BR112018071712B1

BR112018071712B1 - Processo para produção de um agente de resistência a seco de poliacrilamida glioxilada

Info

Publication number: BR112018071712B1
Application number: BR112018071712-6A
Authority: BR
Inventors: Nuri KERMAN
Original assignee: Applied Chemicals Handels-Gmbh
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2023-03-07
Also published as: CN109071707A; CO2018010688A2; IL261396A; PT3448896T; EP3448896A1; BR112018071712A2; KR102145386B1; PL3448896T3; AT518624A1; AT518624B1; AU2017257380B2; JP2019515123A; RS64608B1; ZA201806531B; WO2017185110A1; US10927200B2; JP7426235B2; MX2018012809A; US20170306065A1; UA125688C2

Abstract

A presente invenção refere-se a um processo para produção de um agente de resistência a seco, particularmente, de poliacrilamida glioxilada, na qual uma solução aquosa de poliacrilamida é misturada com etandial (glioxal), sob agitação com uma bomba de circulação. A reação é iniciada por adição de uma base, particularmente, uma base forte, a um valor de pH básico, particularmente, um valor de pH maior que 8 e é deixada para reagir sob agitação e/ou circulação, após o que, depois de decorrido um tempo de reação especificado, a reação é parada sob agitação e/ou circulação, por adição de um ácido, sendo que o processo é conduzido como processo descontínuo, no qual é controlada e/ou regulada uma conversão quantitativa do etandial com uma quantidade em excesso de poliacrilamida em um meio básico, aquoso, por pelo menos um, de preferência pelo menos dois, dos fatores selecionados de a) medição de turbidez, b) adaptação do valor de pH, na dependência do tempo de reação, c) adaptação do valor de pH na dependência do tempo de reação, d) queda do valor de pH ou e) absorção de corrente da bomba de circulação.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um processo para produção de um agente de resistência a seco, particularmente, de poliacrilamida, no qual uma solução aquosa de poliacrilamida é misturada sob agitação por meio de uma bomba de circulação com etandial (glioxal), a reação é iniciada por adição de uma base, particularmente de uma base forte, a um valor de pH básico, particularmente, um valor de pH maior que 8 e deixada reagir sob agitação e/ou circulação, após o que, depois de decorrido um tempo de reação especificado, a reação é parada por adição de um ácido, sob agitação e/ou circulação.

[0002] Processos para produção de agentes de resistência a seco para a indústria de papel são conhecidos, sendo que a maioria dos processos trabalha continuamente. Em processos desse tipo, normalmente uma mistura de reação substancialmente aquosa de um polímero de vinilamida de um agente de celulose reativo é deixada reagir a um pH básico por um tempo predeterminado, sendo que uma pluralidade de fatores, tais como, por exemplo, a temperatura da água que entra, o pH da mistura de reação, o consumo do material de celulose reativo, a concentração do polímero de vinilamida, antes e durante a formação do produto de adução e similares é medida para poder parar a reação em tempo oportuno, quando o produto de adução desejado foi formado. Para poder parar essa reação em tempo oportuno, além de uma pluralidade de diversas medições, já foram realizadas, particularmente, medições de viscosidade para determinação do grau de reação. A maioria dos processos conhecidos leva a produtos que são produzidos in situ, mas transportados por meio de caminhões-tanque ao consumidor final e ali diluídos para a concentração que é necessária para a conversão, que é de aproximadamente 3 a 4%. Desvantajoso nesses processos conhecidos é que precisam ser transportadas quantidades enormes de líquido, e, por outro lado, apesar de estabilizadores adicionados, os produtos sofrem durante o transporte e, com isso, todo o tempo de armazenamento ou “shelf life” é reduzido.

[0003] Assim, o documento US 7.875.676 descreve um processo para produção um produto de adução de celulose e polivinilamida, no qual uma mistura de reação aquosa de polímero de vinilamida e agente de celulose reativo é convertida continuamente e durante a conversão, a viscosidade é medida. Quando a viscosidade não ultrapassa mais de 30 cP, a uma temperatura de 25°C, a reação é parada. Esses processos, nos quais foi medida a viscosidade do produto de adução, são problemáticos no sentido de que o momento para parar a reação é deixado passar, isso é, a viscosidade sobe fortemente demais e é formado um gel insolúvel em água, que não pode ser usado como agente de resistência a seco. Além disso, esses produtos de adução glioxilados contêm quantidades significativas de materiais orgânicos ou solventes, tais como óleos orgânicos, que não só são de alto custo, mas também são altamente voláteis, o que limita o uso de produtos de adução desse tipo.

[0004] No documento WO 2009/059725 podem ser encontradas N- vinilaminas glioxiladas, nas quais é glioxilada uma mistura de acrilamida e cloreto de dialildimetilamônio, em que a reação é acompanhada ex-clusivamente por meio de medição de turbidez, de modo que um fim exato ou uma informação exata de quando ocorreu uma conversão quantitativa não parece ser possível.

