Полимерные агломераты, способ обработки взвешенных твердых частиц, полимерная композиция

Полимерные агломераты, способ обработки взвешенных твердых частиц, полимерная композиция

Реферат

 

Описываются полимерные агломераты, состоящие из пористых полимерных частиц, имеющих, по крайней мере, одно отверстие в стенках, при этом указанные агломераты имеют размер в пределах от примерно 120 мкм до примерно 1500 мкм в диаметре, в которых, по крайней мере, примерно 5% указанных агломератов больше чем примерно 900 мкм, и указанные агломераты включают водорастворимый полимер винильного присоединения или сшитый нерастворимый в воде полимер винильного присоединения, который был бы водорастворимым, если бы не был сшитым, имеющий (i) боковые группы, выбранные из группы, состоящей из амида, третичного аминометила, кватернизованного третичного аминометила, гидроксила, глиоксаля, сульфоната, соли сульфоната, карбоновой кислоты, соли карбоновой кислоты, гидроксамовой кислоты и соли гидроксамовой кислоты или (ii) содержащий повторяющиеся звенья, выбранные из группы, состоящей из диалкиламиноалкил(алк)акрилата, солей диалкиламиноалкил(алк)акрилата и кватернизованного диалкиламиноалкил(алк)акрилата. Агломераты обладают улучшенной текучестью и более быстрыми временами растворения по сравнению с неагломерированными частицами. 4 с. и 13 з.п. ф-лы, 11 табл.

Область изобретения Изобретение относится, в общем, к способам распылительной сушки дисперсий, эмульсий и микроэмульсий, содержащих водорастворимые или набухающие в воде полимеры, для получения по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных частиц, композиций по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных частиц, и к способам использования указанных полимерных частиц для обработки воды, в горных работах, в бумажной, биотехнологической и пищевой промышленности, при обработке грунта, для загустевания растворов и применения для регенерации масла.

Предшествующий уровень техники Водорастворимые и набухающие в воде полимеры с высоким молекулярным весом, получаемые из таких мономеров как акриламид, являются промышленно-важными материалами. Эти полимеры используются в качестве флокулянтов в горнодобывающих работах для выделения руды из шлама, при обработке воды для удаления суспендированных примесей и т.д., в сельском хозяйстве для обработки почвы, а также при изготовлении бумаги как вспомогательное вещество для формования бумаги и в нефтедобывающей промышленности.

Водорастворимые и набухающие в воде полимеры являются, в общем, коммерчески доступными в виде растворов, в сухом виде, в виде дисперсии, в форме эмульсии и микроэмульсии типа вода-в-масле. Во многих случаях подходящими являются растворы полимера, но они могут ограничиваться полимерами с низким молекулярным весом и/или низким уровнем растворенных веществ вследствие трудности работы с вязкими растворами с высоким содержанием сухого остатка и высокомолекулярных полимеров. При очень высоком содержании сухого остатка и/или при высоких молекулярных весах растворы образуют гели, которые могут быть измельчены с образованием мелких частиц полимерного геля, которые могут быть растворены в воде конечным пользователем. Хотя такие измельченные гели обычно содержат примерно до 20% воды, их часто называют "сухими" полимерами, чтобы отличать их от других форм продуктов. Во многих случаях сухие полимеры обладают большими временами растворения и неудовлетворительными характеристиками при работе с ними, такими как, например, пылеобразование. Хотя некоторые проблемы работы могут быть смягчены за счет агломерации (смотри, например, ЕР 0277013 А2, патенты США 3279924, 3275449, 4696762, 5171781), недостатком и растворов, и гелей водорастворимых и набухающих в воде полимеров может также быть отсутствие удобного способа для последующего реагирования или функционализации полимера.

