RO104626B1

RO104626B1 - Procedeu de purificare a monomerului acid 2-acriiamido-2- metilpropan-1-sulfonic

Info

Publication number: RO104626B1
Application number: RO13952189A
Authority: RO
Inventors: Demetra Dragan; Adrian Carpov
Original assignee: Inst Chimii Macromolecular
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1994-09-20

Abstract

Invenția se referă la un procedeu de reducere a conținutului de acid sulfuric rezidual din monomerul brut acid-2-acrilamido-2-metilpropan- 1-sulfonic, monomer solubil în apă, în care se folosesc amestecuri de solvenți și reactivi organici, în scopul măririi gradului de extracție selectivă a acidului sulfuric. Se obțin grade avansate de îndepărtare a acidului sulfuric, în condițiile asigurării unor randamente ridicate în monomer purificat.

Description

Invenția de față se referă la un procedeu de purificare a monomerului brut acid 2-acrilamido-2-metilpropan-l-sulfonic (AAMPS).

Cantitățile variabile de acid sulfuric reținute în monomerul AAMPS brut, pe parcursul procesului de sinteză, influențează negativ proproietațile sale în realizarea de polimeri cu mase moleculare controlabile și nu pot fi îndepărtate prin simpla spălare cu apă, în care monomerul este foarte solubil.

Procedeele cunoscute de purificare a monomerului AAMPS, prin tehnici de recristalizare, din acid acetic cu 5...40% în greutate H2O sau din alcool metilic, realizate în una sau mai multe etape succesive sunt, în general, neeconomicoase sub aspectul randamentului în produs recristalizat §i al consumului energetic. Astfel, randamentele nu depășesc, în general, 50...60% în greutate, iar temperaturile folosite trebuie să fie de peste 60°C.

Procedeul de spălare a monomerului brut, cu alcool metilic, cu formarea unei suspensii conținând 23...35% în greutate parte solidă, la temperaturi moderate (25...60°C), timp de 0,5...24 h nu pennite obținerea de randamente mai mari de 80,0% în greutate pe operație, iar monomerul astfel purificat are un domeniu limitat de aplicații.

Este cunoscută, de asemenea, purificarea AAMPS pentru reducerea cantității de acid sulfuric, prin spălări succesive cu amestec de acrilonitril și un solvent aprotic polar, ales dintre N,Ndimetilformamida, la temperaturi de 20... 60°C, la raporturi de amestecare (acrilonitriî + solvent, aprotic polar)/AAMPS de 2...8/1 părți în greutate, urmate de filtrare și redispersarea produsului.

Scopul invenției este obținerea de monomer AAMPS cu un conținut cât mai redus de acid sulfuric rezidual.

Problema pe care o rezolvă invenția este obținerea unor valori ridicate ale gradului de îndepărtare a acidului sulfuric rezidual din monomerul AAMPS brut prin utilizarea unor amestecuri de solvenți și reactivi organici care permit extracția selectivă a acidului sulfuric.

Procedeul conform invenției, înlătură dezavantajele procedeelor cunoscute, prin aceea că monomerul acid brut este supus unor operații de spălare, în una sau mai multe etape succesive , cu un amestec de solvenți organici, format din acrilonitril și nn solvent aprotic polar, la o concentrație de 1,0...25,0 părți în volume, ales dintre N,N-dimetilformamidă, N-metil-2-pirolidonă, N,N-dimetilacetamidă, la care se adaugă o amina alifatică primară cu 11...25 atomi de caibon, la raporturi molare de 0,5...4,0/1,0 fața de cantitatea de acid sulfuric prezentă în acid, atât amina, cât și sarea formată prin interacțiunea acesteia cu acidul sulfuric fiind complet solubile în mediul de reacție, timp de 1...15 h, la temperaturi de 2O...6O°C, la raporturi de amestecare (acrilonitril + solvent aprotic polar)/ monomer acid de 2,0...8,0/1,0 părți în greutate, urmate de filtrare, esorare și, după caz, redispersarea produsului, conținând 20—50% în greutate solvent reținut, cu o nouă cantitate de amestec de solvenți, cu sau fără amină alifatică primară, în operația ulterioară de spălare, fără a se recurge la izolarea și uscarea intermediară a produsului în continuare se dau 7 exemple de realizare a procedeului conform invenției.

