способ получения макропористых неионогенных сорбентов
Классы МПК: | C08F112/36 дивинилбензол C08F212/36 дивинилбензол B01J20/30 способы получения, регенерации или реактивации C08F2/44 полимеризация в присутствии добавок, например пластификаторов, красителей, наполнителей |
Автор(ы): | Салдадзе Г.К., Завадовская А.С., Фирсов В.И. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский институт пластических масс им.Г.С.Петрова с Опытным московским заводом пластмасс |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-12-29 публикация патента:
20.07.1996 |
Использование: для очистки сточных вод, а именно для сорбционного извлечения многокомпонентных органических соединений из водных растворов в условиях переработки больших объемов сточных вод. Сущность изобретения: получение макропористых неионогеннных сорбентов с широким распределением пор по размерам, небольшим набуханием в режимах сорбции-десорбции для очистки многокомпонентых стоков, преимущественно больших объемов, с высокими воспроизводимыми сорбционными свойствами. Реагент 1: чистый или технический дивинилбензол. Причем его концентрация составляет не менее 40 проц. мас. Реагент 2: этилстирол в конц. 0-60 проц. Суспезионную полимеризацию проводят в присутствии инициатора радикального типа и порообразователя при нагревании. В качестве порообразователя используют азеотропные смеси алифатических и ароматических соединений, имеющих общую температуру кипений не ниже 80oC. Cоотношение мономерной части и порообразователя 1:0,8-3. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ получения макропристых неионогенных сорбентов путем суспензионной полимеризации чистого или технического дивинилбензола в присутствии инициатора радикального типа и порообразователя при нагревании, отличающийся тем, что в качестве порообразователя используют азеотропные смеси алифатических и ароматических соединений, имеющих общую температуру кипения не ниже 80oС.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области получения полимерных макро пористых неионогенных сорбентов, используемых для очистки сточных вод, а именно для сорбционного извлечения многокомпонентных органических соединений из водных растворов в условиях переработки больших объемов сточных вод. Известен способ получения синтетических сорбентов, используемых для адсорбирования лекарственных препаратов и удаления органических соединений из сточных вод, где в качестве исходных мономеров используют ароматические винильные и дивинильные мономеры и алифатические моновинильные мономеры [1] Концентрация дивинильного компонента составляет 40-80% масс. В качестве порообразователя используют ароматический углеводород в количестве 70-150% масс. Известный сорбент имеет менее 10% пор радиусом 300![способ получения макропористых неионогенных сорбентов, патент № 2063981](/images/patents/409/2063981/2063981t.gif)
![способ получения макропористых неионогенных сорбентов, патент № 2063981](/images/patents/409/2063981/2063981-2t.gif)
Однако при использовании индивидуального порообразователя получают сорбенты с недостаточно широким распределением пор, что ограничивает использование неионогенного сорбента для очистки многокомпонентных по своему составу сточных вод. Наиболее близким по уровню техники к предлагаемому способу является способ получения макропористого неионогенного сорбента марки "Полисорб С 40/100", представляющего собой сополимер стирола с 40% технического дивинилбензола (ДВБ), полученный суспензионной полимеризацией с использованием в качестве порообразователя бензина марки БР-1 (100% объемн.) [3]
Известный сорбент обладает достаточно широким разбросом пор по размерам в структуре ( 90% от общего количества пор составляет размер 40-1000
![способ получения макропористых неионогенных сорбентов, патент № 2063981](/images/patents/409/2063981/2063981-3t.gif)
![способ получения макропористых неионогенных сорбентов, патент № 2063981](/images/patents/409/2063981/2063981-4t.gif)
![способ получения макропористых неионогенных сорбентов, патент № 2063981](/images/patents/409/2063981/2063981-5t.gif)