Другая проблема относится к смесям сухих полимеров, особенно когда смешанные сухие полимеры имеют различный размер частиц или распределения размера частиц. Хорошо известно, что частицы сухого полимера имеют тенденцию расслаиваться при работе с ними или при хранении, при этом частицы большего размера опускаются на дно контейнера, а частицы меньшего размера имеют свойство концентрироваться наверху. Расслоение может представлять неудобство, так как различия в рабочих характеристиках становятся функцией глубины контейнера. Проблема расслоения может усиливаться при смешении двух различных сухих полимеров, так как распределение размера частиц в двух продуктах обычно не является идентичным. Расслоение при хранении может привести к таким эксплуатационным характеристикам продукта, как обогащение верхней части контейнера полимером, имеющим меньший размер частиц. По очевидным причинам должно быть исключено изменение эксплуатационных характеристик продукта как функции глубины при хранении, и в целом является предпочтительным, чтобы каждый полимер имел одинаковый размер частиц (смотри, например, ЕР 479616 А1 и патент США 5213693). Однако при получении сухого полимера распылительной сушкой изменения параметров производства, например изменения размера сушилки, температуры сушилки, объемной вязкости исходного материала, типа распылителя и т. д., могут влиять на размер частиц, и может оказаться трудным или невозможным достижение желаемого размера частиц при одновременном поддерживании некоторых других параметров получения, таким образом смеси полимеров, высушенных при распылении, могут нежелательным образом подвергаться расслоению.

Появление таких форм водорастворимых и набухающих в воде полимеров как эмульсии вода-в-масле и микроэмульсии вода-в-масле решило некоторые из этих проблем, например смеси эмульсий вода-в-масле и микроэмульсий вода-в-масле, как раскрывается в заявках на патент США 08/157764 и 08/157795, не проявляют тенденции к расслоению, и одновременно может достигаться высокое содержание твердых веществ, высокий молекулярный вес и относительно быстрое растворение. Кроме того, могут быть получены однородно функционализированные полимеры, что не может быть практически получено посредством полимеризации в растворе. Например, патенты США 4956399, 4956400, 5037881 и 5132023 показывают, что функционализация водорастворимого полимера, содержащегося в микроэмульсии вода-в-масле, может осуществляться для получения заряженных полимеров высокого молекулярного веса с улучшенными флокуляционными эксплуатационными характеристиками. Использование микроэмульсии, в противовес эмульсиям, при получении полимера обеспечивает улучшенные рабочие характеристики полимеров наряду с другими преимуществами. Гидролизованные полиакриламиды с однородно высоким молекулярным весом раскрываются в патенте США 5286806. В патенте США 4767540 раскрывается гидроксаматфункционализированный полиакриламид с очень высоким молекулярным весом, а новые заряженные органические полимерные микрошарики раскрываются в патентах США 5274055 и 5167766. Кроме того, способы этерификации полимера (мет)акриловой кислоты и, при желании, получения гидроксаматных производных указанных полимеров раскрываются в заявке на патент США 08/626297.

Несмотря на многие преимущества, обеспечиваемые полимерными эмульсиями и микроэмульсиями, транспортные расходы, связанные с такими материалами, остаются высокими, а сброс масла и эмульгатора из эмульсий может вызвать проблемы окружающей среды, касающиеся вторичного загрязнения. Кроме того, для многих эмульсий и микроэмульсий полимеров характерна проблема стабильности, например отрицательные изменения в свойствах полимеров и/или эксплуатационных характеристиках как функция времени. Хотя в заявках 08/157764, 08/157795 и в патентах США 4956399, 4956400, 5037881, 5132023, 5274055 и 5167766 отмечаются осаждение без растворителя и очистка в качестве способов извлечения сухих полимерных продуктов из микроэмульсий водорастворимого или набухающего в воде полимера или микроэмульсионных смесей, эти способы могут привести к сухому полимеру с нежелательными рабочими свойствами, неудовлетворительными временами растворения, низкой объемной плотностью и т.д. Практически осаждение без растворителя и очистка могут быть неудобными и дорогими.

