RU2275385C1 - High-molecular weight (meth)acrylic anionic flocculant production process - Google Patents
High-molecular weight (meth)acrylic anionic flocculant production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2275385C1 RU2275385C1 RU2004136771/04A RU2004136771A RU2275385C1 RU 2275385 C1 RU2275385 C1 RU 2275385C1 RU 2004136771/04 A RU2004136771/04 A RU 2004136771/04A RU 2004136771 A RU2004136771 A RU 2004136771A RU 2275385 C1 RU2275385 C1 RU 2275385C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- meth
- acrylic
- molecular weight
- water
- flocculant
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способу получения высокомолекулярных водорастворимых полимеров, используемых в качестве флокулянтов, и может быть использовано на предприятиях водоподготовки, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, черной и цветной металлургии, целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, химической и других отраслей промышленности.The present invention relates to a method for producing high molecular weight water-soluble polymers used as flocculants, and can be used in water treatment, oil refining and petrochemical industries, ferrous and non-ferrous metallurgy, pulp and paper, paint and varnish, chemical and other industries.
В настоящее время наиболее распространенными являются полиакриламидные флокулянты (ПАА). Однако их выпускают в большинстве случаев в виде геля с содержанием полимера 7-11%. Так в России выпускается ПАА с мол. м. - 4·105 и степенью гидролиза - 5% в виде 8%-ного геля.Currently, the most common are polyacrylamide flocculants (PAA). However, they are produced in most cases in the form of a gel with a polymer content of 7-11%. So in Russia PAA is produced with a pier. m. - 4 · 10 5 and the degree of hydrolysis - 5% in the form of an 8% gel.
Низкое содержание полимера в этих продуктах делает невыгодным их транспортировку и хранение, так как приходится перевозить, в основном, воду. Кроме того, срок хранения полиакриламид-геля всего 6 месяцев, а стабильность водных растворов - несколько дней.The low polymer content of these products makes it unprofitable to transport and store them, since it is necessary to transport mainly water. In addition, the shelf life of polyacrylamide gel is only 6 months, and the stability of aqueous solutions is several days.
За рубежом (США, Япония, ФРГ, Франция, Италия и др.) выпускается большой ассортимент полиакриламидных флокулянтов в порошкообразном, гранулированном и гелеобразном виде под разнообразными коммерческими названиями: Магнофлок, Праестол, Суперфлок, Феннопол и др. ("Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Свойства. Получение. Применение." Запольский А.К., Баран А.А. Л.: Химия, 1987).Abroad (USA, Japan, Germany, France, Italy, etc.) a large assortment of polyacrylamide flocculants is produced in powder, granular and gel form under various commercial names: Magnoflock, Praestol, Superflock, Fennopol and others ("Coagulants and flocculants in processes water purification. Properties. Obtaining. Application. "Zapolsky AK, Baran AA L .: Chemistry, 1987).
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа является способ получения высокомолекулярного водорастворимого анионного полимерного флокулянта, защищенный патентом РФ №2026867, кл. C 08 F 2/38, C 08 F 20/02, C 08 F 22/02, C 08 F 226/10, C 02 F 1/56, B 01 D 21/01, опубл. 01.20.1995.Closest to the claimed technical essence and the achieved result, selected as a prototype is a method of obtaining a high molecular weight water-soluble anionic polymer flocculant, protected by RF patent No. 2026867, cl. C 08 F 2/38, C 08 F 20/02, C 08 F 22/02, C 08 F 226/10, C 02 F 1/56, B 01 D 21/01, publ. 20/01/1995.