[0005] Além disso, os produtos de adução de polivinilamida glioxila- dos, obteníveis comercialmente, sofrem pelo fato de que eles apresentam um tempo de armazenamento muito curto, de apenas algumas semanas, sendo que esse tempo de armazenamento depende do valor de pH, da concentração e da temperatura de armazenamento, o que é problemático no uso prático, uma vez que é preciso cuidar para que sempre haja fornecimento e disponibilidade de produto de adução fresco.

[0006] Para que assim se possa trabalhar de modo pelo menos medianamente economicamente eficiente, são fornecidos produtos que apresentam uma concentração alta demais para o uso do polímero de vinilamida,e portanto, precisam ser diluídos antes do uso efetivo, para tornar possível uma conversão apropriada.

[0007] Finalmente, na maioria dos processos conhecidos, quando a viscosidade desejada é atingida, uma grande quantidade de glioxal não convertido permanece no produto, o que resulta a desvantagem de que esse produto não pode ser usado como agente de resistência a seco.

[0008] O uso de poliacrilamida como agente de resistência a seco para aumento da resistência de papel e papelão, é utilizado do mesmo modo como copolímeros de vinilamida da celulose, reativos, solúveis em água que estão modificados de tal modo com glioxal ou agentes de celulose reativos, que são endurecidos termicamente. Mas, devido ao uso de glioxal como reticulador, ocorre nesses produtos um problema com relação à estabilidade e armazenamento desse tipo de suspensões, que, devido à estabilidade reduzida, possuem tempos de armazenamento entre aproximadamente 3 e 6 semanas.

[0009] A presente invenção tem, agora, por objetivo pôr à disposição um processo para produção de um agente de resistência a seco, com o qual é possível converter quantitativamente glioxal na mistura de reação e, assim, pôr à disposição um agente de resistência universal, que pode ser usado, particularmente, imediatamente depois da produção, com estabilidade de armazenamento prolongada. A presente invenção tem, ainda, por objetivo pôr à disposição um processo para produção de um agente de resistência a seco, que possa ser concluído de tal modo preciso que a conversão quantitativa de glioxal na mistura de reação pode ser verificada de modo livre de dúvida.

[0010] Para solução dessa tarefa, o processo de acordo com a presente invenção está caracterizado, substancialmente, pelo fato de que o processo é conduzido como processo descontínuo, no qual uma conversão quantitativa do etandial é controlada o/ou regulada com uma quantidade em excesso de poliacrilamida em um meio aquoso, básico, por pelo menos dois dos fatores selecionados: a) medição de turbidez, b) adaptação do valor de pH, na dependência da temperatura, c) adaptação do valor de pH na dependência do tempo de reação, d) queda do valor de pH ou e) absorção de corrente da bomba de circulação.

[0011] Pelo fato de que o processo é conduzido como processo descontínuo, em qualquer carga desejada, pode ser controlada ou regulada a conversão quantitativa do etandial com uma quantidade em excesso de poliacrilamida em um meio aquoso, básico, na dependência de uma pluralidade de fatores. Pelo fato de que, simultaneamente, pelo menos dois desses fatores são medidos durante a conversão, é possível produzir em qualquer carga um produto reprodutível ou exatamente reprodutível.

[0012] Os fatores individuais, dos quais, em cada caso, dois são usados, simultaneamente, como parâmetros de controle ou regulação, são, nesse caso:

a) Medição de turbidez

[0013] Constatou-se que a modificação da turbidez é um indicador para o grau de conversão da reação, sendo que a mistura de reação apresenta uma turbidez inicial, que normalmente situa-se na faixa de 5 a 15 NTU. Quando a turbidez aumenta para um determinado valor durante a reação, isso é um indicador que o grau de conversão desejado foi atingido e uma outra inversão por adição de ácido pode ser evitada. Quando não se para a reação pela adição de ácido, então a turbidez continua a aumentar. De preferência, a medição de turbidez é realizada, nesse caso, como medição diferencial, com o que o valor da turbidez inicial não entra na medição e sempre é obtido um resultado inequívoco.

b) Adaptação do valor de pH através da temperatura

[0014] Em princípio, em conexão com a conversão de poliacrilamida com etandial deve ser registrado que a reação sempre ocorre quando a solução apresenta um valor de pH básico. Nesse caso, o tempo de reação se modifica na dependência do valor de pH, o que iria requerer um controle ou regulação relativamente complexo. Mas, supreendente- mente, constatou-se que o tempo de reação permanece substancialmente constante ou pode ser ajustado previamente e que tempos de reação entre 12 e 18 minutos representam a condição ideal entre tempos de reação longos demais, nos quais a capacidade da instalação cairia fortemente, e tempos de reação curtos demais, nos quais poderia ser observada uma formação de depósito aumentada na parede do re-cipiente e nos tubos da instalação.