Водорастворимые полимеры могут также быть приготовлены в форме суспензий или дисперсий шариков полимеров или капелек полимера в неводной жидкости, например в масле. Способ полимеризации с обращением фаз, описанный в патенте США 4528321, указывает на образование дисперсий водорастворимых полимеров. Дисперсии водорастворимого полимера, которые могут быть азеотропно высушены, раскрываются в патенте США 4628078. Патент США 4506062 раскрывает суспензионный процесс полимеризации с обращением фаз для получения водорастворимых полимеров с высоким молекулярным весом и также сообщает, что шарики сухого полимера могут быть получены путем азеотропного выпаривания с последующей фильтрацией. Однако проблема остается в том, что азеотропная разгонка является энергоемкой, а процесс фильтрации может быть опасным или затруднительным.

Хотя сухие полимеры могут быть получены из эмульсий вода-в-масле, микроэмульсий вода-в-масле или дисперсий, содержащих полимеры винильного присоединения, посредством таких способов, как осаждение без растворителя, выделение и т.д., эти способы также могут оказаться непрактичными по экономическим соображениям и причинам, связанным с окружающей средой, в связи с трудностями выделения, очистки и рециркуляции масла. Хотя масло, выделенное из эмульсии или суспензии при полимеризации, может изредка вводиться в повторный цикл без дополнительной очистки, как это раскрывается в патенте США 4212784 и патенте Японии JP 50-124979, в других случаях, например, S.I.R. H915, необходимы дополнительные стадии очистки. Уровень примесей в масле является важным для рассмотрения, так как определенные типы полимеризаций, например полимеризации с ростом цепи или полимеризации, используемые для получения полимеров с очень высоким молекулярным весом, особенно чувствительны даже к следовым количествам веществ, затрудняющих полимеризацию. Конкретные проблемы также возникают, когда полимер был образован из мономеров в присутствии масла или масло предварительно нагревалось или подвергалось стадиям переработки, что может приводить к накоплению в масле примесей, затрудняющих полимеризацию.

Распылительная сушка представляет собой превращение исходного сырья из жидкого состояния в сухую гранулированную форму посредством распыления исходного материала в горячую осушающую среду, обычно горячий газ. Распылительная сушка широко используется для получения широкого диапазона продуктов, например, растворимого кофе, яичного порошка, сухого растворимого молока, хозяйственных детергентов, фармацевтических препаратов, пигментов, косметических средств, крахмала, пластиков, керамики и т.д. Типичное оборудование для распылительной сушки, процессов сушки и т.д. описано подробно в известных литературных источниках, например "Spray Drying Handbook" ("Руководство по распылительной сушке"), К. Master, 5^th Ed., Longman Scientific, 1991.

Водные растворы водорастворимых полимеров могут быть высушены распылением, как в патентах США 3803111 и 4892932. Патенты США 4847309 и 4585809 раскрывают способы распылительной сушки эмульсий, содержащих акриловые полимеры. Патент США 4798888 раскрывает способ распылительной сушки полисахаридной эмульсии, патент США 4816558 раскрывает способ распылительной сушки водной дисперсии синтетической смолы и патент США 4112215 раскрывает способ распылительной сушки водной дисперсии сополимера. Патент США 5025004 раскрывает способ распылительной сушки эмульсии нерастворимого в воде полимера.

