RO120149B1 - Procedeu pentru obţinerea unui agent antiincrustant, pentru acoperirea reactoarelor de polimerizare şi produsul obţinut prin procedeu - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unui agent antiincrustant, pentru acoperirea reactoarelor de polimerizare, prin condensarea naftolilor, cu un produs de reticulare aldehidic, în reacţie adăugându-se hidrosulfit de sodiu. Reacţia are loc la o temperatură cuprinsă între 70...95°C, în atmosferă de azot şi la un pH de 11...13.

Description

Invenția se refera la un procedeu pentru obținerea unui agent antiîncrustant pentru acoperirea suprafețelor reactoarelor de polimerizare și produsul obținut prin procedeu.

Agenții împotriva incrustării pentru reactoarele de polimerizare sunt deja bine cunoscuți în tehnica de până acum.

în stadiul actual al tehnicii, există, de asemenea, diferite tipuri de agenți împotriva încrustarii pentru fiecare tip de polimer.

De exemplu, agentul împotriva încrustarii pentru obținerea clorurii de vinii nu este același cu cel utilizat în reactorul pentru obținerea polistirenului sau cu cel pentru obținerea polimerilor acrilici și așa mai departe.

Protecția este necesară în stocarea diverșilor produși, chiar dacă costurile de exploatare sunt ridicate.

în plus, reactoarele sunt destinate, în mod specific, numai unui anumit tip de reacție, rezultând o creștere a costurilor.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, este de a obține un agent împotriva încrustării care să protejeze orice tip de reactor de polimerizare indiferent de materiile prime utilizate și produsele rezultate ca, de exemplu, policlorura de vinii, polimeri stirenici, acrilici etc.

în cazul special al clorurii de vinii, de exemplu, se cunoaște că în reactoare se formează depuneri substanțiale de crusta, ceea ce conduce la următoarele dezavantaje:

-o întreținere periodică pentru îndepărtarea crustei, cu întreruperea corespunzătoare a producției, deschiderea reactorului și prin urmare cantități mari de monomer gazos de clorură de vinii (VCM) degajate în atmosferă;

-poluarea produsului rezultat, deoarece unele părți de crustă pătrund în produsul polimerizat având ca efect înrăutățirea calității și reclamații din partea utilizatorilor;

-întreruperi ale procesului de producție și problemele ecologice pentru zonele în care funcționează instalații industriale de policlorură de vinii (P.V.C.).

Această problemă, practic, există pentru toate tipurile de polimerizări.

Produșii împotriva incrustării, destinați acoperirii suprafețelor reactoarelor respective, sunt de culoare albăstruie sau maro închis către negru, iar particulele care se desprind din peliculă poluează polimerul (de exemplu policlorura de vinii obținută) din reactor cu niște puncte negre a căror prezență în produsul finit înrăutățește aspectul calitativ al acestuia.

De asemenea, particulele materiale care se desprind din pelicula care acoperă suprafața, fiind în general produse toxice, ajung, în final, în produsul de reacție, impurificându-l.

Este cunoscută metoda condensării sau policondensarii naftolilor cu un produs de reticulare aldehidic (de exemplu formaldehidași alții) pentru obținerea unor produși împotriva incrustării din U.S.-A-3669946 (înregistrat în U.S. pe 31 August 1970, publicat pe 13 Iunie 1972), care propune utilizarea formaldehidei și compușilor cetonici, naftolului etc. și de asemenea alfanaftilamina și nigrosina. Se descrie conceptul general al formarii agenților de condensare împotriva încrustarii, plecând de la formaldehidă și o combinație a naftolilor.

în US A-3825434 (din 23 Iulie 1974), este descris un agent împotriva incrustării pentru polimerizarea clorurii de vinii, obținut din condensarea fenolului cu formaldehida, unde în mod evident produsul obținut este mereu clasificat ca aparținând familiei fenol-formaldehidei sau poliaril- fenolului.

în US 4.68.059 (înregistrat pe 17-2-77; publicat pe 10-1-78) este explicată în plus importanța utilizării ca agenți împotriva,încrustării a produșilorcare, în structura lor chimică conțin una sau mai multe din următoarele grupe: -OH; -COOH; SO₃H și SO₃Na. Aceste grupe fiind de obicei atașate unui nucleu aromatic.

