerte é conduzida na corrente contrária àcorrente de líquido. Para isso, a corrente de gás inerte, distribuída em bolhasfinas, é assentada para dentro do aparelho pelo diafragma na tampa 3,percorre a coluna de líquido 5 e sai do aparelho 1 pela saída 8. O especialistareconhece que a distribuição de gás inerte também pode ser feita através dequalquer outro órgão de distribuição conhecido dos especialistas, tal como,por exemplo, um bocal ou uma frita ou similar.
No aparelho acham-se dispostos dois órgãos de misturar 9sobre um eixo de misturar 10, que é acionado por um motor 11 montado natampa 2. Através dos órgãos de mexer, a solução monômera é misturada comturbulência somente na região em torno dos discos de turbina, sendo que amistura estende-se por toda a seção transversal do aparelho. Através dos doisórgãos de misturar, misturam-se com turbulência 20 a 50% do nível total dacoluna de líquido.
O aparelho de acordo com a invenção apresenta uma mediçãoe regulagem de nível de enchimento, com a qual é possível ajustar qualquernível de enchimento no aparelho. Além disso, o aparelho apresenta, na saídainferior, uma medição de oxigênio com a qual pode-se medir o teor deoxigênio da solução monômera e pode-se regular correspondentemente aremoção de oxigênio.
A Figura 2 mostra o aparelho da Figura 1 com peçasembutidas 12, que possuem forma anelar e que ficam dispostas pouco acimados discos de turbina. A introdução da corrente de gás inerte é efetuadaatravés de uma luva tubular.

Claims (6)

1. Processo contínuo para a remoção de oxigênio a partir desoluções monômeras, de preferência aquosas, por meio de um gás inerte emum aparelho em forma de coluna, caracterizado pelo fato de que a soluçãomonômera e o gás inerte percorrem o aparelho na corrente contrária e que nomínimo uma, de preferência várias, sub-seções da coluna de líquido sãomisturadas, de preferência com turbulência, de preferência na direção decorrente radial.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o gás inerte é assentado no fundo do aparelho, de preferênciadistribuído em bolhas finas, e é retirado no topo.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o gás inerte é distribuído por meio de um diafragma e/ou pelomenos por meio de uma luva tubular.
4. Processo, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3,caracterizado pelo fato de que o gás inerte é nitrogênio e/ou dióxido decarbono.
5. Processo, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 4,caracterizado pelo fato de que a solução monômera é introduzida no topo doaparelho, percorre o aparelho sob a forma de coluna de líquido e é retiradapouco acima do fundo.
6. Processo, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5,caracterizado pelo fato de que a sub-região da coluna de líquido é misturadapor meio de um órgão de misturar, de preferência um disco de turbina ou umdisco de dispersão.
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