Способ получения анионита

Способ получения анионита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< >994480

ОЛ ИСААКИЕ

ИЗЬВРЕТЕ Н ИЯ

;К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз. Советских

Социалистических рее у (6t ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 09.10.79 (2! ) 2827638/23-05 с присоединением заявки йЪ

Ю (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень М 5 (5l)M. Кл.

С 086 59/00

С 08 J 5/20 йеударетееай квинтет

ССЮ

la аврам имбреикнй в IWpblTNQ (53) УДК 661,183. .123(088 8}

Дата опубликования описания 07.02.83 (72) Авторы В, А. ВакУленко, А. Ф ЧетвеРиков, Н. П. ГоРба изобретен и Ве П IIOTBHOBó Ю Ае Смирнов И В Самборски

/ ° 4 .r »,-.,с» ..» „ . " ., „, --" .d:.,I 3 (7 I ) Зая витель (54} СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТА

Изобретение относится к области получения ионообмениых смол, используе-мых s водоподготовке и других областях иойного обмена.

Иониты эпоксиаминиого типа, получаемые взаимодействием эпихгп?ргидрина с аммиаком и различными аминами, пред- ставляют собой довольно обширный ряд ионообменных смол различного назначения»б М

Известен способ получения анионита

1взаимодействием эпихлоргидрина с диаминоизопропанолом 1) .

Наиболее близким по технической суш-И ности является способ получения анионита, согласно которому взаимодействием водного раствора аммиака и эпихлоргидрина при нагревании получают водорасвворимый олигомер, отверждаемый далее водным раствором полиэтиленполиамина.

Известный анионит АН-31 обладает боль шой емкостью, хорошими диффузионными свойствами и высокой химической стойкостью, его основная область применения — водоподготовка (2 3 .

Однако анионит АН-31 имеет малый срок службы в ионообменных фильтрах (1-2 года вместо 4 6 лет для ионитов на полистирольной основе) вследствие измельчения частиц ионита иэ-за существенного увеличения обьема (на 15-16%) при каждом переходе из гидроксильной формы после регенерации щелочью в ссьлевую. форму, B основном содержащую ионы хлора, при рабочем цикле удаления кислот из Н-катионированной воды. При изменении объема частиц аннонита возникают большие осмотические нагрузки, которые приводят к разрушению частиц.

Бель изобретения - повьппение осмотической стабильности анионита при его эксллуатации„

Бель достигается тем, что согласно способу получений анионита взаимодействием эпихлоргадрина с аммиаком в присутствии воды с последующим отверж3 9944 дением 5-13 мас.% от общего количеств ва аммиака заменяют эквимолярным ко. личеством третичного амина,.

Предпочтительно, в качестве третичного амина используют триметнламин или диметилэтаноламин.

Введение четвертичных групп аммони евого основания в слабоосновный анионит приводит к уменьшению изменения объема частиц при эксплуатации. Количество ами36 на должно быть таким, чтобы умены изменение объема и не оказать существ венного влияния на создание сильноооновной емкости. Так как для получения олигомера используется водный раствор .аммиака, то третичный амин должен иметь хорошую растворимость в воде и иметь минимальную молекулярную массу, (чтобы не утяжелять матрицу анионитами). Этим целям удовлетворяет тримвтиламин и диметилэтаноламин..Олигомер эпихлоргидрина с аммиаком получают по способу-прототипу. Параметры температуры и времени процесса конденсации и отверждения не нуждаются в изменении д и приняты по прототипу. Полученный олигомер перерабатывают как в прототи-.. пе.

Если добавка амина ниже указанного предела, то концентрация появляющихся сильноосновных групп мала1 & измене ние объема частиц анионит еще значительно. При добавке амина выше указанного предела появляется значитель ная емкость по сильноосновным группам и изменение объема при переходе из . И гидроксильной формы в солевую меняется в другую сторону (уменьшается).

П р .и м е р 1, А Получение олигоме . ра.

49

В реактор, снабженный обратным жмюдильннком, термометром, мешалкой и баней для нагрева и охлаждения, помещают 92,5 г (1 моль) энихлоргидрина (ЭХГ), нагревают его до 64 С и при перемешивании постепенно добавляют

61,2 г раствора аммиака с триметиламином (ТМА), в котором содержится 7,27 г (0,4275 моль) 100%-ного аммиака, 1 33 г (0,0225 моль) 100%-ного ТМА

56 и 52,6 г воды. Скоростью подачи и охлаждением поддерживают температуру . о

64-68 С. Через 20 мин после окончания подачи раствора TNA и аммиака получают 153 r однородного водорастворимого олигомера. Далее олигомер иопользуют для получения блочного анионита (пункт б) или гранульного анионита (пункт g ).

80 4 . Получение анионита блоксоконденсацией.