RO 120149 Β1 în EP-A-0052421 este descris un procedeu pentru obținerea unui agent împotriva 1 încrustarii care diferă prin faptul ca formaldehida reacționează cu 1 -naftolul (alfa-naftolul), în care ambele poziții 2 și 4 ale nucleului nu sunt substituite și în poziția 3 a nucleului nu sunt 3 substituții, sau aceasta are un substituent care nu este un atrăgător puternic de electroni pentru a obține un condensat. 5

Se cunoaște, de asemenea, utilizarea naftolilor din US A-3669946. Prin urmare, este evidentă utilizarea 1-naftolului în procedeul precedent, în locul fenolilor, după cum s-a 7 menționat.

Chiar în acest caz, produsul obținut conform procesului chimic, trebuie să fie mereu 9 considerat ca aparținând familiei poliarilfenolului.

Acești ultimi produși au dezavantajul de a furniza, în contact cu oxigenul, un produs 11 maro-închis sau albastru-închis aproape negru, și a nu fi întotdeauna potriviți utilizării în sectoare diferite ale polimerizarii. 13

Uneori, reacția este dificil de controlat și conduce la produși reticulati insolubili în soluție apoasă alcalină. 15

Pelicula de acoperire a reactorului cu acești agenți împotriva încrustării se consumă cu ușurință dispersându-se ea însăși în materialul de reacție, poluându-l din punctul de 17 vedere al toxicității și culorii.

Trrebuie să menționăm, de asemenea, că acești agenți împotriva încrustării au o 19 eficientă redusă și necesită o depunere masivă pe perete, astfel încât să prevină uzura ca, de exemplu, la produsele sanitare și alimentare, unde limitele admise ale factorilor poluanți 21 în produsul finit sunt fără doar și poate mai mici etc.

Pentru a obține o eficiență bună împotriva încrustării, ei trebuie aplicați pe perete în 23 cantități mari,ceea ce afectează, de asemenea, costurile.

Culoarea agențilorîmpotriva încrustării obținuți prin procedee cunoscute este închisă 25 și puțin apreciată de către utilizator, întrucât ea colorează produsul final.

Culoarea închisă a produsului conduce la formarea unei cruste care are, de 27 asemenea, o culoare închisă (negricioasă) și care nu permite observarea eventualelor defecte de aplicare. Dar mult mai important este faptul deja menționat că, în timpul reacției, 29 particule din această crustă se desprind amestecându-se cu polimerul. Deoarece aceste părți de crustă sunt negre, este clar că există o înrăutățire calitativă a produsului. 31

Problema pe care o rezolvă invenția este obținerea unui produs împotriva încrustării care, o dată aplicat pe peretele reactorului, să fie în mare măsură incolor.33

Este cunoscut că pentru înălbirea unui produs aromatic, de exemplu, pentru coloranți, se folosește hidrosulfit de sodiu sau hidrosulfit de potasiu.35

Inventatorii au avut ideea de a aplica acest principiu banal de decolorare la prepararea agenților împotriva încrustării pentru a obține produsul incolor dorit.37 încercările de a utiliza hidrosulfit împreună cu formaldehidă și 1 -naftol au dat rezultate negative, datorită faptului că produsul de condensare rămânea negru-albăstrui și avea 39 tendința de a forma depuneri, chiar dacă reacția era condusă în absența oxigenului, de exemplu, în prezența azotului. 41

In evoluția cercetării s-a avut în vedere evitarea reacției dintre formaldehida și 1-naftol cu scopul evitării folosirii ca atare a formaldehidei și utilizarea unui produs aldehidic, ce 43 oricum permite obținerea unui produs de condensare incolor.

După nenumărate experimentări, s-a descoperit că cel mai bun produs care să se 45 combine cu 1 -naftolul este rongalitul.

RO 120149 Β1

Rezultatul a fost surprinzător și produsul de condensare a fost perfect incolor.

în testele anti-încrustare din reactoare cu policlorurăde vinii, au fost obținute rezultate neașteptate atât în ceea ce privește realizarea, cât și calitatea și randamentul, fiind apte de utilizare, de asemenea, pentru obținerea altor polimeri.

Rongalit este denumirea comercială a unui produs comun care, chimic, este definit ca formaldehid-sulfoxilat de sodiu, cu formula:

O=S-ONa

I

CH₂OH

Acest produs este obținut prin reacția dintre hidrosulfit și formaldehidă și rezultatul, prin urmare, nu mai este o formaldehidă.