Exemplul 1. Spălare, într-o singură etapă, cu amestec de N,N-dimetilformamidă §i acrilonitril într-un balon de 500 ml capacitate, prevăzut cu agitator, refrigerent de reflux și baie de termostatare, se introduc 50 g monomer AAMPS brut, având 98,5% în greutate AAMPS și 1,1% în greutate H2SO4 și se tratează cu 214 g soluție 5,66% în volume N,N’-dimetilformamidă în acrilonitril, la 40°C, sub agitare energică, timp de 2,0 h. După filtrarea suspensiei, la cald, se obțin 70 g AAMPS esorat, cu '30,3% în greutate solvent reținut Analizele efectuate asupra filtratului indică valori de 51,4% în greutate

H2SO4 extras și 2,6% în greutate, AAMPS solubilizat

Cantitățile procentuale de H2SO4 extras și de AAMPS solubilizat sunt raportate la valorile respective inițiale.

Exemplul 2. Spălare, într-o singură etapă, cu amestec de N,N- dimetilformamidă, acrilonitril și amină alifatică primară

Analog modului de lucru descris în exemplul 1, se tratează 50 g AAMPS brut, având compoziția dată în exemplul 1, cu 214 g soluție 5,66% în volume Ν,Ν-dimetilformamidă în acrilonitril și 2,08gdodedlamină după filtrare, la cald, se obțin 67,0 g AAMPS esorat, cu 27,5% în greutate solvent reținut, iar analiza filtratului indică 61,54% în greutate H2SO4 extras și 1,84% în greutate AAMPS solubilizat

Exemplul 3. Spălare, într-o singură etapa, cu amestec de N- metil-2-pirolidonă și acrilonitril g monomer AAMPS brut conținând 2,2% în greutate H2SO4, se tratează, în condițiile descrise în exemplul 1, cu 214 g soluție 5,66% în volume N-metil-2-pirolidonă în acrilonitril. După filtrare, la cald, se obțin 69,0 g AAMPS^ cu 37,0% în greutate solvent reținut In filtrat se identifică 63,0% în greutate H2SO4 extras și 11,1% în greutate AAMPS solubilizat

Exemplul 4. Spălare, într-o singură etapă, cu amestec de N-metil- 2-pirolidonă, acrilonitril și amină alifatică primară în condițiile de lucru descrise în exemplul 1, se tratează 50 g AAMPS brut având 2,2% în greutate H2SO4, cu 214 g soluție 5,66% în volume N-metil2-pirolidonă în acrilonitril și 2,07 g dodecilamină. După filtrare, se obțin 64,0 părți în greutate AAMPS cu 31,5% în greutate solvent reținut Analiza filtratu4 lui acrilonitrilic indică 73,9% în greutate H2SO4 extras si 9,4% în greutate AAMPS solubilizat

Exemplul 5. Spălare, în două etape, cu amestec de N-metil-2- pirolidonă, acrilonitril și amină alifatică primată

a) 50 g AAMPS brut, având 1,1% în greutate H2SO4 se tratează, cu 214 g soluție 5,66% în volume N-metil-2-pirolidonă în acrilonitril și 3,03 g amină cu

16...18 atomi de carbon în lanțul alchilic, în condițiile de lucru descrise anterior. După filtrare, se obțin 71,0 g AAMPS esorat, conținând 36,0% în greutate solvent reținut în filtrat, se găsesc 75,8% în greutate AAMPS solubilizat

b) 71,0 g AAMPS esorat, obținut în prima etapă de spălare, se tratează, în condiții de lucru similare, cu 209,4 g soluție 3,84% în volume N-metil-2-pirolidonă în acrilonitril și 1,60 g amină cu