Использование азеотропных смесей ароматических и алифатических соединений с температурой кипения не ниже 80oС обусловлено тем, что использование смесей с температурой кипения ниже 80oС приводит к усложнениям технологического процесса полимеризации из-за вскипания реакционной смеси и выбросов. Суспензионную полимеризацию проводят с концентрацией дивинильного компонента не менее 40% масс, т.к. снижение ее приводит к получению сорбента с низкой сорбционной способностью. Диапазон массовых соотношений мономерной части и порообразователя составляет 1:0,8-3, это обусловлено тем, что уменьшение количества порообразователя влечет за собой ухудшение сорбционных свойств, а увеличение более З-х придает ему хрупкость. Процесс суспензионной полимеризации можно проводить как по ступенчатому температурному режиму, так и при одной температуре. Динамическая емкость полученного сорбента определялась по реальной сточной воде производства аминов следующего состава ( состав N 1): 2 аминотолуол, 2 нитротолуол, 4 аминотолуол, 2,5 дихлоранилин, 2 дихлорнитробензол с общим содержанием 2 г/л, и сточной воде (состав N 2): нитробензольные соединения нитробензол, 2,5-дихлорнитробензол, 2,5-динитрохлорбензол с общим содержанием 0,68 г/л и фенольные соединения - 2,4 динитрофенол, тринитрофенол (пикриновая кислота) с общим содержанием 1,4 г/л. Очистку сточных вод производят путем пропускания очищаемой воды через сорбент со скоростью 5 час-1 до получения требуемой концентрации 5 мг/л. Статическую емкость определяли по модульным водным растворам составов 1 и 2. Величину удельной поверхности определяли по ГОСТ 108985-84. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. 100 г технического дивинилбензола, концентрация, масс. дивинильного компонента П и М изомеров ДВБ 60; этилстирола 30; предельных углеводородов 10, 0,5 г перекиси водорода смешивают при комнатной температуре с 90 г азеотропной смеси, состоящей из бензола и гептана в соотношении 92:8 соответственно (состав 1, таблицы 1). Соотношение мономерной части и порообразователя составляет 1:1. Полученную смесь вводят в реактор с приготовленным раствором 1% крахмала, имеющим температуру 60
![способ получения макропористых неионогенных сорбентов, патент № 2063981](/images/patents/409/2063005/177.gif)
подъем температуры до 75oС в течение 1 часа;
1-я выдержка при температуре 75oC 4 часа;
подъем температуры до 85oC 1 час;
2-я выдержка при 85oC 6 часов;
подъем температуры до 90oC 10 мин. 3-я выдержка при 90oC 4 часа. По окончании процесса полимеризации производят удаление органических веществ из гранул полимера нагреванием в деминерализованной воде. Затем охлаждают до 60oC в течение 0,5 часа и производят отмывку от крахмала. Соотношение компонентов и характеристика полученного сорбента представлены в таблице 2. Пример 2. 100 г технического дивинилбензола, концентрация, масс. дивинильного компонента П и М-изомеров ДВБ 60, этилстирола 30, предельных углеводородов 10, 0,5 г перекиси бензоила смешивают при комнатной температуре с 180 г азеотропной смеси, состоящей из 1-бутанола и толуола в процентном соотношении 28:72 соответственно ( состав N 2 таблицы 1). Соотношение мономерной части и порообразователя 1:2. Полученную смесь вводят в реактор с приготовленным раствором 1% крахмала, имеющим температуру 86oС и работающей мешалке. Процесс ведут при этой температуре в течение 9 час. По окончании процесса полимеризации производят удаление органических веществ из гранул полимера нагреванием в деминерализованной воде. Затем охлаждают до 60oC в течение 0,5 час и производят отмывку от крахмала. Соотношение компонентов и характеристика полученного продукта представлены в табл. 2. Примеры 3-9 процесс полимеризации проводят аналогично с описанием примера 1 или 2, причем в зависимости от температуры кипения состава порообразователя (при ее повышении) начало при 80oС. Состав исходной полимеризационной смеси и характеристика продукта представлены в таблице 2.
Класс C08F112/36 дивинилбензол
Класс C08F212/36 дивинилбензол
Класс B01J20/30 способы получения, регенерации или реактивации
Класс C08F2/44 полимеризация в присутствии добавок, например пластификаторов, красителей, наполнителей