Deci, din acest motiv, produsul de condensare nu a mai fost albăstrui închis sau chiar negru, deoarece reacția 1 -naftolului cu formaldehidă a fost inhibată.

în cele din urmă s-a descoperit că trebuie folosit un agent de reticulare aldehidic, caracterizat prin faptul că a fost obținut prin reacția dintre o aldehidă și hidrosulfit.

Soluția preferată se obține prin utilizarea acestui sulfoxilat într-un amestec cu 1 -naftol în rapoarte de greutate de 1 până la 1,5, în soluție apoasă de la 10 până la 40%, și aducerea soluției într-o atmosfera de azot la o temperatură cuprinsă între 70°C și 95°C, în mediu alcalin (pH=11-13), obținându-se astfel un produs de condensare cu o culoare transparentă clară, atingând astfel scopul propus și fără scăderea calității produsului, de fapt îmbunătățind-o.

Produsul condensat în acest mod, are, fizic, un aspect clar, transparent, dar dacă este lăsat o anumită perioadă, în prezența aerului, el oxidează încet apropiindu-se către o culoare albăstrui-verzuie.

S-a constatat că, dacă se întrerupe contactul cu oxigenul, produsul revine la aspectul clar transparent inițial.

Această comportare fizică dovedește că s-a ajuns la un produs complet nou și diferit structural, în comparație cu produsele tehnicii anterioare, unde acest fenomen fizic nu a putut fi observat.

De la analizele chimice și spectroscopice au fost avansate diverse ipoteze despre natura structurală a produsului, și chiar nefiind în întregime sigura structură, se crede că reversibilitatea fenomenului poate fi legată de prezența în condensat a unei activități reducatoare, probabil datorită prezenței unui radical reducător.

în definitiv, conform celor mai probabile deducții, acesta trebuie să se datoreze unui radical bisulfitic al primului produs de reacție care se formează intre 1-naftol și rongalit.

Produsul aplicat pe suprafața reactorului într-o atmosferă lipsită de oxigen, după uscare, capătă o culoare opacă, albă opalescentă, contrară culorii închise a actualilor agenți anti- încrustare.

Rezultatele au fost așadar, în mod surprinzător, bune.

Pentru a menține aspectul transparent al lichidului înaintea aplicării pe perete, conform prezentei invenții, el este conservat în containere impermeabile la oxigen.

în mod avantajos, cea mai bună metodă de conservare este prin presurizarea containerului cu un gaz neutru, preferabil azot.

Cele mai eficiente containere sunt cele de sticlă sau încă și mai bune cele din polietilentereftalat PET (în acest mod containerele nu poluează și sunt complet reciclabile).

RO 120149 Β1

O dată cu utilizarea containerelor din PET (container flexibil) s-a descoperit o altă 1 comportare fizică importantă:

- când se deschide o sticlă de un litru, de exemplu, din produsul obținut conform 3 prezentei invenții, închisă etanș, care are o transparență vizibilă și lăsând sticla deschisă câteva minute, în contact cu aerul, produsul conținut în ea devine închis la culoare; 5

- închizând sticla din nou, după ce produsul a devenit închis la culoare, se remarcă faptul că sticla din PET flexibil, se contractă. Aceasta se poate justifica prin faptul că 7 produsul consumă tot oxigenul rămas în aerul conținut în sticla deschisă mai înainte și acum închisă, după care produsul revine la o culoare transparentă clară ca mai înainte, ca și cum 9 nu s-ar fi întâmplat nimic.

Aceasta dovedește că produsul se autoprotejează sau se autoreconstituie la aspectul 11 său inițial, cu condiția să fie ținut departe de contactul cu aerul.

Produsul conservat astfel rămâne prin urmare nealterat, de culoare clară și în experi- 13 mentarea prin aplicare pe peretele reactorului (evident în prezența unui gaz inert), sub forma unui strat fin, acesta este incolor și transparent. 15 în mod avantajos, s-a descoperit că aplicarea pe peretele reactorului trebuie făcută nu doar în absența oxigenului, dar de asemenea, cu ajutorul unui spray cu vapori de apă la 17 temperatură înaltă.

Pulverizând produsul cu vapori de apă la temperatură înaltă (la cea mai înaltă 19 posibilă) obținem un strat cu aderență maximă.