Способ заключается в полимеризации анионного водорастворимого мономера с двойной связью или его сополимеризации с неионным мономером с двойной связью в присутствии разветляющего соединения, взятого в количестве 4-80 мол.ч. на 1 млн в пересчете на начальное содержание мономеров с двойной связью. Сополимеризацию проводят в присутствии переносчика кинетической цепи, взятого в количестве, обеспечивающем вязкость сополимера в растворе по меньшей мере 3 мПа при измерении в вискозиметре Брукфилда с UL-переходником при 25°С, концентрации полимера 0,1 мас.% в 1 М NaCl при 60 об/мин.The method consists in the polymerization of anionic water-soluble monomer with a double bond or its copolymerization with a nonionic monomer with a double bond in the presence of a branching compound, taken in an amount of 4-80 mol.h. per 1 million in terms of the initial content of monomers with double bond. The copolymerization is carried out in the presence of a kinetic chain carrier, taken in an amount that ensures the viscosity of the copolymer in the solution at least 3 MPa when measured in a Brookfield viscometer with an UL adapter at 25 ° C, a polymer concentration of 0.1 wt.% In 1 M NaCl at 60 rpm
В качестве анионных водорастворимых мономеров с двойной связью используют соединения, выбранные из группы, содержащей (мет)акриловую кислоту, сульфоалкил(мет)акриловую кислоту, стиролсульфокислоту, ненасыщенную дикарбоновую кислоту, сульфоалкил(мет)акриламид, соли указанных кислот. В качестве неионного мономера используют соединение, выбранное из группы, содержащей (мет)акриламид, N-алкилакриламид, N,N-диалкилакриламид, винилацетат, алкил(мет)акрилат, акрилонитрил, N-винилметилацетамид, N-винилпирролидон.Compounds selected from the group consisting of (meth) acrylic acid, sulfoalkyl (meth) acrylic acid, styrene sulfonic acid, unsaturated dicarboxylic acid, sulfoalkyl (meth) acrylamide, salts of these acids are used as anionic water-soluble monomers with a double bond. A non-ionic monomer is a compound selected from the group consisting of (meth) acrylamide, N-alkyl acrylamide, N, N-dialkyl acrylamide, vinyl acetate, alkyl (meth) acrylate, acrylonitrile, N-vinyl methylacetamide, N-vinyl pyrrolidone.
Получаемые известным способом флокулянты плохо растворимы в воде. Продукт представляет собой ~30% водную эмульсию, что удорожает его транспортировку и создает нестабильность свойств при хранении.The flocculants obtained in a known manner are poorly soluble in water. The product is a ~ 30% aqueous emulsion, which increases its transportation cost and creates instability of properties during storage.
Задачей заявленного изобретения является создание способа получения высокоэффективного высокомолекулярного (мет)акрилового водорастворимого анионного флокулянта.The objective of the claimed invention is to provide a method for producing a highly effective high molecular weight (meth) acrylic water-soluble anionic flocculant.
Технический результат от использования изобретения заключается в получении высокомолекулярного (мет)акрилового анионного флокулянта в виде порошка (~100% содержанием основного вещества) хорошо растворимого в воде, высокоэффективного для очистки различных дисперсных систем (промстоков), а также в повышении стабильности рабочих водных растворов флокулянта.The technical result from the use of the invention is to obtain a high molecular weight (meth) acrylic anionic flocculant in the form of a powder (~ 100% of the basic substance) readily soluble in water, highly effective for cleaning various dispersed systems (industrial stocks), as well as to increase the stability of working aqueous solutions of flocculant .
Указанный результат достигается тем, что в способе получения высокомолекулярного (мет)акрилового анионного флокулянта сополимеризацией анионного водорастворимого мономера с двойной связью с неионным мономером с двойной связью в качестве исходных мономеров используют соль, амид и эфир (мет)акриловых кислот при соотношении соль: амид: эфир (мет)акриловых кислот, равном 100:10:(1-6) или 100:(1-6):10.This result is achieved by the fact that in the method for producing a high molecular weight (meth) acrylic anionic flocculant by copolymerization of an anionic water-soluble monomer with a double bond with a nonionic monomer with a double bond, salt, amide and ether of (meth) acrylic acids are used as starting monomers in the ratio salt: amide: ether of (meth) acrylic acids equal to 100: 10: (1-6) or 100: (1-6): 10.
