Способ очистки надсмольных вод производства фенолформальдегидных смол

Способ очистки надсмольных вод производства фенолформальдегидных смол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (>1002253

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 06.07.81 (21) 3319563/23 26 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 07. 03. 83. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07. 03. 83 (И)М. Кл.

С 02 F 1/58

Гасумрстееяяых квиктвт

СССР (53) УЙК 628.543..4(088.8) ве лехам язебретеккк к еткрытик

Ll.-Г.М. Клаузнер, Н.К. Комов, А.М. Демина: и И.З. Ахметшина (72) Авторы изобретения

Тюменский завод пластмасс Нижнетагильского производственного объединения "Уралхимпласт" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ НАДСМОЛЪНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА

ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ

Изобретение относится к способам очистки надсмольных вод производства пластмасс.

Проблема очистк 1 надсмольных вод производства фенолформальдегидных смол весьма актуальна. 8 настоящее время большинство надсмольных вод производства фенолформальдегидных смол сжигается на установках термического обезвреживания, вызывая большие расходы топливно-энергетических ресур..10 сов, или выводятся в специально отведенные места, загрязняя в конечном итоге окружающую среду.

Известен способ очистки надсмоль- 15 ных вод производства фенолформальдегидных смол, заключающийся в том, что содержащиеся в надсмольной воде примеси адсорбируются с применением в качестве адсорбента древесных опилок ю с последующей их обработкой формальдегидом, фенолом, соляной кислотой и поликонденсацией смеси с получением продукт в, пригодных для изготовления пресс- компо зиции )1) .

Недостатками спо:оба являются длительность процесса и большое количест. во стоков в виде фильтратов после отделения твердого продукта, требующих дополнительной очистки.

Известен способ очистки надсмольных вод, предусматривающии конденсацию надсмольной воды, содержащей фенол и формальдегид в присутствии едкого натра при 150 С в течение 10 мин. о

При этом достигается обесфенолирование воды и получается смола в виде рыхлого геля (21.

Способ не нашел практического применения из-за полной непригодности смолы для использования и необходимости подвергать биологической доочистке частично очищенные воды.

Известен способ очистки надсмольных вод производства фенолоформальдегидных смол, заключающийся в том, что

3 10022 в надсмольные воды дополнительно вводят эмульсионную фенолформальдегидную смолу в количестве 15-25 мас. ч. на 100 мас. ч. надсмольных вод и поо ликонденсацией смеси при 65-85 С, с получением водорастворимой фенольной смолы, пригодной для использования в качестве связующего в производстве древесноволокнистых плит f3) .

Недостатками этого способа являют- 1ц ся необходимость предварительного синтеза эмульсионной фенолформальдегидной смолы, получаемой в кислой среде, что требует дополнительного оборудования, защиты его от воздействия кислой среды, длительность процесса (общий цикл сучетом получения эмульсионной смолы) составляет 18-20 ч. Кроме того, полученная по данному способу смола нестабильна при хранении (срок хранения 1,5-2 месяца), имеет невысокий сухой остаток, отверждается только при нагревании, что ограничивает область ее применения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ очистки надсмольных вод производства фенолформальдегидных смол, путем конденсации их при 95- 100 С с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора-гидроокиси натрия до образования смолы в надсмольной воде и отгонки избытка воды под вакуумом (4) .

Получаемая по данному способу водорастворимая фенольная смола пригодна для использования в качестве связующего для строительных материалов.

Недостатками способа являются необходимость перегонки больших количеств воды, что значительно удлиняет технологический цикл и делает его весьма энергоемким, невысокая степень очистки сточных вод, в результате чего в продукте конденсации и в дистилляте содержится значительное количество исходных мономеров, и тре- 5 буется дополнительная очистка дистиллята. Полученная в результате очистки надсмольных вод смола нестабильна при хранении (срок хранения около

1 месяца), что исключает ее транспор- ® тировку на большие расстояния.

Целью изобретения является повышение степени очистки от исходных мономеров, сокращение времени процесса с одновременным получением смолы в И качестве товарного продукта.

Эта цель достигается тем, что по предложенному способу конденсацро над53 смольных вод производства фенолформальдегидных смол ведут в щелочйой среде с формальдегйдом при сооТношении фенол:формальдегид 1:2,6-1:3,0 в присутствии полиалкиленгликолей или их эфиров.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

100 мас. ч. надсмольных вод смешивают с 20-22,8 мас. ч. формальдегида, 29 мас. ч фенола и 3 мас. ч. едкого натра, прднимают температуру реакционо ной смеси до 100 С, выдерживают при этой температуре 30 мин. Затем охлаждают до 80-86 С вводят 20 мас. ч. полиалкиленгликолей или их эфиров, 4,35,7 мас. ч. формальдегида и 1,0 мас. ч. едкого натра, вновь поднимают темпе о ратуру до 100 С и продолжают конденсацию 60-90 мин.

П р и и е р 1. В реактор емкостью

0,5 м загружают 200 кг смеси надсмольных вод производства резольных фенолформальдегидных смол, содержащих 3% фенола и 1,53 формальдегида, добавляют 58 кг фенола, 108 кг формалина 373-ной концентрации и 15 кг едкого натра 401-ной концентрации и после пятнадцатиминутного перемешивания нагревают до кипения. Кипение реакционной массы продолжается 30 мин, затем ее охлаждают до 80-85 С, При о этой температуре в реакционную массу вводят 40 кг моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля, 23 г формалина

373-ной концентрации и 5 кг едкого натра 40 -ной концентрации и вновь о нагревают до 100 С, Конденсацию при кипении продолжают 60-90 мин до достижения вязкости 25-30 сек, после чего готовый продукт. охлаждают до 30о

35 С и сливают в тару.