Deoarece reacția de polimerizare în reactor durează în medie de la patru la șase ore, 21 este evident că în acesttimpșiîn absența oxigenului, nu are loc vreo degradare substanțială a produsului și, în consecința degradări colorimetrice, prin urmare o dată ce reacția de 23 polimerizare s-a terminat și o dată ce, cel mai mic procent de agent anti-încrustare este integrat în masa de polimerizare, aceasta nu va suferi în continuare contaminări și degradări 25 importante.

Până acum, la utilizarea produșilor anti-incrustare, cunoscuți anterior, trebuia să se 27 spele complet și să golească reactorul de orice urmă cât de mică de produs aplicat pe perete ca agent împotriva încrustarii. Cu noul produs este posibil să se trimită lichidul de spălare a 29 reactorului la rezervorul colector de suspensii apoase de polimer obținut fără a fi necesare în continuare descărcări de rezidii, realizând în acest mod o tehnologie completă și eficientă, 31 și mai înainte de toate economică, pentru încărcarea și descărcarea reactoarelor de polimerizare a monomerului clorură de vinii cu tehnica numită, de experții în acest sector, ca 33 orificiu închis.

întrucât rongalitul poate fi preparat, de asemenea, cu un exces molar de hidrosulfit, 35 chiar utilizând acest produs, se obține un condensat cu performanțe similare sau îmbunătățite (condensat cu capacitate de reducere mare). 37

Deoarece atât în acest caz, cât și în precedentul, activitatea produsului este întotdeauna determinată de prezența derivaților de bisulfit și, în special, de radicali bisulfiți 39 prezenți în condensat, această caracteristică distinge clar noul produs de tehnică anterioară, și în special cu referire la structura rezultată a produsului de condensare, aceasta se 41 identifică, ca element de noutate prin prezența unui atom de carbon interpus între inelul aromatic și grupul sulfonic salifiat. 43

S-a dovedit, de asemenea, ca în locul 1 -naftoluIui pot fi folosiți alți naftoli, cu rezultate mai mult sau mai puțin similare. 45 în mod evident, mai mult pentru scopul citat decât pentru a face formaldehidă să reacționeze cu hidrosulfitul de sodiu pentru a obține rongalitul, formaldehidă poate fi făcută 47

RO 120149 Β1 să reacționeze cu hidrosulfit de potasiu pentru a obține un produs egal ca eficiență care urmează a fi utilizat la formarea condensatului.

Este important, oricum, faptul că hidrosulfitul previne evoluția reacției către forme de condensare stabile.

Claims (8)

1. Revendicări

   1. Procedeu pentru obținerea unui agent antiîncrustant pentru acoperirea reactoarelor de polimerizare, de tipul celor obținuți prin condensarea naftolilor cu un produs de reticulare aldehidic, în reacție adăugându-se hidrosulfit de sodiu, caracterizat prin aceea că se utilizează un amestec format din 1-naftol și un sulfoxilat într-un raport, în greu tate, de 1 ...1,5 în soluție apoasă de concentrație 10.. .40%. soluția se aduce la o temperatură cuprinsă între 70°C și 95°C în atmosferă de azot și mediu alcalin corespunzător unui pH cuprins între 11 și 13 pentru a obține un produs de culoare transparentă și clară.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că în reacție se adaugă hidrosulfit de potasiu.
3. 3. Procedeu conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că produsul obținut este conservat în recipiente impermeabile la oxigen.
4. 4. Procedeu conform revendicării 1, 2 și 3, caracterizat prin aceea că produsul obținut este conservat în recipiente impermeabile la oxigen prin presurizare în gaz inert.
5. 5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că gazul utilizat pentru presurizare este azotul.
6. 6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că recipientele utilizate pentru conservarea produsului sunt confecționate din polietilentereftalat.
7. 7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că recipientele utilizate pentru conservarea produsului sunt containere transparente din polietilentereftalat.
8. 8. Produs sub formă lichidă, care se aplică pe pereții reactorului de polimerizare, obținut direct prin procedeul definit în revendicarea 1, caracterizat prin aceea că acesta conține radicali bisulfit și/sau hidrosulfit, astfel încât în absența oxigenuli să aibă o culoare transparentă și clară, în prezența oxigenului să capete o culoare închisă sau albastruverzuie, iar dacă se întrerupe contactul cu oxigenul să revină la culoarea inițială.