В патенте США 4035317 показано, что эмульсии типа вода-в-масле растворимых в воде полимеров винильного присоединения могут быть высушены распылением при определенных условиях с получением свободно текучих, непылящих полимерных частиц, которые быстро растворяются в воде. Здесь описаны порошки полиакриламида, сополимера акриламида/акриловой кислоты и сополимеры акриламида/диметиламинопропилметакрилата. Диапазон размера продуктов распылительной сушки таков, что образуются частицы не меньше примерно 325 меш (примерно 40 микрон), по крайней мере, примерно 50% частиц являются большими чем примерно 120 меш (примерно 122 микрона) и по существу не имеется частиц, больших примерно 20 меш (примерно 841 микрон). Эти частицы не агрегируются при добавлении к воде и растворяются намного быстрее, чем обычные сухие или гелевые частицы водорастворимых полимеров. Однако, когда частицы, полученные распылительной сушкой, имеют или больший, или меньший размер, чем такой диапазон размеров, то они растворяются с трудом. Хотя изобретение по патенту США 4035317 было значительным продвижением в уровне техники, тем не менее остаются трудности в отношении некоторых полимеров, для них способы распылительной сушки по указанному патенту дают полимеры, чьи свойства нежелательным образом меняются в применении к эмульсионной или микроэмульсионной формам. Попытки высушить распылением полиакриламиды Манниха согласно способам, предлагаемым в технике, привели к полимерному порошку, проявляющему пониженные флокуляционные эксплуатационные характеристики по сравнению с соответствующими полимерами, используемыми в микроэмульсионной форме. Более того, вязкости растворов, высушенных распылением продуктов, оказываются значительно ниже, чем это желательно.

Следовательно, имеется необходимость в способе выделения водорастворимых и набухающих в воде полимеров из дисперсий, эмульсий типа вода-в-масле или микроэмульсий вода-в-масле с получением быстро растворяющихся водорастворимых полимеров без неблагоприятного влияния на свойства полимера. Также было бы выгодным создание смесей двух или более высушенных распылением полимеров и способов их получения, при которых каждая из 90% или больше частиц в смеси содержит два или более полимеров, так что эффект расслоения смеси минимизирован. Также существует необходимость в экономичных способах получения по существу сухих полимеров, имеющих хорошие рабочие характеристики и растворимость. Также было бы выгодным создание способов распылительной сушки дисперсий эмульсий типа вода-в-масле и микроэмульсий типа вода-в-масле, при которых исключаются или снижаются нежелательные изменения продукта и имеется возможность рециркулирования или повторного использования компонента.

В настоящее время найден способ получения по существу сухих водорастворимых и набухающих в воде полимеров винильного присоединения посредством распылительной сушки дисперсий, эмульсий вода-в-масле или микроэмульсий вода-в-масле соответствующих полимеров. Неожиданно были получены новые сухие полимерные продукты, чьи свойства и/или рабочие характеристики не изменяются неблагоприятным образом при способе распылительной сушки. Неожиданно по существу сухие полимеры, получаемые способами по настоящему изобретению, обладают улучшенной стабильностью относительно соответствующих дисперсий, эмульсий вода-в-масле или микроэмульсий вода-в-масле этих полимеров. Были также разработаны имеющие преимущества смеси двух или более высушенных распылением сухих полимеров и способы их получения, при этом каждая индивидуально из 90% или более частиц в смеси включала два или более полимеров. Неожиданно растворимость и рабочие характеристики полученных распылительной сушкой полимерных частиц по настоящему изобретению были улучшены посредством агломерации. Раскрываются способы использования настоящих композиций полимерных частиц и агломератов для обработки воды, при изготовлении бумаги, в горной, нефтяной и сельскохозяйственной промышленности. В дополнительных воплощениях изобретения регенерируется масляная фаза эмульсий вода-в-масле или микроэмульсий вода-в-масле и очищается, в другом воплощении указанная масляная фаза неожиданно оказалась по существу свободной от затрудняющих полимеризацию веществ.

Все патенты, патентные заявки, книги и статьи, отмеченные здесь, включены в настоящее описание посредством ссылки.

Краткое изложение сущности изобретения Согласно настоящему изобретению обеспечивается способ получения по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде частиц полимера винильного присоединения, включающий а) распылительную сушку дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащих полимер винильного присоединения, в потоке газа с продолжительностью обработки от примерно 8 до примерно 120 секунд и температурой на выходе от примерно 70^oС до менее 100^oС и b) сбор полученных полимерных частиц.

В другом воплощении обеспечивается способ получения по существу сухих агломератов водорастворимых или набухающих в воде полимеров винильного присоединения, включающий а) распылительную сушку эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащей полимер винильного присоединения, в потоке газа с продолжительностью обработки от примерно 8 до примерно 120 секунд и температурой на выходе от примерно 70^oС до примерно 100^oС, b) сбор полученных полимерных частиц и с) агломерацию указанных полимерных частиц с образованием агломератов.