В качестве соли (мет)акриловых кислот используют соли щелочных металлов, в качестве эфира (мет)акриловых кислот используют метиловый или этиловый эфир.Alkali metal salts are used as the (meth) acrylic acid salt, and methyl or ethyl ether are used as the (meth) acrylic acid ester.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
В реактор, снабженный обратным холодильником, загружают эквимолярные количества (мет)акриловой кислоты (ТУ 6-02-59-89) и едкого натра (ГОСТ 2263-71) в обессоленной воде (ТУ 6-01-2-22-77). При этом образуется соответствующее количество натриевой соли (мет)акриловой кислоты. Затем добавляют амид (мет)акриловых кислот (ОСТ 6-01-226-87) и метиловый эфир (мет)акриловых кислот (ГОСТ 20370-74), взятые в соотношении 10:(1-6) или (1-6):10 на 100 в.ч. соли. Раствор при перемешивании нагревают до 50-60°С и вводят водный раствор инициатора (например, персульфата калия) (ТУ 38-1032-70-81). Синтез сополимера длится 50-70 мин. Затем реакционную массу упаривают до содержания сополимера 60-70%, измельчают и сушат при температуре 65-70°С до влажности не более 5%. Процессы упаривания и сушки для достижения необходимого процентного содержания собственно сополимера могут быть заменены другими способами понижения влагосодержания.Equimolar amounts of (meth) acrylic acid (TU 6-02-59-89) and caustic soda (GOST 2263-71) in demineralized water (TU 6-01-2-22-77) are charged into a reactor equipped with a reflux condenser. An appropriate amount of the sodium salt of (meth) acrylic acid is formed. Then add the amide of (meth) acrylic acids (OST 6-01-226-87) and methyl ester of (meth) acrylic acids (GOST 20370-74), taken in the ratio 10: (1-6) or (1-6): 10 per 100 vol. salt. The solution is heated to 50-60 ° C with stirring and an aqueous solution of initiator (e.g. potassium persulfate) is introduced (TU 38-1032-70-81). The synthesis of the copolymer lasts 50-70 minutes Then the reaction mass is evaporated to a copolymer content of 60-70%, crushed and dried at a temperature of 65-70 ° C to a moisture content of not more than 5%. The processes of evaporation and drying to achieve the required percentage of the actual copolymer can be replaced by other methods of reducing moisture content.
Характеристикой данного продукта является кинематическая вязкость 1% водного раствора. Эта величина косвенно связана с молекулярной массой сополимера: чем выше кинематическая вязкость, тем больше молекулярная масса сополимера. Определение кинематической вязкости проводят по ГОСТ 18249. Кинематическая вязкость 1% водного раствора сополимера, полученного по данному способу, находится в пределах 20-250 сСт.The characteristic of this product is the kinematic viscosity of a 1% aqueous solution. This value is indirectly related to the molecular weight of the copolymer: the higher the kinematic viscosity, the greater the molecular weight of the copolymer. The kinematic viscosity is determined according to GOST 18249. The kinematic viscosity of a 1% copolymer aqueous solution obtained by this method is in the range of 20-250 cSt.
Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.The following examples illustrate the invention.
Пример №1Example No. 1
В реакторе, снабженном мешалкой, растворяют 85 г метакриловой кислоты в 250 мл обессоленной воды и добавляют 37 г едкого натра. При этом образуется водный раствор, содержащий 100 г натриевой соли метакриловой кислоты. Затем при постоянном перемешивании (240 оборотов в мин) вносят 6 г амида акриловой кислоты и 10 г метилового эфира метакриловой кислоты. Термостатируют реакционную смесь при 60°С и вносят 0,1 г инициатора (персульфат калия). Синтез продолжают при постоянном перемешивании в течение 60 минут. Затем реакционную смесь упаривают. Полученный сополимер измельчают и высушивают.In a reactor equipped with a stirrer, 85 g of methacrylic acid are dissolved in 250 ml of demineralized water and 37 g of sodium hydroxide are added. An aqueous solution is formed containing 100 g of methacrylic acid sodium salt. Then, with constant stirring (240 rpm), 6 g of acrylic acid amide and 10 g of methacrylic acid methyl ester are added. Thermostat the reaction mixture at 60 ° C and add 0.1 g of initiator (potassium persulfate). The synthesis is continued with constant stirring for 60 minutes. Then the reaction mixture was evaporated. The resulting copolymer is ground and dried.
Примеры 2-4 проведены аналогично примеру №1. Состав мономерной смеси и кинематическая вязкость полученных продуктов приведены в таблице №1.Examples 2-4 carried out analogously to example No. 1. The composition of the monomer mixture and the kinematic viscosity of the obtained products are shown in table No. 1.