[0015] Por esse motivo, além do valor de pH, também a temperatura é um fator essencial para controle da velocidade de reação. Mas, como na prática praticamente não é possível manter sempre constante a temperatura de uma mistura de reação, de acordo com a presente invenção a adaptação do valor de pH é realizada através da temperatura, isto é, é introduzido um fator de correção de temperatura, a partir do qual o valor de pH é reduzido ou aumentado automaticamente de um determinado valor por grau de diferença de temperatura. Como valor teórico pode ser selecionado, por exemplo, 20°C.

c) adaptação do valor de pH através do tempo de reação

[0016] Também é possível corrigir o valor de pH através do tempo de reação. Nesse caso, procede-se, substancialmente, de modo que é ajustado um valor de pH, em torno do qual o valor teórico de pH é corrigido, no caso de um desvio de tempo até ser atingida a conversão quantitativa. Além disso, é estabelecido um valor de pH mínimo, em torno do qual o valor teórico de pH pode ser diminuído, no caso de vários desvios de tempo ocorridos sucessivamente, do mesmo modo como é determinando um valor de pH máximo, sob o qual o valor teórico de pH pode ser aumentado, no caso de vários desvios de tempo sucessivos. A correção do valor de pH ocorre de acordo com a presente invenção, só depois de um número especificado previamente de limites excedidos ou não atingidos, com o qual é impedido que a cada desvio seja necessário corrigir imediatamente. Quando o tempo de reação desejado excede um determinado limite ou fica abaixo do mesmo apenas em uma carga, sendo que também aqui pode ser especificado um âmbito morto, isto é, um âmbito que não entra na medição, o tempo de reação de desvio é armazenado e se na carga seguinte ocorrer o mesmo desvio, é realizada automaticamente uma correção.

d) Queda do valor de pH

[0017] Na conversão de poliacrilamida glioxilada com etandial, durante a reação é medida uma queda do valor de pH. A conversão também pode, portanto, ser controlada ou regulada no sentido de que quando essa queda de valor de pH é observada, a reação é parada, uma vez que, nesse caso, ela também terminou quantitativamente.

e) Absorção de corrente da bomba de circulação

[0018] Finalmente, é possível controlar ou regular a reação através da absorção de corrente da bomba de circulação, que está integrada em uma instalação, na qual a reação de acordo com a presente invenção é realizada. Aqui, a bomba de circulação apresenta durante a reação um consumo de corrente fortemente crescente, que no final da conversão quantitativa, ajusta-se abruptamente para um valor constante, não mais crescente, e, assim, indica o final da reação. Esse consumo de corrente da bomba de circulação, que indica e, opcionalmente, também é registrado, também pode, portanto, ser usado para controle do processo.

[0019] De acordo com a presente invenção, são medidos ou determinados pelo menos dois desses parâmetros, para ter à disposição uma informação segura sobe o fim da reação, isto é, sobre a conversão quantitativa de etandial ou glioxal com poliacrilamida. Com uma condução de processo desse tipo consegue-se, então, surpreendentemente, produzir um produto de adução de poliacrilamida e glioxal, que tem uma estabilidade de armazenamento nitidamente aumentada em relação a produtos de adução convencionais, a, simultaneamente, um teor de água reduzido no produto de adução, o que pode ser atribuído a quantidades residuais ausentes de glioxal não convertido.

[0020] Uma condução de processo particularmente segura e, sobretudo, uma conversão quantitativa do etandial, é obtida quando isso corresponde a um aprimoramento da presente invenção. Poliacrilamida e etandial são usados em uma relação em quantidade de 3:1 a 10:1, particularmente, 5:1 a 6:1.

[0021] Particularmente quando a queda do valor de pH é usada como parâmetro de controle ou regulação para a determinação do final de uma reação, tal como corresponde a um aprimoramento da presente invenção, o processo é conduzido de tal modo que a reação de poliacri- lamida e etandial é parada por uma diminuição do valor de pH da mistura de reação para um valor entre 2 e 6, particularmente, entre 3,5 e 4,5, por adição de ácido. Nesse caso, assim que for observada a queda do valor de pH de aproximadamente 0,3, a reação é parada por adição de ácido e o valor de pH do sistema é baixado para valores entre 2 e 6, particularmente, entre 3,5 e 4,5. Como ácidos podem ser adicionados, nesse caso, quaisquer ácidos, selecionados de ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido clorídrico, ácido fluorídrico, ácido acético, ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido adípico, bem como ácido oxálico.

[0022] Quando em uma condução do processo de acordo com a presente invenção são usados como parâmetros de controle ou regulação a medição de turbidez e/ou a queda do valor de pH, o processo de acordo com a presente invenção é conduzido de tal modo que a acidifi- cação, depois do início de uma queda de valor de pH da mistura de reação, é realizada, particularmente, por um valor de pelo menos 0,1 até aproximadamente 1, particularmente,0,3, ou depois do aumento da turbidez da mistura de reação por 4 a 10 NTU, particularmente, 6 NTU. Particularmente quando os dois fatores são levados em consideração, é possível constatar exatamente o final de reação e parar a reação imediatamente depois de atingir a conversão quantitativa de poliacrilamida com etandial por adição de ácido.