В другом воплощении обеспечивается способ получения по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных частиц из смеси, включающий а) распылительную сушку смеси, состоящей из или приготовленной путем перемешивания (i) первой дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащей водорастворимый или набухающий в воде полимер винильного присоединения, и (ii) второй дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащей водорастворимый или набухающий в воде полимер винильного присоединения, в потоке газа с продолжительностью обработки от примерно 8 до примерно 120 секунд и температурой на выходе от примерно 70^oС до примерно 150^oС и b) сбор полученных полимерных частиц.

В еще одном воплощении обеспечивается способ получения по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных агломератов из смеси, включающий: (А) распылительную сушку смеси, состоящей из или приготовленной путем перемешивания (I) первой эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащей водорастворимый или набухающий в воде полимер винильного присоединения, и (II) второй эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащей водорастворимый или набухающий в воде полимер винильного присоединения, в потоке газа с продолжительностью обработки от примерно 8 до примерно 120 секунд и температурой на выходе от примерно 70^oС до примерно 150^oС и (В) сбор полученных полимерных частиц, и (С) агломерацию полученных полимерных частиц.

В другом воплощении обеспечивается способ получения по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных агломератов, включающий (а) распылительную сушку содержащих полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, (b) сбор полученных полимерных частиц и (с) агломерацию указанных полученных полимерных частиц.

В еще одном воплощении обеспечивается способ регенерирования масла из процесса распылительной сушки дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащих водорастворимый полимер винильного присоединения, включающий (а) конденсирование генерируемых в способе распылительной сушки масла и воды с получением конденсированного масла и конденсированной воды, и (b) отделение указанного конденсированного масла от указанной конденсированной воды, при этом указанное конденсированное масло является по существу свободным от не газообразных веществ, затрудняющих полимеризацию.

В еще одном воплощении обеспечивается способ очистки образующегося в процессе распылительной сушки масла, включающий (а) распылительную сушку содержащих водорастворимый полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, (b) выделение образующегося в процессе распылительной сушки масла с получением регенерированного масла, (с) перемешивание указанного регенерированного масла с водной жидкостью с получением очищенного масла и (d) отделение очищенного масла, по существу свободного от не газообразных, затрудняющих полимеризацию веществ.

В дополнительном воплощении обеспечивается способ очистки образующегося в процессе распылительной сушки масла, включающий (а) распылительную сушку содержащих водорастворимый полимер винильного присоединения эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле в потоке газа с продолжительностью обработки от примерно 8 до примерно 120 секунд и температурой на выходе от примерно 70^oС до примерно 120^oС или с температурой на выходе от примерно 70^oС до примерно 95^oС; (b) сбор полученных полимерных частиц; (с) выделение образующегося в процессе распылительной сушки масла с получением регенерированного масла; (d) перемешивание указанного регенерированного масла с водной жидкостью с получением очищенного масла и (е) отделение очищенного масла, по существу свободного от не газообразных, затрудняющих полимеризацию веществ.

В еще одном дополнительном воплощении обеспечиваются по существу сухие водорастворимые или набухающие в воде полимерные частицы, включающие функционализированный полимер или полимер, имеющий пендантные группы, выбранные из группы, состоящей из амида, третичного аминометила, кватернизованного третичного аминометила, гидроксила, глиоксаля, сульфоната, сульфонатной соли, карбоновой кислоты, соли карбоновой кислоты, гидроксамовой кислоты, соли гидроксамовой кислоты, диалкиламиноалкил(алк)акрилата, диалкиламиноалкил(алк)акрилатных солей и кватернизованного диалкиламиноалкил(алк)акрилата; указанные частицы имеют объемную плотность от примерно 0,4 грамма на кубический сантиметр до примерно 1,0 грамма на кубический сантиметр, а также по существу сухие водорастворимые или набухающие в воде полимерные агломераты, образующиеся при агломерации этих частиц, и способ обработки взвешенных твердых частиц, включающий (а) растворение, диспергирование или перемешивание по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных агломератов с или в воде с образованием раствора полимера, дисперсии полимера или водной смеси, (b) перемешивание указанного раствора полимера, дисперсии или водной смеси со взвешенными твердыми частицами и (с) отделение конечных концентрированных твердых частиц от конечной водной жидкости.