Из таблицы №1 следует, что в зависимости от соотношения анионного водорастворимого мономера с двойной связью и неионного мономера с двойной связью меняется молекулярная масса получающегося сополимера, что отражается на значении кинематической вязкости 1% водного раствора. Соотношение мономеров установлено экспериментально. При меньших количествах амида и эфира (мет)акриловых кислот образуется сополимер с низкой вязкостью (меньшей молекулярной массой), что отрицательно сказывается на эффективности флокулянта. При больших количествах амида и эфира (мет)акриловых кислот образуется неоднородный сополимер, трудно растворимый в воде.From table No. 1 it follows that depending on the ratio of the anionic water-soluble monomer with a double bond and the nonionic monomer with a double bond, the molecular weight of the resulting copolymer changes, which affects the kinematic viscosity of a 1% aqueous solution. The monomer ratio was established experimentally. With lower amounts of amide and ether (meth) acrylic acids, a copolymer with a low viscosity (lower molecular weight) is formed, which negatively affects the effectiveness of the flocculant. With large amounts of amide and (meth) acrylic ester, an inhomogeneous copolymer is formed, which is difficult to dissolve in water.
В таблице №2 приведены сравнительные результаты по очистке гальваностоков флокулянтом, полученным по примеру №3, и флокулянтом полиакриламид-гель (ПАА) (ТУ 6-01-1049-92). При этом концентрация флокулянта, полученного предлагаемым способом, составляла 1 мг/дм3, а концентрация полиакриламида - 20 мг/дм3. Из данных таблицы №2 следует, что эффективность флокулянта, полученного предлагаемым способом, выше, чем у ПАА при меньшей (в 20 раз) концентрации его в растворе.Table 2 shows the comparative results on the cleaning of galvanic drains by the flocculant obtained in Example 3 and the polyacrylamide gel (PAA) flocculant (TU 6-01-1049-92). The concentration of flocculant obtained by the proposed method was 1 mg / DM 3 and the concentration of polyacrylamide - 20 mg / DM 3 . From the data of table No. 2 it follows that the effectiveness of the flocculant obtained by the proposed method is higher than that of PAA at a lower (20 times) concentration in solution.
Анализ на содержание ионов металлов проводили в соответствии с ГОСТ Р 51309-99.Analysis for the content of metal ions was carried out in accordance with GOST R 51309-99.
В таблице №3 приведены сравнительные результаты по очистке модельной системы - 1% дисперсия каолина в воде флокулянтами, полученными по примерам №№1-4, и флокулянтом "Fennopol A321E" (пр-во "Kemira Chemicals Oy", Финляндия).Table 3 shows the comparative cleaning results of the model system — 1% dispersion of kaolin in water by the flocculants obtained according to Examples Nos. 1–4 and the Fennopol A321E flocculant (produced by Kemira Chemicals Oy, Finland).
Эффективность флокулянтов оценивали по следующим характеристикам: кинематическая вязкость, скорость осветления, время достижения полного осветления дисперсии, предел осветления дисперсии, определяемые по "Инструкции проведения пробного коагулирования на воде из поверхностного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения р. Волга". По этим характеристикам рассчитывали показатель флокуляции.The efficiency of flocculants was assessed by the following characteristics: kinematic viscosity, clarification rate, time to reach full clarification of the dispersion, the clarification limit of the dispersion, determined by the “Instructions for conducting trial coagulation on water from a surface source of drinking water of the Volga River”. The flocculation rate was calculated from these characteristics.
Концентрация флокулянтов равнялась:The concentration of flocculants was equal to:
- "Fennopol A321E" - 0,02 мг/дм3;- "Fennopol A321E" - 0.02 mg / dm 3 ;
- №№1-4 - 0,01 мг/дм3.- No. 1-4 - 0.01 mg / DM 3 .
Из данных таблицы №3 следует, что эффективность полученных образцов сополимеров сопоставима и даже превосходит эффективность аналогичного известного продукта - "Fennopol A321E".From the data of table No. 3 it follows that the efficiency of the obtained copolymer samples is comparable and even exceeds the efficiency of a similar known product - "Fennopol A321E".
Стабильность водных растворов флокулянта определяли по изменению кинематической вязкости 1% водного раствора во времени (таблица №4).The stability of aqueous solutions of flocculant was determined by the change in the kinematic viscosity of a 1% aqueous solution over time (table No. 4).