[0023] De acordo com um aprimoramento da presente invenção, quando a adaptação do valor de pH é realizada através da temperatura, procede-se de modo que, partindo de uma temperatura de 25°C da mistura de reação, com temperatura crescente da mistura de reação, o valor de pH de acordo com a fórmula pH inicial - pH básio + [(temp inicial - 20°C), F], sendo que o pH base representa um valor previamente selecionado, o pH inicial resulta da reação e representa o valor inicial para a próxima reação pendente, a temperatura inicial representa a temperatura no início de reação e F representa um multiplicador entre 0,03 e 0,08, que é diminuído e com temperatura decrescente é aumentado. Com um procedimento desse tipo, como a temperatura de reação não pode ser mantida 100% constante ao longo do tempo, é evitado que a cada vez que ocorre um pequeno desvio de temperatura, seja iniciada, imediatamente, uma regulação do processo, mas com essa condução de processo, por seleção de um fator de correção de temperatura, é possível ajustar o valor de pH teórico da mistura de reação com desvios muito pequenos, tal como isso foi descrito previamente.

[0024] Nesse caso, tal como corresponde a um aprimoramento preferido de uma condução de processo desse tipo, procede-se de modo que a subida ou descida do valor de pH é realizada com um fator de correção de temperatura, que está selecionado entre 0,03 e 0,08, particularmente, 0,05. Aqui, por exemplo, pode-se proceder de tal modo que, partindo de uma temperatura dada previamente, de por exemplo, 20°C, o valor de pH é reduzido ou aumentado automaticamente por um valor ajustável, especificado previamente e que não pode ser modificado posteriormente, por um grau de diferença de temperatura, sendo que tal fator de correção desse tipo está selecionado entre 0,03 a 0,08, particularmente, com 0,05. Finalmente, de acordo com a presente invenção, também podem ser selecionados previamente diversos fatores de correção de temperatura, na dependência das respectivas temperaturas da reação, por exemplo, o fator de correção de temperatura FRIO, que é livremente ajustável, uma vez que em FRIO, as temperaturas de reação de, por exemplo, 10°C, requerem um aumento de pH mais alto para manter constante o tempo de reação, um fator de correção de temperatura QUENTE, também esse é livremente ajustável, por exemplo, para, a temperaturas de reação altas, tal como, por exemplo, 30°C, manter o valor de pH o menor possível e, finalmente, o fator de correção de temperatura NORMAL, que é aquele fator que é selecionado no caso da temperatura de reação selecionada como normal. Esse ajuste prévio ocorre, na maioria das vezes, na dependência da estação do ano ou da zona climática na qual a instalação está montada, uma vez que a temperatura em um galpão de trabalho normalmente está fortemente influenciada pela temperatura externa, em cada caso, presente. Para poder pôr à disposição uma utilização percentual de ocupação máxima da estação de reação, o processo de acordo com a presente invenção está aprimorado no sentido de que a conversão de poliacrilamida com etandial seja realizada por um tempo constante, predeterminado, entre 2 e 30 minutos, de preferência, 6 e 20 minutos, particularmente 12 e 18 minutos. Pelo tempo predeterminado entre no máximo, 32 minutos e, no mínimo, 6 minutos, bem como, de preferência, entre 12 a 18 minutos, é possível a temperaturas normalmente presentes, obter, em cada caso, uma conversão completa de poliacrilamida e glioxal. As diferenças de tempo, nesse caso, são dependentes de se a reação é realizada em temperaturas externas mais altas ou mais baixas, que também têm influência sobre a temperatura no galpão de produção, e/ou se é realizada a temperaturas de água mais altas ou mais baixas.

[0025] Quando um controle de reação é realizado, através da adaptação do valor de pH, na dependência do tempo de reação, o processo de acordo com a presente invenção está aprimorado no sentido de que a tempo de conversão constante especificado, uma adaptação do valor de pH em torno de 0,1 a 1,0, particularmente, de 0,2 a 0,4, é realizado depois de pelo menos uma única constatação de um desvio entre 1 e 10 minutos, particularmente, 2 a 4 minutos, do tempo de conversão es- pecificado.Com um procedimento desse tipo é evitado que a qualquer desvio por menor que seja do tempo de reação do tempo de conversão especificado até ser completada a reação seja realizada uma adaptação do valor de pH, mas será garantido que o desvio efetivo do tempo especificado será medido e só então será realizada uma adaptação do valor de pH, com o que é possível deslocar o tempo de reação novamente na direção do tempo de reação especificado.

[0026] Uma possibilidade particularmente superior do controle do processo para produção de um agente de resistência a seco por conversão de poliacrilamida com glioxal, é obtida pelo fato de que tal como corresponde a um aprimoramento da presente invenção, a redução do valor de pH da mistura de reação com ácido, ao ser atingida uma absorção de corrente constante é realizada na faixa de 0,1 A a 1 A, particularmente, 0,2 A a 0,6 a, em relação a um valor inicial da bomba de circulação. Em uma condução de processo desse tipo, o momento onde a absorção de corrente da bomba de circulação atingiu um valor constante pode ser identificado sem dúvida, após o que, imediatamente depois desse momento, é adicionado um ácido, particularmente, para parar a reação. Com um controle desse tipo, é possível, portanto, levar a reação a uma inversão quantitativa.

[0027] Resultados particularmente confiáveis do controle do processo para produção de um agente de resistência a seco, que é obtido por conversão de poliacrilamida com glioxal, são obtidos de acordo com a presente invenção pelo fato de que o processo é conduzido de tal modo que o controle e/ou a regulação do processos é realizada por monitoramento de uma combinação dos fatores a) e b); a), b) e c); a), b), c) e d); a) , d) e e); b) e d); b) e e); c) e d) ou b), d) e e).