Наконец, обеспечиваются по существу сухие водорастворимые или набухающие в воде полимерные частицы, полученные способом, включающим (а) распылительную сушку содержащих полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле в потоке газа с определенной продолжительностью обработки, предпочтительно в диапазоне от примерно 8 до примерно 120 секунд и определенной температурой на выходе в пределах от примерно 70^oС до менее 100^oС и (b) сбор полученных полимерных частиц. Указанные полимерные частицы имеют ущерб от сушки менее чем (i) ущерб от сушки по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных частиц, полученных способом, включающим (а) распылительную сушку содержащей указанный полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле в потоке газа с продолжительностью обработки более примерно 120 секунд и указанной определенной температурой на выходе и (b) сбор полученных полимерных частиц, или (ii) ущерб от сушки по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных частиц, полученных способом, включающим (а) распылительную сушку содержащей указанный полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле в потоке газа с указанной определенной продолжительностью обработки и температурой на выходе более примерно 100^oС и (b) сбор полученных полимерных частиц или (iii) ущерб от сушки по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных частиц, полученных способом, включающим (а) распылительную сушку содержащей указанный полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле в потоке газа с продолжительностью обработки более примерно 120 секунд и температурой на выходе более примерно 100^oС и (b) сбор полученных полимерных частиц, а также по существу сухие водорастворимые или набухающие в воде полимерные агломераты, полученные агломерацией этих частиц, и способ обработки взвешенных твердых частиц, включающий (а) растворение, диспергирование или перемешивание по существу сухих водорастворимых или набухающих в воде полимерных агломератов с или в воде с образованием раствора полимера, дисперсии полимера или водной смеси, (b) перемешивание указанных растворов, дисперсии полимера или водной смеси со взвешенными твердыми частицами и (с) отделение конечных концентрированных твердых веществ от конечной водной жидкости.

Подробное описание предпочтительных воплощений В соответствии с настоящим изобретением содержащие полимеры винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле и микроэмульсии вода-в-масле сушат распылением посредством подходящих устройств в большую камеру, через которую продувают горячий газ, таким образом удаляется большая часть или все летучие компоненты и делается возможным выделение высушенного полимера. Неожиданно оказалось, что устройства для распыления дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле в газовый поток не являются особенно решающими и не ограничены форсунками, имеющими определенный нагнетательными размер сопла; действительно, могут использоваться любые устройства для распылительной сушки. Например, такие хорошо известные в технике устройства, как вращающиеся распылители, нагнетательные форсунки, пневматические форсунки, акустические форсунки и т. д., все могут использоваться для распылительной сушки дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле в потоке газа. Скорость подачи, вязкость исходного материала, желаемый размер частиц продукта распылительной сушки, размер капель в дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле и т.д. являются факторами, которые обычно принимаются во внимание при выборе распылительных устройств. Размер и форма камеры, число и тип распылительных устройств и другие типичные рабочие параметры могут быть выбраны для приспосабливания к условиям сушильной камеры с использованием общеизвестных знаний специалистов данной области.

Хотя могут использоваться открытые циклические распылительные сушилки, предпочтительными являются закрытые циклические системы для распылительной сушки. Поток газа может быть параллельным, противоточным или смешанным потоком, параллельный поток является предпочтительным. Горячий газ или газ на входе может быть любым газом, который не взаимодействует или не образует взрывоопасные смеси с исходным сырьем и/или полимером, высушенным распылением. Подходящие газы, используемые как газы на входе, являются газами, известными специалистам в данной области техники, включая воздух, азот и другие газы, которые не вызывают нежелательного разложения полимера или его загрязнения, предпочтительно это газы, содержащие примерно 20% или менее кислорода, более предпочтительно примерно 15% или менее кислорода. Наиболее предпочтительно следует использовать такие газы на входе, как азот, гелий и т.д. , которые содержат примерно 5% или менее кислорода.