К 153 г олигомера при 4 25-30 С добавляют при перемешивании 80 r 50%ного водного раствора полиэтиленполиамина (ПЭПА) (азот, титруемый в 50%

ПЭЦА, равен 10 11,5%). Реакционную массу переносят. в сушильный шкаф, о нагретый до 80 C Гелеобразование не1 упает за 20-60 мий Грузоизмельченный гель подвергают термообработке в а ,течение 12-18 ч при 110-115 С. Полученные куски ионита дробят, рассеиBBIoT получая 120 r c oro IIoHIITB с размерами частиц 0,4-2,0 мм.

Я. Получение анионита суспензионной поликонденсацией в среде трансформаторного масла

153 г олигомера смешивают с 80 r

50%-ного раствора ПЭПА при 25-30 С.

Затем реакционную массу сливают в гранулятор с предварительно прогретым при

98-100 С трансформаторным маслом.

Твердые сферические гранулы образуютcs через 5-8.мин, после чего продолжают перемешивание 1-ч при 98-100 С.

Затем гранулы отжимают от масла и проедят их дозревание в щелочном расч воре 1рН-10,5 -11,0), насъпценном хлористым натрием при 8985 С 1,5 ч после чего гранулы обезмасливают

0,25%-ным раствором моющего иеионогенного средства при 80 С и отмывают деминерализованной водой при 80 С. Получают 280 г влажного ионита (содержание влаги 60%) с размерами зерен

0,315-1,6 мм»

П p и м е р 2. Процесс получения, порядок загрузки компонентов, режимы температуры и времени такие же, как в примере 1. Изменения на стадии А". вместо 1,33 г 100%-ного ТМА вводяч

2,66 г (0,045 моль) ТМА и вместо

7,27 г вводят 6,89 r 100%-кого аммиака (0,405 моль) в то же самое ко личество ЭХГ. Выход блочного продукта

121 r, гранульного 280 r (влага

59,8%).

Пример 3. Процесс получения, порядок загрузки компонентов, режимы температуры и времени такие же, как в примере 1. Изменения на стадии А: вместо 1,33 г 100%-ного ТМА вводят

3,36 г 100%-ного ТМА (0,057 моль) и вместо 7,27 вводят 6,68 г 100%-ного аммиака (0,393 моль). Выход блочного продукта 121 r, гранульного 280 r (влага 60%).

5 994480 6 . П р и м в р 4. Процесс получения, аммиака, 4 г (0,045. мель) димвтилпорядок загрузки компонентов, режимы этаноламина и 52,5 г воды. Выход температуры и времени такив жв, как в блочного продукта 122 г, гранульного пРимеРе 1. Измененип на стадии А: к,281 г {влага 60%,).

92,5 г (1 моль) ЭХГ приливают раствор. S аммиака с днметилэтаноламином, содер- Свойства полученных анионитов- apsжащий. 6,39 г (0,405 моль) 100%-ного ведены в таблице.

Прототип Блочная 3,2

3,3

3,3

4э6

4,6

Гранульная

1 Блочная

-32

S0 .31

9,0

Граиульная

2 Блочная

3,1.

3,1

32,3

Гранульная

3 Блочная

3,3

3,0

2,9

97

3,1

4 Блочная

10,0

3 1

1 ранульная 3,2

24,0,:% К равно отношению процентов целых и разрушенныхчастиц.

Предложенный процесс полностью соответс гвует существующей технологии получения анионита АН-31 с минималь ными дополнениями.. BHHHIIH Заказ 548/3 Тираж 492 - Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.Изменение удельного объема при переходе . из гидроксильной:формы анионита в хлорформу по примерам 2 и 4 состав ляет 6% вместо 16% по-прототипу. Анв. аниты по примерам 1-4 полностью.соответствуют всем- показателям ГОСТ

20301-74, Повышение осмотической стабильности анионита позволяет умешшить его годовой износ цри эксплуатации .в 2-4 раза. Применение третим! ных аминов нв приводит к увеличению себестоимости существующего анионита, так как стоимость аминов невелика и при этом уменьшается расход другого болев дорогого сырья - эпихлоргндрина,, полиэтиленполиаминов.

Ф ормула изобретения

1. Способ получения анионита взаимо

3 действием эпихлоргидрина с аммиаком в присутствии води с последуюпшм- отвер ждением полученнбго олигомвра полиэтиленполиаь ином,- о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшиения осмо-" тической стабильности анионита при эксплуатации, 5-13 мас.% от общего количества . аммиака заменяют эквимолярным количеством третичного амина.

2. Способ по п.1, о т л и ч а в45 шийся тем, ч в ач стве тртичного амина используют триметиламии wOI диметилэтаноламин °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 288301, кл, С 086 59/40, 1968.

2. Авторское свидетельство CGCP

Ж 173406 кл. С 08 У 5/20, 1963 (прототип).