[0028] A presente invenção é explicada mais detalhadamente a seguir, por meio de um exemplo de modalidade, bem como da condução de processo esquemática, representada na figura. Na mesma: Figura 1 mostra a estrutura de um dispositivo para realização e do processo, particularmente a produção de um agente de resistência a seco de acordo com a presente invenção, e Figura 2 um plot [diagrama], que mostra a absorção de corrente da bomba de circulação, o valor de pH e a modificação de turbidez durante a conversão.

[0029] Na figura 1 está mostrado um curso de processo para produção de um agente de resistência a seco, que consiste em poliacrilamida glioxilada, no qual uma solução aquosa de poliacrilamida é convertida em um reator de batch com etandiol (glioxal). Nesse caso, de um tanque de armazenamento 1 é alimentada através de uma bomba de dosagem 2, bem como através de uma pluralidade de válvulas,a glioxal a um reator 3. Ao mesmo tempo, de pelo menos um recipiente de tanque, mas, de preferência dois recipientes de tanque 4, manobráveis separadamente, é alimentada através de uma bomba de dosagem 5, bem como através de uma pluralidade de válvulas de controle ou regulação não descritas mais detalhadamente, poliacrilamida ao reator 3. Adicionalmente à introdução de glioxal e de poliacrilamida, particularmente, antes do reagentes ou simultaneamente com o mesmo, água de preparação de um tanque de água fresca 6 é introduzida através de uma linha 7, bem como através das válvulas abertas 8 e 9 no reator 3. A alimentação de água, glioxal e de poliacrilamida ocorre, nesse caso, nessa sequência ou simultaneamente, sendo que as bombas de dosagem 2 e 5 podem ser ligadas no mesmo tempo e, assim, estão programadas para dosar a relação molar desejada de glioxal e poliacrilamida. Ao mesmo tempo com a ligação das bombas de dosagem 2 e 5, é ligada um dispositivo agitador 10 prevista no reator 3, assim como a bomba de circulação 11, que contribui, pelo menos parcialmente, para mistura da reação. Depois de ter sido adicionada a quantidade desejada de glioxal e solu-ção de poliacrilamida à água, as bombas de alimentação 2 e 5 são desligadas, as válvulas 8 e 9, fechadas e a alimentação dos reagentes parada. Ao mesmo tempo, com a parada da adição dos reagentes, através de uma bomba de lixívia 12 é iniciada a dosagem de lixívia, por exemplo, lixívia de sódio, de um tanque de lixívia 13, até que o valor desejado de pH desejado da reação, por exemplo, pH 9, tiver sido atingido. Nesse caso, para poder ajustar precisamente a concentração da lixívia, e, particularmente, o valor de pH, adicionalmente à ligação da bomba de alimentação 12 para a lixívia, são abertas válvulas 14 e 15, que controlam e regulam a adição de água, seja água fresca do tanque de água fresca 6 ou, parcialmente, também água de lavagem do tanque de água de lavagem 16, à lixívia concentrada, para poder adicionar uma lixívia diluída ao reator 3, para poder ajustar precisamente o valor de pH desejado. Com o início da dosagem de lixívia e, particularmente, com a obtenção do valor de pH básico, por exemplo, 9, começa a conversão dos reagentes no reator 3, sendo que os seguintes fatores são registrados continuamente, a temperatura da mistura de reação, a turbidez da mistura de reação, o valor de pH, assim como a absorção de corrente da bomba de circulação 11, na obtenção de pelo menos um dos seguintes parâmetros, a saber, a obtenção de um valor de turbidez especificado, obtenção de uma absorção de corrente constante da bomba de circulação ou obtenção de uma queda do valor de pH especificado, a reação é parada por ligação da bomba de água 17 e, portanto, por adição de ácido, por exemplo, ácido sulfúrico, de um tanque de reserva de ácido 18, no reator 3. Para ajuste da concentração corrente do ácido adicionado, novamente é alimentada água fresca do tanque de água fresca 6 à linha de alimentação 19 para o ácido ao reator 3, pelo fato de que a válvula 20 é aberta. No momento da adição de ácido das válvulas 8, 9 para a distribuição de água fresca ao reator, para ajuste da concentração inicial dos reagentes, bem como as válvulas 14 e 15, que devem ajustar a concentração da lixívia, são fechadas. Também as válvulas correspondentes, que tornam os tanques de reserva individuais, correspondentes, separáveis de suas bombas de dosagem ou linhas, estão fechadas, sendo que por razões de simplificação, válvulas de controle e regulação, que estão representadas na Figura 1, e cuja função é auto- explicativa, não estão descritas mais detalhadamente. A bomba de ácido 17, ao atingir um valor de pH de aproximadamente 3 ou 4, é novamente desligada e a bomba de circulação 11 permanece ligada, sendo que, adicionalmente, a válvula 21, bem como, opcionalmente, a válvula 22 são abertas, para descarregar o produto em um tanque de armazenamento 23, bem como para descarregar, diretamente, quantidades de desperdícios, opcionalmente presentes ao 24. Do tanque de armazenamento 23, a seguir, o produto é imediatamente alimentado à máquina de papelaria.