Сухой полимер может быть собран с помощью различных устройств, таких как простой вывод, сортировочная воронка, рукавный фильтр и т. д., или полимер может быть подвергнут дополнительным стадиям сушки, таким как посредством псевдоожиженного слоя или агломерации. Устройства для сбора сухого полимерного продукта не являются решающими. Горячий газ, который остается после того как по существу весь полимер удален из исходного сырья, содержит летучие вещества, такие как масло, вода и т.д., и может быть удален в атмосферу или регенерирован, предпочтительно регенерирован или наиболее предпочтительно направлен после этого в повторный цикл. Масло обычно выделяют при процессе распылительной сушки содержащей полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле и микроэмульсии вода-в-масле посредством конденсирования образующегося в процессе распылительной сушки масла, предпочтительно соконденсирования образующегося в процессе распылительной сушки масла и образующейся в процессе распылительной сушки воды, и отделения конденсированного или выделенного масла от конденсированной воды. Указанное отделение легко осуществляется посредством простого сливания нижнего слоя и/или откачиванием верхнего слоя, так как вода и масло по существу не смешиваются. Разница в температурах кипения между водой и маслом может быть такой, что конденсатор может работать при такой температуре, чтобы конденсировалось только масло, уменьшая тем самым энергетические потери, связанные с конденсацией испаренной воды. Однако было неожиданно установлено, что может быть выгодной соконденсация воды и масла вместе, так как регенерированное или соконденсированное масло является по существу свободным от затрудняющих полимеризацию не газообразных веществ. Летучие вещества предпочтительно конденсируют или соконденсируют струйным конденсатором. Струйные конденсаторы хорошо известны специалистам в технике и функционируют посредством распыления жидкости в горячий газ, вызывая охлаждение горячего газа и вызывая конденсацию содержащихся в горячем газе летучих масла, воды и т.д. В струйном конденсаторе может использоваться водная жидкость, предпочтительно вода, более предпочтительно водная кислота и наиболее предпочтительно водная неорганическая кислота, например водная серная кислота. Затрудняющими полимеризацию веществами являются такие, которые ингибируют или тормозят полимеризацию, или действуют как агенты переноса цепи. Затрудняющие полимеризацию агенты переноса цепи могут иметь константы переноса цепи примерно 10^-4 или более. Предпочтительно конденсированное, соконденсированное или регенерированное масло содержит менее примерно 0,1% таких затрудняющих полимеризацию веществ, более предпочтительно менее примерно 0,05% по весу от общего веса.

В некоторых случаях регенерированное масло, которое может быть соконденсированным или конденсированным маслом, может быть не свободным от примесей или от затрудняющих полимеризацию веществ, как это желательно. Регенерированное масло может быть очищено посредством смешивания указанного регенерированного масла с водной жидкостью с получением очищенного масла и отделением указанного очищенного масла от конечной водной жидкости. Очищенное таким образом масло является обычно по существу свободным от не газообразных, затрудняющих полимеризацию веществ и обычно является подходящим для использования в последующих полимеризациях. Указанная водная жидкость является предпочтительно водой, более предпочтительно водной кислотой. Указанная кислота предпочтительно представляет собой неорганическую кислоту, более предпочтительно серную кислоту. В предпочтительном воплощении эмульсия вода-в-масле или микроэмульсия вода-в-масле, содержащая полимер винильного присоединения, включает в себя масло, выделенное при процессе распылительной сушки эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, содержащих полимер. Как очищенное масло, так и регенерированное масло могут быть обработаны для удаления газообразных, затрудняющих полимеризацию веществ, таких как аммиак, кислород, хлористый метил, диметиламин, формальдегид и т.д., известными способами, такими как барботирование инертного газа, например азота, гелия и т.д.