Как видно из приведенных данных, вязкость водного раствора флокулянта практически не меняется в течение пяти месяцев.As can be seen from the above data, the viscosity of the aqueous solution of the flocculant practically does not change for five months.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получать высокоэффективный анионный (мет)акриловый водорастворимый флокулянт в виде порошка, который может использоваться для очистки промстоков, а также питьевой и оборотной воды. Продукт получается в форме, удобной для транспортировки и хранения. Водные растворы его стабильны во времени. Эффективность по очистке дисперсных систем проявляется уже при очень низких концентрациях от 0,01 до 1 мг/дм3.Thus, the proposed method in comparison with the prototype allows to obtain a highly effective anionic (meth) acrylic water-soluble flocculant in the form of a powder that can be used to clean industrial wastes, as well as drinking and recycled water. The product is obtained in a form convenient for transportation and storage. Aqueous solutions of it are stable over time. The efficiency of cleaning dispersed systems is already apparent at very low concentrations from 0.01 to 1 mg / DM 3 .
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136771/04A RU2275385C1 (en) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | High-molecular weight (meth)acrylic anionic flocculant production process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136771/04A RU2275385C1 (en) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | High-molecular weight (meth)acrylic anionic flocculant production process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2275385C1 true RU2275385C1 (en) | 2006-04-27 |
Family
ID=36655542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004136771/04A RU2275385C1 (en) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | High-molecular weight (meth)acrylic anionic flocculant production process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2275385C1 (en) |
-
2004
- 2004-12-15 RU RU2004136771/04A patent/RU2275385C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0984990B1 (en) | Preparation of water soluble polymer dispersions from vinylamide monomers | |
FI78889B (en) | ANVAENDNING AV AKRYLSYRAKOPOLYMERER FOER ATT FOERHINDRA BILDNING AV PARTIKELFORMIGT AEMNE OCH / ELLER DISPERGERA PARTIKELFORMIGT AEMNE I VATTENSYSTEM. | |
JP3385586B2 (en) | Quaternized tertiary aminomethylacrylamide polymer microemulsions showing improved performance | |
US20220024788A1 (en) | Fluorescent water treatment compounds and method of use | |
KR20130121876A (en) | Methods of preparing novel halide anion free quaternary ammonium salt monomers, polymerization methods therefor, and methods of use of the resulting polymers | |
CN107487830A (en) | A kind of star copolymer sewage-treating agent and its RAFT using cyclodextrin as core prepares method | |
AU2013247051A1 (en) | New cationic polymers | |
US20030042209A1 (en) | Polymeric flocculant and method of sludge dehydration | |
RU2290414C1 (en) | Method for preparing high-molecular (meth)acrylic anionic flocculant | |
RU2275385C1 (en) | High-molecular weight (meth)acrylic anionic flocculant production process | |
JP2015062901A (en) | Method for removing colored component | |
WO2006126674A1 (en) | Process for production of water-soluble polymers and use thereof | |
JP5940881B2 (en) | Amphoteric polymer flocculant, method for producing the same and sludge dewatering method using the same | |
JP4034336B2 (en) | Flocculant and flocculation method | |
JP6388329B2 (en) | Water-soluble polymer dispersion containing low inorganic salt and process for producing the same | |
US8877864B2 (en) | Anionic dispersion polymerization process | |
JP2014233647A (en) | Flocculation treatment agent and dewatering method of sludge | |
US5744563A (en) | Mannich base copolymer and method for making it | |
JP5427984B2 (en) | Sulfonic acid group-containing amphoteric water-soluble polymer aqueous solution and process for producing the same | |
JP6612630B2 (en) | Polymer flocculant composition, method for producing the same, and sludge dewatering method using the polymer flocculant composition | |
JP4033946B2 (en) | Flocculant and flocculation method | |
RU2522927C1 (en) | Flocculant for water purification and method of obtaining thereof | |
JP5878409B2 (en) | Wastewater treatment method using organic coagulant | |
EA042895B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING FLOCCULANT FOR WATER PURIFICATION BASED ON CHITOSAN, FLOCCULANT PRODUCED BY THIS METHOD, ITS APPLICATION AND METHOD FOR WATER PURIFICATION USING THIS FLOCCULANT | |
JPS5939399A (en) | Agent for dehydration of organic sludge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111216 |