[0030] Depois que, no início do processo, todos os reagentes, bem como a quantidade necessária de água fresca foram alimentados ao reator 3, assim como a quantidade de lixívia necessária para iniciar a reação, e o valor de pH foi ajustado para o valor desejado para a reação, inicia-se a conversão dos reagentes no reator 3. O dispositivo agitador 10 é ativado, assim como a bomba de circulação 11. Para o monitoramento da reação é liberado pelo menos um circuito de by-pass por abertura das válvulas correspondentes, para medir pelo menos um dos seguintes valores: valor de pH da mistura de reação, absorção de corrente da bomba de circulação, bem como uma medição de turbidez.

[0031] Para medição da turbidez, a válvula 26 inserida na linha de by-pass é aberta, de modo que a bomba de circulação 11 guia pelo menos através desse circuito a mistura de reação permanentemente em circulação. Nesse circuito está inserido, ainda, um medidor de turbidez 27, que mede continuamente a turbidez da mistura de reação. As válvulas 28 e 29 estão previstas, nesse caso, para que, depois do termino de uma conversão, o medidor de turbidez possa ser novamente lavado com água fresca, para eliminar completamente, com segurança, depósitos sobre o mesmo, antes da próxima medição.

[0032] Simultaneamente ou separadamente da medição de turbi- dez, por abertura das válvula s 30 e 31, pode ser liberada uma segunda linha de by-pass 32, na qual estão inseridas pelo menos duas sondas de pH 33 e 34. Com referência ao ciclo de valor de medição de pH, deve ser registrado que o mesmo pode ser liberado simultaneamente com o ciclo de medição de turbidez ou também separadamente ou independentemente do mesmo. Finalmente, para purificação das sondas de pH está previsto um circuito de purificação, que, por um lado, prevê uma alimentação de ar 35 às sondas individuais, assim como um circuito de purificação 36 para as sondas de valor de medição de pH individuais, assim como um escoamento 37. Esse circuito de purificação 36 é manejado da seguinte maneira: Após o término da conversão, as válvulas 30 e 31 são fechadas, de modo que as sondas de pH estão separadas do sistema restante. Na purificação das sondas de pH 33, 34, é aberta, então, uma válvula 38, que está conectada com o escoamento 37. Líquido da parte bloqueada da linha de circulação para a medição de pH é descarregado. Cada sonda de pH apresenta uma válvula de lavagem associada, que aplica água de lavagem diretamente do circuito 36 sobre a respectiva sonda de pH 33, 34. A água de lavagem, nesse caso, é pulverizada sob pressão sobre as sondas 33 e 34, para desprender o deposito da reação sobre as sondas de pH. Para uma purificação eficiente, opera-se aqui em um ciclo, no qual, primeiramente, uma sonda é pulverizada com água de lavagem e a alimentação de ar 35,que pertence a essa sonda de pH, é aberta para expelir água de lavagem da linha e, em seguida, a segunda sonda de pH é tratada da mesma maneira como a primeira. Um ciclo desse tipo é percorrido várias vezes, após o que todas as válvulas são fechadas e o ar é expelido da linha, com ajuda de água de lavagem e para uniformização da pressão na linha, pelo menos uma das válvulas 30 ou 31 é novamente aberta.

[0033] Depois de uma sequência de lavagem desse tipo, está assegurado que cada sonda de pH está livre de depósitos, que já são formados para conversão de glioxal com poliacrilamida, e na conversão seguinte dos reagentes, pode ser novamente posta à disposição uma sonda sem qualquer depósito e, portanto, pode ser realizada uma medição do valor de pH exata.

[0034] Depois de descarga do produto de reação do reator 3 e antes do início de um novo ciclo, para evitar erros de medição, tal como descrito, os depósitos formados durante a reação de água, glioxal e polia- crilamida localizados na instalação em tubulações, bem como também nas sondas, são removidos, tanto quando possível, para conservar a precisão de medição da instalação. Os depósitos nos recipientes, bem como nas tubulações, não representam problemas em uma reação desse tipo, no entanto, depósitos sobre sondas de pH levam ao fato de que a velocidade de medição das sondas de pH é retardada e, com isso, a precisão da medição e, particularmente, a velocidade de reação de instalação, é retardada. No caso de velocidade de reação da instalação, não é mais possível parar a reação prematuramente e exatamente, de modo que, opcionalmente, isso leva a tempos de reação longos demais e, com isso, perdas de produção e produtos de qualidade inferior, motivo pelo qual o ciclo de purificação descrito para as sondas de pH é realizado.

[0035] Na Figura 2 está representado um diagrama, no qual estão inscritos vários fatores medidos durante a conversão de glioxal e polia- crilamida em solução aquosa.