Один способ определения, является ли обработанное, регенерированное или очищенное масло по существу свободным от не газообразных, затрудняющих полимеризацию веществ, заключается в использовании определенного масла для получения содержащих полимер винильного присоединения дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, которые впоследствии высушивают распылением, а затем выделении конденсированного или соконденсированного масла и, при желании, очистке выделенного масла. Если конечное регенерированное или очищенное масло является по существу свободным от не газообразных затрудняющих полимеризацию веществ, то молекулярный вес или вязкость раствора полиакриламида, полученного полимеризацией или сопрлимеризацией акриламида в эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле с использованием указанного определенного масла будут обычно по существу такими же, как молекулярный вес или вязкость раствора полиакриламида, полученного полимеризацией акриламида в дисперсии, эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле с использованием указанного регенерированного или очищенного масла, при соблюдении других условий по существу идентичными.

В одном воплощении настоящего изобретения уровень формальдегида в регенерированном или очищенном масле, полученном при сушке распылением дисперсии эмульсии вода-в-масле или микроэмульсии вода-в-масле, предпочтительно микроэмульсии кватернизованного по Манниху поли(алк)акриламида, обычно составляет менее ста миллиграмм формальдегида на килограмм регенерированного или очищенного масла, предпочтительно менее десяти миллиграмм формальдегида на килограмм регенерированного или очищенного масла и наиболее предпочтительно менее одного миллиграмма формальдегида на килограмм регенерированного или очищенного масла. Формальдегид может отрицательно влиять на некоторые типы полимеризационных процессов, так что сильно сниженный уровень формальдегида в регенерированном или очищенном масле является существенным преимуществом. Рециркуляция масла для использования в других процессах, включая те же самые и другие процессы полимеризации, является экономически выгодной и благоприятной для окружающей среды. Отсутствие масла и определенных остаточных химических реагентов со стадии после реакции, в частности формальдегида, в полимерных частицах также является значительным преимуществом для окружающей среды.

Имеется четыре взаимозависимых рабочих параметра в настоящем способе распылительной сушки: температура газа на входе, температура газа на выходе, летучесть продукта и продолжительность обработки в сушильной камере. Температура на выходе обычно должна быть примерно 150^oС или ниже, предпочтительно примерно 120^oС или ниже, более предпочтительно менее 100^oС и даже еще более предпочтительно примерно 95^oС или ниже, наиболее предпочтительно примерно 90^oС или ниже. Температура на выходе обычно составляет примерно 70^oС или выше, предпочтительно примерно 75^oС или выше. Следовательно, температуры на выходе обычно составляют от примерно 70^oС до примерно 150^oС, предпочтительно от примерно 70^oС до примерно 120^oС, более предпочтительно от примерно 70^oС до менее 100^oС даже более предпочтительно от примерно 70^oС до примерно 95^oС, наиболее предпочтительно от примерно 75^oС до примерно 90^oС. Температуры на выходе ниже примерно 70^oС могут оказаться подходящими в определенных случаях, хотя обычно это менее предпочтительно. Например, при затратах на экономическую эффективность распылительная сушка может осуществляться при больших временах продолжительности обработки, высоких скоростях потока газа и низких температурах на выходе.

Обычно сушильная камера должна работать при наиболее низких возможных температурах на выходе, совместимых с получением удовлетворительного продукта. Для облегчения работы при наиболее низкой возможной эксплуатационной температуре содержащая полимер винильного присоединения дисперсия, эмульсия вода-в-масле или микроэмульсия вода-в-масле предпочтительно включает летучее масло. "Летучий" в целях настоящего изобретения означает, что температура кипения или верхний предел интервала температур кипения масла составляет примерно 200^oС или ниже, предпочтительно примерно 190^oС или ниже, наиболее предпочтительно примерно 180^oС или ниже. Хотя ис