16...18 atomi de carbon. După filtrare, se obțin 66,0 g AAMPS esorat, cu 35,0% în greutate solvent reținut, iar în filtrat se găsesc 20,54% în greutate H2SO4 extras și 6,0% în greutate AAMPS solubilizat în urma celor două etape de spălare, se extrag 96,3% în greutate H2SO4 și se solubilizează 14,0% în greutate AAMPS, corespunzător unui randament de aproximativ 86,0% in greutate AAMPS uscat

Cantitățile procenuale de H2SO4 extras și de AAMPS solubilizat sunt raportate la valorile respective inițiale.

Exemplul 6 (exemplu de referință). Spălare într-o singură etapă, cu amestec de Ν,Ν-dimetilacetcmidă și acrilonitril g AAMPS, având 1,1% în greutate H2SO4, se tratează analog exemplului 1, cu 215 g soluție 4,7% în volume N,N-dimetiiacetamidă în acrilonitril. După filtrare, se obțin 63,5 g AAMPS esorat, conținând 33,1% în greutate solvent reținut în filtrat, se găsesec 63,9% în greutate H2SO4 extras și 14,1% în greutate AAMPS solubilizat

Exemplul 7. Spălare, într-o singură etapă, cu amestec de N,N- dimetilacetamidă, acrilonitril și amină alifatică primară g AAMPS, având 1,1 % î n greutate H2SO4, se tratează analog exemplului 1, cu 215 g soluție 4,70% în volume N,Ndimetilacetamidă în acrilonitril și 3,0 g amină cu 16...18 atomi de carbon. După filtrare, se obțin 60,0 g AAMPS esorat, conținând 27,0% în greutate solvent reținut în filtrat, se găsesc 80,4% în greutate H2SO4 extras și 11,8% în greutate AAMPS solubilizat

Procedeul conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- se accentuează capacitatea de extracție selectivă, pentru H2SO4, a unor amestecuri de solvenți;

- se obțin reduceri considerabile ale conținutului de acid sulfuric rezidual;

- se reduc pierderile de AAMPS, prin solubilizare;

- se obțin valori superioare ale randamentului în AAMPS purificat;

- se folosesc temperaturi de lucru relativ scăzute;

- nu se produce polimerizare parțială a monomerului.

Claims

Revendicare

Procedeu de purificare a acidului 2-acrilamido-2-metilpropan-l- sulfonic, prin spălări succesive cu amestec de solvenți organici, caracterizat prin aceea că, în scopul îndepărtării acidului sulfuric rezidual, monomerul acid brut este supus unor operații de spălare, în una sau mai multe etape succesive, cu un amestec de solvenți organici, format din acrilonitril și un solvent aprotic polar, la o concentrație de 1,0...25,0 părți în volume, ales dintre Ν,Ν-dimetilformamidă, N-metil2-pirolidonă, N,N- dimetilacetamidă și un adaos de amină alifatică primară cu

11...25 atomi de carbon, la raporturi molare de 0,5...4,0/1,0 față de cantitatea de acid sulfuric prezentă în acid, atât amina, cât și sarea formată prin interacțiunea acesteia cu acidul sulfuric, fiind complet solubile în mediul de reacție timp de 1...15 h, la temperaturi de 20... 60°C, la raporturi de amestecare (acrilonitril + solvent aprotic polar)/ monomer acid de 2,0...8,0/1,0 părți în greutate, urmate de filtrare, esorare și, după caz, redispersarea produsului, conținând 20... 50% în greutate solvent reținut cu o nouă cantitate de amestec de solvenți cu sau fără amină alifatică primară, în operația ulterioară de spălare, fără a se recurge la izolarea și uscarea intermediară a produsului.