[0036] No mesmo, o tempo está representado sobre a abscissa em minutos. Na Figura 2, a curva A representa a modificação da turbidez no curso da reação, a curva B, o valor de pH medido durante a conversão de glioxal com poliacrilamida em solução aquosa, e a curva C, a absorção de corrente da bomba de circulação durante a conversão. Nesse caso, pode ser visto claramente que a curva A apresenta até o período de aproximadamente 40 minutos, substancialmente, um valor de turbidez inalterado, de, em média 3,5 NTU, e que esse valor de tur- bidez, a partir de 40 minutos, até um período de aproximadamente 59 minutos, sobe de modo íngreme para aproximadamente 10,9 NTU e depois cai verticalmente. A 59 minutos, a reação foi parada por adição de ácido, tal como é visível também na curva B inscrita. Na curva B pode ser visto que a partir de um período de 37 minutos até um período de 40 minutos, foi adicionada base a glioxal e poliacrilamida, tal como pode ser visto claramente no aumento do valor de pH. Esse valor d pH cai no período dentre 40 min e 59minutos, lentamente, do valor de pH inicial, de aproximadamente 9,6, para um valor de aproximadamente 9,3 e depois cai fortemente, o que indica o início da adição de ácido à mistura de reação, do qual é visível que o tempo de reação no exemplo mostrado na Figura 2 perfaz, aproximadamente, 19 minutos.

[0037] Da mesma maneira, no gráfico C pode ser visto que a absorção de corrente da bomba de circulação inicialmente permanece de modo substancialmente constante sobre um valor inicial de aproximadamente 9,8 A, que, aproximadamente 5 minutos depois do término da adição da lixívia, começa a subir lentamente, substancialmente, linearmente, e que ao atingir uma absorção de corrente de aproximadamente 10,3 A, a absorção de corrente da bomba de circulação atinge novamente um valor constante. Como bomba de circulação, pode ser usada, nesse caso, por exemplo, uma bomba F&B Higia II KYY 65/65/7,8/2 da empresa Grundfos Pumpen Vertrieb GmbH. Esse valor é atingido depois, quando a adição de ácido foi iniciada, isto é, a reação foi parada por adição de ácido e uma conversão adicional de glioxal e poliacrila- mida foi impedida pela adição de ácido. A partir desse momento, o valor de absorção de corrente da bomba de circulação é novamente constante. A descarga total perfaz, nesse caso, entre 0,1 A e 1 A, particularmente, 0,2 A até 0,6 A.

[0038] Tal como pode ser visto dessas três curvas A, B e C, todas as três curvas podem ser usadas para controle ou regulação, particularmente quando previamente são definidos valores de limite, tal como, particularmente, por quantos NTU a turbidez pode subir até a reação estar completa, e por quantos A a absorção de corrente da bomba de circulação pode subir, até a reação estar completa e por quantas unidades o valor de pH pode cair durante a conversão de glioxal e poliacrila- mida, para que se possa concluir por uma reação completa.

[0039] O processo de acordo com a presente invenção é explicado adicionalmente com exemplos da pratica.

[0040] Condução Geral De Processo

[0041] Em um tanque de mistura, uma quantidade de água previamente calculada é carregada. Ao mesmo tempo ou também depois da carga de toda a água, são alimentados etandial e poliacrilamida ao tanque e misturados por meio de um dispositivo agitador e da bomba de circulação. Por adição da base, a reação é iniciada a um valor de pH, que se situa acima de 8, após o que, em seguida, a reação e também seu fim é controlada por pelo menos uma das seguintes medições: a. medição de turbidez, b. adaptação do valor de pH, na dependência da temperatura, c. adaptação do valor de pH, na dependência do tempo de reação, d. queda do valor de pH, e. absorção de corrente da bomba de circulação, e f. Desvio da turbidez da linha de trend.

Exemplo 1

[0042] Medição de turbidez e correção do valor de pH na dependência do tempo de reação

[0043] Na reação descrita acima, a turbidez aumenta durante a reação por 6 NTU. A medição do tempo de reação mostra que a mesma, com 18 minutos, desvia-se por 3 minutos de um valor teórico especificado, de 15 minutos. Ocorre, portanto, a seguir, uma correção do valor de pH para o valor de pH inicial, que perfez 8,5, para corrigir o tempo de reação por 0,2 unidades de valor de pH, na carga seguinte, na direção do tempo de reação teórico.

Exemplo 2 Medição de turbidez e medição da absorção de corrente da bomba de circulação

[0044] Durante a reação avaliada de 15 minutos, a turbidez aumenta em 6 NTU e, ao mesmo tempo aumenta a absorção de corrente da bomba de circulação, de 0,2 A para 0,6 A, após o que a reação é imediatamente parada, uma vez que para os dois valores, são atingidas as modificações especificadas antes do início da conversão, dentro do tempo especificado, de modo que o grau de conversão desejado foi atingido.

Exemplo 3

[0045] O controle sobre a queda do valor de pH e aumento da tur- bidez

[0046] Durante a conversão de glioxal e poliacrilamida, o valor de pH cai por 0,3 unidades. Depois de ter sido observado um aumento da turbidez por 5 NTU, a reação é parada com ácido. De maneira análoga, é possível o controle sobre a queda do valor de pH e a absorção de corrente da bomba de circulação. Nesse caso, depois de ter sido observada uma queda do valor de pH de 0,3 unidades, e a absorção de corrente da bomba ser verificada e tiver sido constatado que a mesma aumentou de, originalmente, 0,2 A para 0,6 A. Também nesse caso, a relação é parada imediatamente por adição de ácido, uma vez que para os dois valores, foram atingidas as modificações especificadas antes do início da conversão, dentro do tempo especificado.