Пример 2. В реактор емкостью

0,5 м загружают 200 кг смеси надсмольных вод производства резольных фенолформальдегидных смол,, содержащих 3:: фенола и 1,5 формальдегида, добавляют 58 кг фенола, 123 кг формалина 373-ной концентрации, 15 кг едкого натра 401-ной концентрации и после пятнадцатиминутного переиешивания нагревают до кипения. Кипение реакционной массы продолжается до 30 мин, о затем ее охлаждают до 80-85 С. При этой температуре в реакционную массу загружают 40 кг моноалеата полиэтиленгликоля, 31 кг формалина 37"--ной концентрации и 5 кг едкого натра

1002253

40 -ной концентрации. Далее процесс ведут как описано в примере 1.

Полученная смола отличается низким содержанием свободных монометров, стабильна при длительном хранении, имеет повышенное содержание массовой доли нелетучих веществ.

Полиалкиленгликоли или их эфиры в данном случае выполняют роль пластификаторов и стабилизаторов для улуч- 16 шения эксплуатационных свойств получаемой смолы (товарного продукта).

Сравнительные данные представлены в табл. 1.

Иэ приведенных данных видно, что наилучшие показатели соответствуют соотношению фенол:формальдегид 1:2,63,0 (a молях). При меньших соотноше ниях готовый продукт имеет более высокое содержание свободного фенола, что 20 приводит к увеличению токсичности.

При больших соотношениях полученный продукт нестабилен при хранении, что ограничивает область его практического использования. 25

Данный процесс позволяет сократить время очистки в 1,5 раза.

При очистке сточных вод по предложенному способу сброс воды в водоемы полностью исключен, 3D

Полученная в результате очистки надсмольных вод смола может быть использована в производстве древесноволокнистых плит, для крепления грунТОВ для изОляции От вОдопритОкОВ

3S призабойной зоны нефтяных и газовых скважин.

Смола (протоСоотношение фенол:формальдегид в молях взятое на поликонденсацию со 100 мас. ч тип) надсмольных 808

12 123 126 130 133 135

Показатель

30

41 40 40

Массовая доля свободного формальдегида 0,01 0,05 0,08

1,0

0,7 1,0

О,1

1 0 0 1 0 05 0 01 0 008 следы

l,0

Массовая доля нелетучих веществ (сухой остаток), 4

Массовая доля свободного фенола

Для крепления грунта смолу смешивают с кислотным отвердителем и растворными насосами инъектируют в грунт либо производят обычное перемешивание с грунтом.

Соотношение компонентов - смола:

:кислотный отвердитель:грунт в мас. ч. составляет 15:1:84.

В зависимости от назначения и требуемой прочности грунта может быть взято другое соотношение.

Основные характеристики закрепленного грунта приведены в табл. 2.

Зкономический эффект от применения смолы, продукта очистки надсмольных вод для крепления и изоляции от водопритоков призабойной зоны нефтяных скважин составит 600-650 руб. на каждую тонну переработанной надсмольной воды.

Предложенный способ прост и позволяет сократить длительность технологического процесса в 1,5 раза, что дает возможность на тех же мощностях увеличить в 1,5 раза количество очищаемых вод и исключить сброс фенольных вод в водоемы.

Предложенный способ проверен в производственных условиях на базе реактора емкостью 6 м . э

По данному способу выпущено 1080 т смолы. Зкономический эффект от использования метода очистки за счет интенсификации технологического процесса составит 57,8 тыс. руб при переработке 1000 т надсмольных вод.

Таб лица 1

1002253

Продолжение табл, Соотношение фенол:формальдегид в молях взятое на поликонденсацию со 100 мас.ч (: (J: (Т:

Смола (прототип) Показатель

Динамическая вязкость

Стабильность при хранении (месяц) 80

6 10 20 25

6-7 6-7 5-6 5-6

130

150-200

1,5 около около

1 месяца 1 месяца

Таблица 2

Показатель На основе смолы по пред- На основе смолы лагаемому способу по авт. св. Г 131694

Прочность на сжатие. МПа

4,9

0,3

Проницаемость, мД

0,0

2 7

Формула изобретения

Составитель В. Вилинская

Редактор Л. Утехина Техред М.Гергель Корректор В. Бутяга

Заказ 1714/8

Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП нПатент", с Ужгород, ул. Прое ктная, Способ очистки надсмольных вод производства фенолформальдегидных смол путем конденсации их при нагревании в щелочной среде с формальдегидом, отличающийся тем, чтоЗ с целью повышения степени очистки от исходных мономеров, сокращения времени процесса с одновременным получением смолы в качестве товарного продукта, конденсацию ведут при соотношении 10 фенола и формаиьдегида, равными t:

:2,6- 1:3,0, в присутствии полиалкиленгликолей или их эфиров.

Источники информации-, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,"" 420572, кл. С 02 F 1/28, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 108261, кл. С 02 F 3/28, 1959

3. Авторское свидетельство СССР !" 791608, кл. С 02 F 1/09, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР

11" 131694, кл. С 02 F 1/02, 1960 (прототип).