Exemplo 4

[0047] O controle da queda do valor de pH, a um tempo de conversão determinado

[0048] O tempo de conversão de glioxal e poliacrilamida é ajustado previamente com 15 minutos. É medida a queda do valor de pH e é constatado que, já depois de 13 minutos, o mesmo caiu por 0,3, o que indica que a reação foi completada. A reação é parada por adição de ácido. Essa preparação é repetida pela segunda vez, com o mesmo resultado, após o que é realizada uma correção do valor de pH, pelo fato de que o mesmo é corrido por 0,2 unidades para baixo na preparação seguinte, com o que o tempo de reação aumenta, devido à basicidade mais baixa da reação.

Exemplo 5

[0049] Correção do valor de pH à temperatura determinada

[0050] A temperatura inicial da reação perfaz 25°C. O valor de pH para o início da reação é adaptado de acordo com a seguinte fórmula às circunstâncias efetivas: base do valor de pH a 20°C + (temperatura inicial da reação - 20°C x 0,05) = valor de pH. No presente caso, o valor de pH básico a 20°C é 9, de modo que no uso dessa fórmula resulta um valor de pH de 9,25, que no curso da reação cai por 0,3 unidades, de modo que a um pH de 8,95, a reação pode ser parada por adição de ácido,uma vez que é vista como completa.

Claims

1. Processo para produção de um agente de resistência a seco de poliacrilamida glioxilada, no qual uma solução aquosa de poli- acrilamida é misturada com etandial (glioxal), sob agitação com uma bomba de circulação, a reação é iniciada por adição de uma base, a um valor de pH básico acima de 8 e, sob agitação ou circulação, deixada reagir, após o que, depois de decorrido um tempo de reação especificado entre 2 e 30 minutos, a reação é parada sob agitação ou circulação, por adição de um ácido, sendo o referido processo é caracterizado pelo fato de que é conduzido como processo descontínuo, no qual é controlada e regulada uma conversão quantitativa do etandial com uma quantidade em excesso de poliacrilamida em um meio básico, aquoso, em que a poli- acrilamida e etanodial são usados em uma proporção de 3:1 até 10:1, por pelo menos dois, dos fatores selecionados dentre: d) cair o valor de pH, e um selecionado de: (a) medir a turbidez, (b) adaptar o valor de pH, na dependência do tempo de reação, (c) adaptar o valor de pH na dependência do tempo de reação, e (e) absorver a corrente da bomba de circulação.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliacrilamida e o etanodial são usados em uma proporção de 5:1 a 6:1.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a reação de poliacrilamida e etandial é parada com ácido por rebaixamento do valor de pH da mistura de reação para um valor entre 2 e 6.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a reação de poliacrilamida e etanodial é interrompida por um ácido, por diminuição do valor de pH da mistura de reação a um valor entre 3,5 e 4,5.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a acidificação é realizada depois do início de uma queda de valor de pH da mistura de reação por um valor de pelo menos 0,1 até 1, e/ou depois do aumento da turbidez da mistura de reação por 4 a 10 NTU.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a acidificação é realizada após o início da queda do valor de pH da mistura de reação por um valor de pelo menos 0,3.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, partindo de uma temperatura de 25°C da mistura de reação, com temperatura crescente da mistura de reação, o valor de pH, de acordo com a fórmula pH inicial = pH básico + [(temp inicial - 20°C), onde o pH básico representa um valor previamente selecionado, o pH inicial resulta da reação e representa o valor inicial para a próxima reação, a temperatura inicial, representa a temperatura na entrada/início da reação e F representa um multiplicador entre 0,03 e 0,08 e é aumentado com temperatura decrescente.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o aumento ou o diminuição do valor de pH é realizado de acordo com um multiplicador F correspondente ao fator de correção de temperatura entre 0,03 e 0,08,.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que um aumento ou diminuição do valor de pH é realizado de acordo com um multiplicador F correspondente ao fator de correção de temperatura de 0,05.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizado pelo fato de que a conversão de poliacrilami- da com etandial é realizada por um tempo constante, predeterminado, entre 6 e 20 minutos.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que a um tempo de conversão constante determinado, é realizada uma adaptação de valor de pH de 0,1 para 1,0, depois da constatação, pelo menos uma vez, de um desvio entre 1 e 10 minutos, do tempo de conversão determinado.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o rebaixamento do valor de pH da mistura de ração com ácido é realizado ao ser atingida uma absorção de corrente constante da bomba de circulação no âmbito de 0,1 A até 1 A, em relação a um valor inicial.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que é realizado o controle e/ou a regulação do processo por monitoramento de uma combinação dos fatores (a) e (b); (a), (b) e (c); (a), (b), (c) e (d); (a), (d) e (e); (b) e (d); (c) e (e); (d) e (d) ou (b), (d) e (e).